氮元素去除的不足现已成为人工湿地实际工程运用过程中亟待解决的问题。微生物是人工湿地重要组成部分，在污染物的转化和矿化过程中发挥着重要作用，其中反硝化细菌在人工湿地对氮元素转化过程中发挥着关键的作用。因此研究人工湿地的反硝化细菌，有助于揭示人工湿地氮元素去除的微生物机理，为人工湿地氮去除率的提高提供理论指导。目前对人工湿地反硝化细菌的研究主要集中于对反硝化细菌的分布和物种多样性的研究，然而对人工湿地反硝化功能基因丰度对物理化学性质的响应和氮元素的去除影响的研究较少。　　因此，本研究分别构建了12个不同构型的小试人工湿地和4个外加植物碳源处理复合潜流人工湿地，利用qPCR技术对反硝化过程中编码亚硝酸盐还原酶的基因nirS和niK，编码氧化亚氮还原酶的基因nosZ丰度进行定量检测，同时对人工湿地的物理化学性质和氮元素去除进行监测，以评估：（1）反硝化功能基因在人工湿地中的分布和季节变化特征，设计工艺和外加碳源对人工湿地反硝化功能基因丰度的影响；（2）物理化学性质对反硝化功能基因丰度间的影响；（3）反硝化功能基因丰度对人工湿地氮元素去除的影响。取得的主要研究结论如下：　　（1）小试人工湿地中16SrRNA和反硝化功能基因 nirS、nosZ丰度分别为1.55×106-7.36×108 copies/g、2.17×104-1.91×108 copies/g和1.03×104-2.7×107 copies/g。nirS基因为优势基因，nirK基因未检出。湿地构型对小试人工湿地nirS基因丰度存在显著影响（p<0.05）：水平潜流湿地（HFCWs）中nirS基因丰度高于下行垂直潜流湿地（DVFCWs）（p<0.05），水平潜流（HFCWs）和表面流湿地（SFCWs）基质中则无显著差异；植被类型、基质类型和水力负荷对反硝化功能基因丰度无显著影响。　　（2）小试人工湿地中，HFCWs的TN去除率显著高于SFCWs（p<0.05），且HFCWs出水中无NO3--N累积。物理化学因子中DO是影响人工湿地反硝化细菌丰度的最主要因素，其与nirS和nosZ基因丰度存在较大的负相关关系。不同湿地中反硝化功能基因丰度与氮元素去除存在不同的关系：DVFCWs的NH4+-N去除率与nosZ基因绝对丰度呈显著的正相关关系（p<0.05）；SFCWs中氮元素去除率与基质中nirS和nosZ基因丰度不存在显著的相关关系；HFCWs中TN去除率与nosZ基因的丰度存在显著的正相关关系（p<0.05），出水中NO3--N的浓度与nirS基因丰度呈显著的正相关关系（p<0.05）。　　（3）加碳复合潜流人工湿地中，16SrRNA、nirS、nirK和nosZ基因丰度分别为1.16×106-2.49×109 copies/g、2.54×104-1.29×108 copies/g、2.23×102-9.67×105 copies/g和5.96×103-1.39×108 copies/g，nirS基因为优势基因。垂直潜流湿地nirS、nirK和nosZ基因丰度显著高于水平潜流人工湿地（p<0.01）。当C/N为8，HLR=1 m/d时，加碳湿地反硝化功能基因nirS和nosZ丰度显著高于未加碳湿地（p<0.05）。加碳湿地TN去除率和NO3--N去除率极显著高于未加碳湿地（p<0.01）。复合潜流人工湿地中TN和NO3--N去除率均与反硝化功能基因丰度存在显著的正相关关系（p<0.05）。　　结论如下：（1）小试湿地中，与DVFCWs和SFCWs相比，HFCWs反硝化功能基因丰度更高；HFCWs中反硝化功能基因丰度与氮元素去除存在显著的正相关关系，表明HFCWs因适宜反硝化细菌的生长，因此具有更高氮元素的去除转化效率。（2）复合潜流人工湿地基质中反硝化细菌的丰度沿水流方向沿程降低；当外加植物碳源条件为HLR=1 m/d和C/N=8时，加碳处理能显著提高湿地反硝化功能基因的丰度；复合潜流人工湿地基质中反硝化功能基因丰度与氮元素去除存在显著的正相关关系，表明加碳促进了反硝化细菌的生长，从强化了湿地对氮元素的去除。