第八章--微生物生态学

生态系统失调
生态系统的自行调节能力是有限度的，超越了生态阈限，自行
调节能力的降低或丧失就会导致一系列连锁反应：

各生物群落的种类和数量减少，


各生物群落间的数量比例失调，
能量流动和物质循环发生障碍，

整个生态系统平衡失调。
破坏生态平衡的因素有自然因素和人为因素。
三、生态系统的分类
根据生存环境分：水体生态系统和陆地生态系统。细分：淡水生 态系统和海水生态系统。
（三）污水农田灌溉与污水土地处理的原则
重金属虽能被微生物氧化或还原，但不能彻底清除毒性。

农田灌溉要适当，要根据不同物质积累在植株的不同部位如：根、
茎、叶、种子等的特点，合理实施。

有毒废水不可用于农田灌溉和土地处理。 为了避免毒物进入食物链，工业废水以灌溉非食用的经济作物为
好。否则，汞等重金属被植物吸收、富集、浓缩，进入食物链，甚至
一.土壤生态条件
包括营养、pH、渗透压、氧气、水、温 度、保护层等---论述题？
1)
2)
3)
营养 土壤中有大量动、植物残体，植物根系 的分泌物，还有人和动物的排泄物；有丰富的 无机元素，且含量相当高. pH 土壤pH范围在3.5-8.5之间，多数在5.58.5之间，适合大多数微生物生长需要. 渗透压 土壤的渗透压通常在0.3-0.6Mpa之间， 对微生物来说是等渗或低渗环境.
Frankia
●根瘤：豆科植物与根瘤菌、非豆科植物与Frankia放线
菌形成的共生体。
三、土壤自净和污染土壤的微生物生态
(一) 土壤自净
土壤对施入一定负荷的有机物或有机污染物具有吸附和生物降解 能力。通过各种物理、化学过程自动分解污染物使土壤恢复到原有水 平的净化过程，称土壤自净。 土壤自净能力的大小取决于土壤中微生物的种类、数量和活 性。取决于土壤结构、通气状况等理化性质。土壤有团粒结构，并栖 息着极为丰富、种类繁多的微生物群落，这使土壤具有强烈的吸附、 过滤和生物降解作用。
二、生态平衡
生态系统是开放系统，当能量和物质的输入 ( 被植物固定 ) 大于
输出(消费和分解、人类收获)时，生物量增加；反之，生物量减少。
如果输入和输出在较长时间趋于相等，生态系统的组成、结构和功 能将长期处于稳定状态。虽然各生物群落有各自的生长、发育、繁 殖及死亡过程，但动物、植物和微生物等群落的种群、数量，以及 它们之间的数量比均保持相对恒定。即使有外来干扰，生态系统能 通过自行调节的能力恢复到原来的稳定状态 ( 例如土壤和水体的自 净)，这是生态系统的平衡，即生态平衡。
Municipal water well
pond
Leaking petroleum tank Ocean Infiltration of pesticides and fertilizers from farmlands Water table Fresh water Saline Water Leakage from hazardous waste site Contaminated shallow well
根据动态和静态分：河流生态系统和湖泊生态系统。
根据生物群落分：动物生态系统、植物生态系统及微生物生态系
统，在这些生态系统内又可根据生存环境或生物群落进一步细分。
微生物生态系统是各种环境因子如物理、化学及生物因子对微生 物区系(即自然群体)的作用和微生物区系对外界环境的反作用。在作
用和反作用的过程中，有物质循环和能量流动。不同类型的微生物与
(革兰氏阴性杆菌体内的渗透压为.05-0.6Mpa， 革兰氏阳性球菌体内渗透压为2.0-2.5Mpa。).
4)氧气和水 土壤具有团粒结构，有无数小孔 隙为土壤创造通气条件，通气良好的土壤， 氧的含量高些，有利于好氧微生物生长。土 壤的团粒结构中的小孔隙还起毛细管的作用， 具有持水性，为微生物提供了水分。 5)温度 土壤的保湿性也较强，一年四季温度 变化不大，即使冬季地面冻结，一定深度土 壤中仍保持着一定的温度，可供微生物生长 需要。 6)保护层 几毫米厚的表层土是保护层，使土壤 中的微生物免遭太阳中紫外辐射直接照射致 死。 (因此说:土壤是微生物的天然培养基)
当污（废）水、有机固体废物施入土壤后，各种物质(有毒和无 毒)先被土壤吸附，随后被微生物和小动物部分或全部降解，例如：红 酵母菌和蛇皮癣菌降解剧毒的聚氯联苯，使土壤恢复到原来状态。
(二) 污染土壤的微生物生态
土地是天然的生物处理厂，可用土地处理污（废)水。生活污水 和易被微生物降解的工业废水经土地处理后得到净化。污(废)水长期
进入人体，危害体健康。
污(废)水灌溉量适中，不会造成土壤污染。
四、土壤污染 1. 土壤中污染物的来源

大气沉降(土壤酸化、多环芳烃和二恶英等) 污水排灌（重金属、多环芳烃等） 化肥农药施用（硝酸盐、PCB、DDT等） 固体废物堆放处置（各种污染物） 工业生产(石油、多环芳烃和重金属污染等) 交通运输（TCE等） 全球物质循环
微生物中流动，另一部分能量以热能形式被散发至自然界。能量在 流动过程中不断消耗，并由太阳连续不断地补充和更新。
3.物质循环
生态系统中生物群落所需的各种营养物在环境、生产者、消费
者和分解者(各营养级)之间传递，处于不断循环之中形成物质流。
4.信息传递
生态系统中的信息传递多种多样，有强有弱，把各组 成联为一个统一整体。有物理信息，例如声、光、颜色起 吸引异性、种间识别、威吓、警告等信息作用；生物的酶、 维生素、生长素、抗生素等是化学信息；有报警、集合、 食物的信息作用；在同一种或不同种间还有行为信息。
土壤中的微生物
1）植物体上微生物 ● 叶瘤菌; 病原菌; ● 木腐菌; ● 植物内生真菌 ● 植物表生真菌
● 根际微生物:植物根围1.0cm范围内微生物。
●菌根：真菌与植物根部形成的共生体，包括外生菌
根和内生菌根。
内生菌根：VA菌 根； 外生菌根：哈蒂网
●豆科植物
Rhizobium
●非豆科植物
不同环境组成各种生态系统。

土壤微生物生态系统； 空气微生物生态系统； 水体微生物生态系统。
四、 微生物在自然界中的分布
土壤中微生物群落的结构及其变化规律 水体中微生物群落的结构及其变化规律 空气中微生物群落的结构及其变化规律
（一）、土壤中微生物结构及变化规律

土壤生境及微生物： 生境：土壤是微生物生长的“大本营” 群落： 细菌最多（多数是革兰氏阳性且利用碳水化合物）。 放线菌占10～23％； 藻类；真菌； 原生动物等。
•水体微生物分布 •垂直分布
水体5～10m至40m左右微生物多。各菌群特点不同 分布也不同。 •水平分布 受水质影响。 如海洋与海湾水体的差异；地下水与 地面水的差异； 地面污染水与非污染水的差异等。
•影响水体微生物 因素 营养、温度、光强度、季节变化等。其中CO2 是影响 藻类生长的重要因素。
（三）、空气生境与微生物
了解几个概念

生态系统：指一定区域内生活的生物与其非生物环境之 间相互紧密结合而形成的系统。

群落：同一环境中两个以上种群由于生活繁殖上的连锁 而构成相依赖、相制约的生物集团。

种群：生活在同一环境中的同种个体组成的能繁殖集团。
与同种别地的种群有隔离、有界限。
态系统功能——1. 生物生产
生物生产是生态系统的基本功能之一，只要有太阳辐射、水、 二氧化碳及无机物，植物、藻类及光合细菌等就可利用太阳能，将 二氧化碳和水合成糖类，进而合成蛋白质、脂肪和核酸等，构成植 物体。


空气是传播微生物的良好介质
病毒、真菌和许多细菌疾病的爆发都是通过空气传播。
第二节
土壤微生物生态
一.土壤生态条件 二.土壤中微生物的种类、数量和分 布 三.土壤自净和污染土壤微生物生态 四.土壤污染
土壤是陆生环境微生物的主要载体。 是微生物的大本营、也是人类最丰富的“菌 种资源库”。 土壤对微生物的作用： 土壤是微生物良好的生活场所。 土壤为微生物生长提供有利条件： ① 土壤中含有大量的有机物 ② 土壤中含有大量的矿物质 ③ 土壤中含有一定的水分 ④ 土壤中含有一定的空隙 ⑤ 土壤具有保温性 ⑥ 土壤的pH值一般为5.5~8.5之间
二. 土壤中微生物的种类、数量和分布

数量：土壤微生物种类齐全、数量多、代谢潜力巨大， 是主要的微生物源 。
表层耕作土中含量最高，耕作层厚度20~30cm， 地表土受阳光直接照射，其中微生物含量较低。 采取土样时一般要刮开表土2~3cm后采样。 土壤中微生物的数量 按种类递减：
细菌——放线菌——霉菌——酵母菌——藻类——原生动物 ~108 ~107 ~106 ~105 ~104 ~103个/g 耕作土壤中，细菌湿重约90 ~225kg；以土壤有机质含量为2%计算， 则所含细菌干重约为土壤有机质的1%左右。 土壤微生物的代谢活动，可改变土壤的理化性质，进行物质转化，因 此，土壤微生物是构成土壤肥力的重要因素。
阳光（2876kJ）
6 CO2 + 12 H2O
叶绿素
C6H12O6 + 6O2 + 6 H2O
2.能量流动
太阳将能量供给植物、藻类和光合细菌等进行光合作用合成有 机物、光能被转化为化学能而被贮存在植物体内，能量再通过食物 链由一种生物转移到另一生物体内。例如:植物→草食动物→肉食动
物。植物(生产者)和动物(消费者)尸体被微生物分解，一部分能量在
第八章
微生物的生态
基本内容
第一节 生态系统
第二节
土壤微生物生态
第三节
水体微生物生态
第一节 生态系统
生态学 研究内容
微生物群体——微生物区系（microflora） 或正常菌群（normal flora）对其周围生物 和非生物环境条件相互作用关系。 研究生物系统与其所处环境条件之间的 相互作用规律性的科学。