人工湿地工作效率和作用机制在低温环境下与在适温条件下存在较大差别,为探究水平潜流人工湿地与垂直潜流人工湿地在低温季节进行污水深度处理的效用与机制差异,构建了两组潜流人工湿地,分析其在不同碳氮比(C/N)条件下对有机物、总氮(TN)和总磷(TP)的净化效果,考察了湿地基质表面、植物根际微生物分布差异.结果表明,当进水COD浓度在37.50～80.00 mg·L-1之间,总氮和总磷浓度在《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准内,以2 m3·d-1流量连续运行工况下:①水平潜流和垂直潜流人工湿地均表现出稳定的有机物降解能力,且对有机负荷有较强的抗冲击能力;②补充碳源可显著提升潜流人工湿地的去氮效率,添加碳源后,水平潜流人工湿地TN平均去除率高达76.01％,垂直潜流人工湿地TN平均去除率达到71.69％,但碳源的添加对磷的去除无明显影响,并且对水平潜流人工湿地污染物净化效果提升更显著;③分析两种类型湿地基质和植物根际的微生物群落结构发现,变形菌门、厚壁菌门和疣微菌门在两类湿地样品中均表现为优势菌门,两种湿地基质表面样品微生物群落结构组成差异大于植物根际样品,嗜氢菌属(Hydrogenophaga)、丹毒丝菌属(Erysipelothrix)和戴沃斯菌属(Devosia)对微生物群落差异贡献度最高;整体而言,垂直潜流人工湿地基质和植物根际微生物群落的物种多样性及丰富度高于水平潜流人工湿地.