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微生物脱氮被认为是最经济高效的脱氮技术之一，有关其脱氮过程及机理的研究也是当今水处理领域的研究热点。近年来，人工湿地内部氮转化生态过程的研究已深入分子水平，但尚缺少对氮转化菌群和功能基因全面和系统的定量研究。 本论文考察了NH4+-N和NO3--N为不同N源和C/N约束条件下人工湿地的脱氮效率，采用了Q-PCR等分子生物学技术定量解析了人工湿地内部氮转化菌群和功能基因的演化规律和沿程分布，利用逐步回归分析建立了氮转化速率与氮转化菌群和功能基因之间的定量响应关系，主要结论如下: (1)不同的N源显著影响人工湿地系统的成熟时间、处理效果和脱氮过程。以NH4+-N为N源的T1系统成熟期时间较长，正式运行后期污染物去除效果良好，COD、NH4+-N和TN去除率分别稳定在94％～97％、75％～83％和77％～88％。以NO3--N为N源的T2系统成熟时间较短且正式运行期间的处理效果更好，COD、NO3--N和TN去除率分别稳定在90％～98％、93％～99％和90％～93％。T1系统NH4+-N转化前期以好氧氨氧化过程为主，后期被厌氧氨氧化过程所取代;T2系统的厌氧氨氧化过程一直是系统内部NH4+-N和NO2--N转化的主要途径。 (2)沿程深度通过影响T1和T2系统氮转化菌群和功能基因的数量和结构，进而影响系统沿程的氮转化过程和脱氮途径。T1和T2沿程深度的增加不利于系统内amoA基因所催化的好氧氨氧化过程和narG基因催化的硝酸盐还原亚硝酸盐过程。厌氧氨氧化过程和亚硝酸盐还原一氧化氮的过程在T1系统内沿程增强而在T2系统内沿程减弱。 (3)不同的C/N显著影响人工湿地系统的脱氮效率和氮转化过程。C/N=4时，S系统积累了大量由NH4+-N转化的NO2--N和NO3--N，TN去除率只有50％;C/N=12时，S系统的NH4+-N和TN的去除率达到最高的80％和82％，且系统出水不再有NO2--N和NO3--N的积累。对S系统氮转化过程的分析表明:低C/N条件下，系统内NH4+-N转化以好氧氨氧化过程为主，反硝化过程的不足导致了NO2--N和NO3--N的积累，也限制了系统NH4+-N和TN去除率的提升;高C/N条件下，系统内NH4+-N转化以厌氧氨氧化为主，同时系统反硝化能力的增强使其不再积累NO2-N和NO3--N，NH4+-N和TN的去除率得到较大程度的提升。 (4)人工湿地系统内氮转化速率与氮转化菌群和功能基因之间存在显著的定量响应关系。逐步回归分析的结果显示，人工湿地内部氮转化过程之间存在多种偶联机制，氮转化速率也因而受制于多种氮转化菌群和功能基因的联合作用。