目前，由于人为固氮作用的加强，氮素污染不断侵入水体，因此，对于强化人工湿地治理微污染水体的要求也在不断强化。在湿地中氮素污染物的去除主要依靠微生物，而其中对于氨氧化微生物AOPs（AOA、AOB、anammox）的研究多位于海洋、自然湿地中，而在人工湿地中，尤其在低温条件下的氨氧化微生物的去除机制研究报道较少。本论文通过在低温条件下采用不同的运行工况，运用人工湿地对低氨氮废水进行处理，采用分子生物学方法进行研究分析，探索氨氧化微生物在人工湿地中去除氨氮的作用机制，通过相关研究，得到如下发现：从好氧氨氧化微生物角度得出，在低温低氨氮环境中，不同运行工况下湿地系统中的氨氧化古菌丰度均高于氨氧化细菌丰度（2.9~33.2倍），氨氧化古菌与细菌丰度均随温度下降而减少，且氨氧化古菌丰度与土壤硝化速率呈正向变化趋势，说明在这种环境下湿地系统氨氧化过程中古菌比细菌更具有优势。从系统发育分析，湿地系统中氨氧化古菌的生物多样性具有季节性差异，在低温低氨氮环境运行三个月后，氨氧化古菌的种群结构发生了变化，由夏季的8个OTUs增加到13个OTUs，其中夏季样品全部属于土壤支系，冬季样品11个OTUs序列属于土壤支系，2个OTUs序列属于海洋水体支系。夏季和冬季样品中的氨氧化古菌均属于一个新命名的古菌类群—奇古菌门（Thaumarchaeota）。从厌氧氨氧化菌角度分析，未投加活性污泥的人工湿地经过间歇进水运行后，自然生长出了厌氧氨氧化菌，且在自来水浇灌期呈现最高丰度1.49×107copies/g。投加有活性污泥的湿地中，各菌群虽然受到低温影响，但是厌氧氨氧化菌、氨氧化古菌和氨氧化细菌丰度值相差最小时表现出良好的氨氮去除率，而在未投加活性污泥的湿地中，较长的停留时间和氨氧化古菌较高的丰度更有利于氨氮的去除。对未投加活性污泥湿地中自然生长出的厌氧氨氧化菌进行系统发育分析，发现其生物多样性较低。基于16S rRNA的系统发育分析，夏季样品中2个OTUs属于Candidatus Brocadia，2个属于Candidatus Jettenia，而冬季样品中3个OTUs属于Candidatus Brocadia，1个属于Candidatus Jettenia；而在功能基因hzsB的进化关系的分析中发现，湿地土壤中有3个OTUs隶属于CandidatusBrocadia，3个OTUs隶属于Candiadatus Jettenia，而大部分OTU则隶属于一株未知的厌氧氨氧化菌。本文通过对低温低氨氮条件下运行湿地中的氨氧化微生物特性的研究，证实了氨氧化微生物之间存在着的协同作用，且不同生长环境中的厌氧氨氧化菌在低温低氨氮环境中的特异性表现，及环境改变对氨氧化古菌和厌氧氨氧化菌生物多样性的影响。这一研究为强化人工湿地在低温条件下处理微污染低氨氮水体提供了一些理论依据。