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我国是一个农业大国,每年的化肥施用量远超过国际平均水平,且化肥利用率相对低下,未利用的营养物质通过降雨和农田径流流入受纳水体,是导致受纳水体富营养化的一个主要原因。传统的土质沟渠虽对污染物质有一定的去除作用,但是易受降雨侵蚀出现坍塌,导致营养物质再次进入沟渠系统,硬质混凝土沟渠抗水力侵蚀能力较强,但难以生长植物、富集微生物,水质净化能力有限。本研究创造性提出将新型多孔生态混凝土作为农田排水沟渠的护砌材料的构想,在保证沟渠结构稳定性的同时,可种植水生植物、附着微生物,为生态沟渠构建提供一种新的技术路线。自行试制生态混凝土材料,采用小试装置构建生态混凝土基生态系统,分别在静态、动态试验条件下考察了该系统对模拟农田尾水中的有机物、氮磷等污染物的去除效能,分析其去除机制,为多孔生态混凝土在农田生态沟渠中的进一步应用奠定基础。基于试验结果,得出以下主要结论:（1）以砾石为主要材料,试制了一种生态混凝土材料,基于试验分析得出其孔隙率在20%～35%之间,渗透速率约为0.214m/s,满足植物生长要求,其抗压强度大于10Mpa。（2）静态试验研究了水深（10cm、20cm、30cm）对生态混凝土基生态系统（种植植物:菖蒲、茭白、水芹菜）的污染物去除效果的影响,结果表明:较小水深有利于去除效能的提升,本试验得出的最佳水深为10cm;在该水深条件下,进一步分析了生态混凝土基生态系统（种植植物:菖蒲、茭白、水芹菜、空心菜、黑麦草）对TN、TP、CODMn的去除效能与机制,得出该条件下,系统对3种污染物的去除率可分别达到32.54%～81.93%、90.1%～99%、65%～92%;填充多孔生态混凝土基质可明显提升几种污染物的去除效能,种植水生植物对TN的去除效果有显著提高;水菖蒲、空心菜、黑麦草（冬季）为较适宜植物。（3）动态试验考察了不同停留时间（1h,2.5h,10h）及不同水深（10cm、20cm、30cm）条件下,生态混凝土基生态系统（种植植物:菖蒲、茭白、水芹菜、空心菜、黑麦草）对各污染物的去除效能,结果表明:随着停留时间的延长,各污染物去除效果有显著提升,而水深的增加则不利于各污染物的去除。本试验中,在最长停留时间（10h）及最佳水深（10cm）下,系统对TN、TP、CODMn的去除率分别为25.81%～35.38%、62.19%～70.77%、6.96%～19.06%。总体上,种植菖蒲和空心菜系统对各污染物的去除效果相对较优。（4）通过对比无植物及种植植物的生态混凝土基生态系统的氮素形态转化,分析系统对TN的去除机制,结果表明,生物硝化、反硝化可能对TN的去除起到重要作用,种植植物可强化TN去除效果。利用耗竭法对水菖蒲、空心菜、水芹、茭白、黑麦草五种植物氮素的吸收动力学进行研究,结果表明五种植物种类对NH4+-N的最大吸收速率Imax依次为745.96μg/（g·h）、720.71μg/（g·h）、321.02μg/（g·h）、606.76μg/（g·h）、300.17μg/（g·h）,亲和力常数Km依次为12.2837mg/L、7.5390 mg/L、11.4732 mg/L、12.7114 mg/L、12.8871 mg/L,对NO3--N的最大吸收速率Imax依次为878.54μg/（g·h）、850.10μg/（g·h）、718.11μg/（g·h）、173.95μg/（g·h）、304.12μg/（g·h）,亲和力常数Km依次为9.9739 mg/L、8.3007 mg/L、9.7615 mg/L、9.6260 mg/L、10.7021 mg/L。（5）通过对植物体全磷含量检测计算得出植物对模拟农田尾水中TP的贡献率只有10.96%～38.76%,化学除磷可能对系统磷酸盐的去除起到重要作用;植物在长期运行的生态混凝土基生态系统中磷素循环中的作用仍有待深入研究。（6）通过对空白对照组、无植物生态混凝土基生态系统和生态混凝土基生态系统内微生物检测,对比分析,以生态混凝土为基质的生态系统微生物多样性更为丰富,功能基因含量有明显增加,除Proteobacteria外,其它菌门相对丰度有不同程度增长,菌门相对丰度更为分散。在生态混凝土表面检测到了多种具有氨氧化、硝化、反硝化及有机物降解的功能菌群,如Bacteroidetes、Acidovorax、Rhodobacter、Hydrogenophaga、Dechloromonas、Firmicutes及Chloroflexi等。