人工湿地净化污水系统是一种新型的污水处理技术，在我国受到越来越多的重视和研究。湿地植物是湿地系统中的重要组成部分，其作用不仅可以直接吸收和利用污水中的营养物质、去除污水中重金属等污染物质，而且还能向植物根部提供氧气，提高根部周围微生物的活性，另外在保持湿地系统中生物多样性、维持生态平衡等方面也起到重要作用。近些年来人工湿地系统的研究在我国有很大的发展，但对北方低温地区人工湿地植物及其处理效果的研究还很少。　　 本文以北京市黑土洼人工湿地作为研究对象，黑土洼人工湿地示范工程于2004年建成并投入运行，作为官厅水库的一道生态屏障，对净化入库污水，改善水库水质和恢复周边生态环境有着重大意义。试验是在分析国内外人工湿地的研究进展和潜流湿地的工程设计及近几年的运行管理的基础上，通过进行一些人工湿地植物系统优化管理及调控措施，对湿地系统进行进一步的研究。试验栽种水葫芦、大薸、水鳖3种湿地植物，通过进行一些可控因素的试验研究，如水生植物的种植及管理、水力负荷的调整、水力停留时间的控制等，并从污染物去除机理上分析试验结果，最终目的一是选择能够适应北方地区低温并能保持一定净化能力的水生植物，二是对湿地系统运行参数进行精确调控，使之优化运行。主要内容有：　　 （1）分析不同水环境改变后不同净化分区水化学指标和水生生物指标的变化，探讨变化的原因，结果表明潜流湿地有很好的净化能力，并且潜流人工湿地具有进一步净化水质的潜力。　　 （2）对三种水生植物的生长周期、适宜环境、最佳生长温度、等进行分析，试验结果证明在温度较高，植物生长旺盛，微生物活性高，湿地净化效果较好，相反在低温期，虽然湿地系统在冰层的覆盖下能保持运行，但植物衰败、微生物活性降低，致使湿地净化效果降低。　　 （3）对三种植物在不同水力停留时间、水力负荷、不同覆盖度的净化效果进行分析结果表明水葫芦的最佳运行方案为100％的覆盖度，水深1.55m，流速0.006 m3/s；大薸的最佳运行方案定为60％的覆盖度，水深1.55m，流速0.01 m3/s；水鳖的最佳运行方案为覆盖度100％，水深1.7m，流速0.007 m3/s。　　 人工湿地污水处理系统投资少、处理效果好以及便于管理，在我国有很大的发展空间，本文重点研究了北方低温地区不同植物的不同水利条件下对污水的处理效果，为低温地区人工湿地运行，污水净化机理，恢复水生植被提供理论基础和实践依据。