在全球人口迅猛增长,经济快速发展,城市化及工业化进程加快的当下,人类对水资源的需求越来越大,与此同时也不可避免的造成了更多的水污染,原有的污水处理技术已不能满足人们日益增长的需求。人工湿地由于其低能耗、低成本、低建设、操作与运行简便而被广泛应用。以往对人工湿地的研究往往侧重于筛选和搭配合适的湿地植物,以求在人工湿地系统中最大程度发挥植物对污水的净化效果,而对于特定地质条件下的湿地植物抗逆性比较和对“植物-土壤-细菌”这一完整的循环系统的研究较少。因此,本论文采集山西省襄汾县污水处理厂的芦苇、茭白及其根际土壤,对植物-土壤-细菌体系进行研究,旨在为类山西省地区筛选合适的湿地植物做出理论依据。在本研究中:采集湿地和未受污水胁迫的对照土壤中的芦苇、茭白叶和根样本,测定其叶绿素、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、细胞色素氧化酶P450(CYP450)和氮磷钾含量。同时采集无植物湿地土壤和湿地植物根际土壤,测定其pH值、重金属含量、脲酶(UE)含量、碱性磷酸酶(ALP)含量、微生物量碳(SMBC)和微生物量氮(SMBN),并利用16S rRNA基因高通量测序分析不同群体中的细菌群落结构。结果表明:(1)湿地芦苇和茭白叶中叶绿素、可溶性蛋白和MDA的含量比对照组增加(分别由23.56 mg/g、15.89 mg/g;0.98 g/L、1.43 g/L;0.11 nmol/mg protein、0.29 nmol/mg protein增加至44.27mg/g、33.17 mg/g;2.10 g/L、2.61 g/L;0.7 nmol/mg protein、1.01 nmol/mg protein);SOD活性、根中可溶性蛋白含量和根中CYP450活性与对照组相比显著性增加(分别由40.32 U/mg protein、32.68 U/mg protein;0.09 g/L、0.38 g/L;176.98 U/mg protein、39.96 U/mg protein增加至54.73 U/mg protein、43.79 U/mg protein;0.11 g/L、0.45 g/L;361.46 U/mg protein、50.79 U/mg protein);与茭白相比,湿地芦苇中叶绿素水平较高、MDA含量较低、SOD活性较高、CYP450活性增加,说明芦苇和茭白均是良好的人工湿地修复植物,且芦苇的抗胁迫能力相对优于茭白。(2)土壤重金属含量均未超过中国土壤标准,相比于茭白,芦苇同时具有较高的土壤酶活性、SMBC和SMBN,说明微生物自身和微生物的代谢产物可以吸附和转化重金属,芦苇能更好的促进养分的积累,有利于植物自身和微生物的生长。(3)芦苇根际土壤中微生物的细菌丰度、丰富度和α多样性最高,其中Gp6是芦苇根际土壤和对照土壤中丰度最高的细菌,而茭白根际土壤中丰度最高的细菌是芽孢杆菌;通过冗余分析(RDA)发现芦苇根际土壤中的细菌群落主要受到与砷,镍或SMBC的正相关的影响,茭白根际土壤中的细菌群落分别与Cd,ALP,Pb和UE呈正相关,对照组中的细菌群落则主要受到pH值负相关的影响;基于直系同源簇(COG)途径分析数据),芦苇根际土壤中的优势细菌Gp6和Longilinea的主要功能参与了多种碳水化合物的代谢和碳循环。总体而言,芦苇是山西省废水处理湿地系统的一个推荐物种,植物根际土壤中的特殊酶和优势细菌均具有明显的去除有机污染物的能力。此外,在湿地废水处理系统中,应考虑环境因素对根际细菌的影响以及芦苇和优势菌的协同作用。