农业面源污染已经成为我国环境污染的主要来源,尤其是畜禽养殖业对农业面源污染磷（P）负荷的贡献率已经高达37.9%。生态湿地治理是污水治理的重要技术措施,但是一般沼液养分浓度过高,湿地植物难以耐受,采用适当措施降低养分浓度是生态治理的重要前提。为此在湖南省长沙县金井镇的长沙农业环境观测站开展为期一年的野外控制试验,选取麦秸、玉米秆、稻草三种南北方常见的农作物秸秆处理养殖废水,同时设置一个空白,共4组处理,建立三级生物基质处理系统。本研究基于动态观测研究生物基质处理系统对不同形态磷素去除效率的季节变化特征,尤其重点关注高负荷养猪废水中的P在生物基质处理系统中的形态转化;秸秆吸附与降解、底泥沉淀等过程及其分配特征,并探讨生物基质除磷机理,以期为养猪废水生态处理及资源化利用技术的研发提供理论依据。本文取得如下主要结论:（1）利用秸秆作为基质材料可以有效去除高负荷养猪废水中的磷,其中总磷（TP）和溶解态无机磷（DIP）去除率平均可达33.03%和28.62%,出水的TP和DIP平均浓度分别降至69.89±15.58 mg·L^-1和43.89±13.08 mg·L^-1,达到绿狐尾藻生态湿地的耐受范围之内(<73 mg·L^-1)。（2）生物基质处理系统对高负荷养殖废水磷素的去除途径主要是底泥沉淀,基质池内沉淀的磷素量占生物基质处理系统磷总去除量的55.3%。在底泥中,磷的主要存在形态为无机磷（>65%）,且有机磷在底泥中的占比随基质池梯级增加而逐渐减小。（3）生物基质处理系统除磷效率明显随基质材料纤维素与半纤维素等主要成分的降解而降低,因此在生物基质处理系统运行一段时间后需要对基质材料进行补充,稻草和麦秸的耐分解能力相对较弱,补充周期偏短,建议为3～4个月,而玉米秆的耐分解能力相对较强,补充周期建议为4～5个月。（4）生物基质处理系统内呈厌氧和弱碱性环境,TP与DIP去除率与水体温度、pH呈正相关（P<0.05）,而与溶解氧（DO）、氧化还原电位（Eh）的相关性不显著（P>0.05）。