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随着我国海水养殖业的迅猛发展,高密度集约化养殖模式下海水养殖尾水的不当排放将破坏生态环境,阻碍渔业经济的发展。人工湿地是一种高效水处理工程,综合利用物理、化学和生物方法净化污水。本研究构建海水人工湿地系统净化牙鲆海水养殖尾水,使用细砂、煤渣、珊瑚石作为基质,使用互花米草作为人工湿地植物,在有植物和无植物两种情况下对比研究海水养殖尾水的脱氮效果和净化效率,探究植物在人工湿地脱氮中的作用。采用氮稳定同位素技术,通过向海水养殖尾水中定量添加15NO3-N,对海水人工湿地系统氮的迁移转化过程进行示踪,量化植物、基质和微生物在海水人工湿地脱氮中的贡献。使用PCR-DGGE方法对海水人工湿地系统中微生物16s rDNA进行测序,研究各基质层和植物根际微生物群落的多样性和物种丰富度,相似性和亲缘关系;通过分析微生物群落在门分类水平上的结构组成,研究海水人工湿地系统的优势菌种及其在脱氮过程中的作用。研究结果有助于阐明人工湿地中氮的循环转化过程,为人工湿地在海水养殖业中的应用提供理论基础,研究结论如下:（1）有植物海水人工湿地系统脱氮效果良好,海水养殖尾水氮污染物浓度降低至NH4-N（0.02±0.001）mg/L、NO2-N（0.001±0.000）mg/L、NO3-N（0.18±0.03）mg/L和TN（2.27±0.01）mg/L,平均去除率分别达到（95.65±1.43）%、（98.68±0.64）%、（91.35±2.53）%和（54.86±3.72）%,经过循环净化后出水符合《海水养殖水排放要求》（SC/T9103-2007）中一级排放标准,系统运行后NH4-N在无机氮中占比降低,NO3-N的比例先增大后减小。无植物海水人工湿地系统NH4-N浓度降低至（0.02±0.001）mg/L,NO2-N降至（0.001±0.000）mg/L,平均去除率达到（99.45±0.58）%和（93.28±0.92）%,符合《海水养殖水排放要求》（SC/T9103-2007）中一级排放标准,但NO3-N和TN在系统内累积,循环过程中NH4-N在无机氮中占比降低,NO3-N的比例增加。有植物和无植物海水人工湿地系统对NH4-N和NO2-N的净化效果相似,有植物系统脱氮反应速率更高,喷洒式进水保证了充足的溶解氧含量,硝化作用更充分;无植物海水人工湿地系统NO3-N和TN去除不理想,反硝化作用受到抑制,有无植物人工湿地脱氮效果差异显著。（2）添加氮同位素后的海水人工湿地系统连续运行14 d,NO3-N由6 mg/L下降至（1.50±0.03）mg/L,去除率为75.02%,系统0-7 d氮去除速率高,7-14 d去除速率降低。系统运行7 d时,水体中δ15N值为（32458.99±501.72）‰;运行14 d后,δ15N值降至（16286.55±231.81）‰。海水养殖尾水δ15N值在第7-14 d显著下降,氮同位素发生分馏效应,在0-7 d时同位素15N的去除较少,7-14 d时15N的去除程度较重。上层基质δ15N值超过470‰,从上至下基质δ15N值依次降低,上层细砂和中层煤渣对NO3-N的吸附效果更好。中层基质δ15N值在下行池高于上行池,底层基质δ15N值低于100‰,氮吸附效果最弱。（3）海水人工湿地系统基质的绝对丰度为（1.00±0.36）×10-33 mg/g;植物的绝对丰度为（0.06±0.02）mg/g,植物单位氮吸收能力更强。系统连续运行14 d后,15N同位素植物吸收量为2.08 mg,基质吸附量为0.88 mg,微生物去除量达到19.81 mg,水体中15N剩余7.22 mg。植物对人工湿地NO3-N去除的贡献率为6.95%,基质贡献率为2.94%,微生物的贡献率为66.05%。海水人工湿地运行初期氮的去除以植物吸收和基质吸附为主,运行稳定后微生物在脱氮中起主要作用。（4）有植物和无植物海水人工湿地系统微生物Shannon指数为（6.73±0.17）和（6.25±0.08）,多样性和丰富度具有差异性。两系统基质中层和下层微生物多样性最高,上行池上层基质多样性和丰富度最低。有植物系统脱氮效果更好,植物通过增加微生物多样性和物种丰富度提高海水人工湿地系统脱氮能力。有植物海水人工湿地系统微生物相似系数为0.75-0.9,最远相似程度为0.775。无植物海水人工湿地系统基质间微生物相似度大于0.8,上行池上层基质与其他基质层相似性最远。海水人工湿地系统微生物群落优势种群是变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、绿弯菌门（Chloroflexi）和蓝细菌门（Cyanobacteria）,在系统中比例超过70%。δ-变形菌纲、绿弯菌门和脱铁杆菌门为厌氧菌,厚壁菌门（Firmicutes）中芽孢杆菌纲（Bacilli）为反硝化菌种,这些菌种在无植物海水人工湿地系统中丰度含量低于有植物系统。