氮浓度直接影响植物的代谢、器官发育和根际效应,进而使人工湿地呈现出不同的根际微生物群落结构、活性和污染物去除特征,但此过程中微生物生境和微生物生命活动的响应机制尚未完全解明。另外,相比于常规深度人工湿地,浅床人工湿地中根系过量生长可增强生物性能并减少外界能量输入、强化污染物去除,然而氮胁迫下不同床深人工湿地中植物的生理响应对污染物去除的强化机理有待研究。为此,进行了两种深度（浅床人工湿地:0.1m和常规人工湿地:0.6m）潜流人工湿地和三种氮浓度（缺氮:0mg/L、常规氮浓度:60mg/L、高氮:600mg/L）条件下,三种湿地植物（鸢尾、白鹤芋、美人蕉）的生理响应以及根际微环境氧化还原条件、根际微生物群落结构和活性的响应机制的研究。结果表明:（1）高氮和缺氮胁迫下鸢尾、白鹤芋的丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量最终维持在较低水平,但美人蕉最终的MDA含量最高可达初始值的3.5倍～4.5倍,这是由于氮胁迫下鸢尾和白鹤芋的总抗氧化能力（Total antioxidant capacity,T-AOC）、过氧化物酶（Peroxidase,POD）活性的主动增强,而美人蕉T-AOC、POD活性的适应性较差。限制根系生长空间使鸢尾和美人蕉的MDA含量的最大增幅为57.55%,但同时T-AOC含量最大增幅达52.90%,表明限制根系生长空间会加剧膜脂过氧化,但植物可通过增强抗逆性来抵御胁迫伤害。（2）高氮胁迫促进鸢尾和白鹤芋的光合作用,光系统II（PSII）的实际量子产量(ΦPSⅡ)最大增幅达135%,而美人蕉的光合作用被抑制,ΦPSⅡ最大降幅达62.86%。缺氮胁迫导致三种植物的光合作用受到抑制。高氮和低氮胁迫下三种植物通过增加热耗散增强抗逆性,非光化学淬灭系数最大增幅为56.67%,但美人蕉的热耗散存在限度,在高氮胁迫后期非光化学淬灭系数出现下降。限制根系生长空间增加三种植物的ΦPSⅡ,同时也能加强植物的热耗散和抗逆性,其中ΦPSⅡ最大增幅为19.05%。（3）高氮胁迫促进了鸢尾和白鹤芋根系中通气组织的发育,其中根孔隙度最多为对照组的1.40倍,而此条件下美人蕉根孔隙度仅为对照组的55%。缺氮胁迫抑制了植物根系生物量,但使根孔隙度比对照组最多增加了31.70%。限制根系生长空间会促进根系中通气组织的发育,其中在根数、根干重等方面显著大于常规湿地。（4）高氮胁迫促进了鸢尾和白鹤芋的根系泌氧（Radial oxygen loss,ROL）速率,比对照组最多增加了12.37%,而美人蕉最小ROL速率仅为对照组的11.44%。缺氮胁迫下植物的光合作用受到抑制,产氧能力下降导致三种植物的ROL速率均显著小于对照组。由于限制根系生长空间可以增强植物的抗逆性、光合作用以及根系通气组织的发育,所以浅床人工湿地中植物的ROL速率均大于常规人工湿地。不同氮胁迫下ROL速率的变化特征与光合作用、通气组织发育的变化特征呈显著正相关,结合植物的生理响应可知:与过量氮胁迫不同,适宜的氮胁迫通过促进植物的光合作用和根系通气组织发育提高植物的产氧能力和氧气传输能力出现差异,进而提高ROL速率。（5）氮胁迫通过改变植物生理响应来改变植物的ROL速率,进而通过改变DO浓度调控根际微生物的群落结构和活性。根际微生物中陶厄氏菌（Thauera）和副球菌（Paracoccus）是占据主导地位的优势菌属,属于变形菌（Proteobacteria）。高氮胁迫下鸢尾和白鹤芋根际微生物中Thauera和Paracoccus丰度较高,而美人蕉根际微生物中Thauera的丰度最低仅为对照组的20.12%。高氮胁迫下鸢尾和白鹤芋ROL速率和DO浓度增加导致氨单加氧酶（AMO）、周质硝酸盐还原酶活性（Nap）最大增幅为23.64%、18.52%,硝酸盐还原酶（Nar）活性最大降幅为33.93%;而美人蕉ROL速率和DO浓度降低导致AMO、Nap活性最大降幅达75.05%、40.82%,Nar最大增幅为21.89%;缺氮胁迫下植物ROL速率较低以及缺乏底物导致优势菌和关键酶活性均降低。（6）高氮胁迫下鸢尾和白鹤芋较高的ROL速率,增加了湿地DO浓度和微生物多样性,促进了COD、N、P的去除,其中TN最高去除率为68.25%;而此条件下美人蕉ROL速率较低,降低了DO浓度和微生物多样性,抑制了污染物的去除,TN去除率最低仅为18.49%。限制根系生长空间条件下,植物根系过量生长,ROL速率增加,强化了人工湿地中污染物的去除。