9.4 微生物群落的发展与演替
Chapter 9 Microbial ecology
9.1 .1 What is microbial Ecology? 几个概念：
Populations guilds communities ecosystem
9.1 .1 What is microbial Ecology?
In a microbial ecosystem individual cells grow to form populations . populations. Metabolically related populations constitute groupings called guilds . guilds. Sets of guilds conducting complementary physiological processes interact to form . microbial communities communities.
”，是微生物的大本营。
9.2.1土壤环境中的微生物（Microbes in soil） Proportion of Proportion of different different soil soil microorganisms microorganisms in in soil soil 9.2.1.2 土壤中的微生物种类、数量
9.1 微生物在生态系统中的作用
Microorganisms functions in ecosystem 9.1.1 什么是微生物生态学
What is microbial Ecology?
9.1.2微生物在生态系统中的作用
Microorganisms functions in ecosystem
9.1 .1 What is microbial Ecology?
精品：群落的演替ppt课件
)
苔鲜阶段优势种不再是地衣而是苔鲜；③群落演替是一种
群落替代另一种群落，而不是一个种群替代另一个种群。
所以在群落演替过程中，最先出现的种群也并没有随着群
落的演替而消逝。
第四章 种群和群落
高 考 总 复 习 生 物 人 教 实 验 版
·(
)
复 习
演替方向
律、随时间而变化的有序过程，因而它往往是 能预见的或可测的，一般都可以发生演替到森
·(
生 物 人
林阶段这一最高阶段
教 实
验
版
)
能量
总生产量增加，群落的有机物总量增加
但 净生产量 开始降低
结构 生物种类越来越多，群落的结构越来越复杂
稳定性
演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间 和空间上的不可逆变化，稳定性越来越高
【探求】“群落的演替总是朝着物种逐渐增多的方向发
展〞，这样的说法能否正确？
高
考
3、群落演替的方向及相应过程中生物量的变化
总 复
方向类型一：简单 复杂 稳定
习 生
物
·(
人 教 实 验 版
)
方向类型二：复杂 简单 稳定
这种情况普通很 少思索
第四章 种群和群落
4.群落演替的结果
高
考
总
演替是群落组成向着一定方向、具有一定规
(2)生物本身不断进展繁衍、迁徒。
物 人
教
(3)群落内部由于生命活动呵斥内部环境改动。
实 验
版
)
(4)种内和种间关系不断发生变化。
(5)人为活动的干扰。
留意：
1、群落演替是一个动态系统，不断开展变化 2、群落演替不是只发生在群落构造遭到干扰
群落的特征和演替知识点总结
群落的特征和演替知识点总结群落的特征和演替知识点总结群落是在某一地区内由各种物种组成的复杂生态系统。
群落具有多种特征，包括物种组成稳定、能量流动平衡、自生自灭等，同时群落的演替是生态系统中重要的演化过程。
以下是群落的特征和演替的知识点总结。
一、群落的特征1. 物种组成稳定群落中的各种物种共同构成了一个稳定的生态系统，物种之间相互依赖、相互制约。
若其中某一物种数量急剧下降或消失，将影响其它物种的存活。
2. 能量流动平衡群落能量的流动有明确的指向性，能够维持稳定的能量流动。
光合作用是群落中能量流动最重要的途径，植物通过光合作用将太阳能转化为植物能量。
一些肉食性的生物以其他生物为食，获取能量。
这些生物再被更高级别的掠食者所捕食，形成能量的“食物链”。
3. 自生自灭群落中的物种是独立的个体，能够自主生长、繁殖，但随时面临危险、疾病等生存威胁。
群落中因繁殖能力过强、无天敌等因素而导致物种数量暴增，可能会引发自己的死亡，例如饥饿、种群干扰等问题。
二、群落的演替群落的演替是指在一段时间内，由于自然和人为因素，群落中物种组成发生变化的演化过程。
群落的演替主要分为原初演替、次生演替和永久演替。
1. 原初演替原初演替是指群落在没有任何物种的情况下开始建立的过程，主要是由落叶林和草原组成。
落叶林一般分为三层：树冠层、亚乔木层和灌木层。
而草原是以草为主的植被，多处于干燥且降雨相对较少的地区。
2. 次生演替次生演替是指在一个群落被摧毁之后，新的植物群落开始建立的过程。
它通常发生在一些自然灾害和人类行为的影响下。
例如，在某区域被采伐或烧毁后，草本植被、乔木和毛地黄等植物将替代原来的植被。
次生演替可能会发生多次，而失去的物种可能永远不会再回来。
3. 永久演替永久演替是指群落发生重大变化并趋于稳定的过程。
这一过程可能需要数百年到数千年的时间，这在人类行为的影响下常常被打破。
永久演替可能因为地理环境、土地利用方式、气候变化等因素而发生。
褐煤风化过程中微生物群落的演替
褐煤风化过程中微生物群落的演替
黑色是地球上最丰富的煤炭类型之一。
它已经被用作建筑材料、燃料和化学原料等等。
考古学家和科学家通过研究发现，煤炭的演变也被微生物推动。
人们甚至在古代的煤层中发现了数百种微生物的化石。
煤风化是指煤炭在被水、氧和生物体间分解的过程。
在这个过程中，部分煤炭被正常分解，形成了更易于消化和吸收的物质。
随着风化的变化，微生物群落也会随之发生变化。
从化石来看，尽管有表明煤炭的宏观形态的变化的样本，但微生物的转变对推断煤炭的演变过程具有指示性作用，而且可以解释煤炭的能量来源。
古煤层的研究也表明，微生物的群落的变化可以追溯到煤炭沉积的时间。
微生物在煤风化过程中发挥了重要作用，主要表现在蒸发梯度的差异、有机物分解、减压过程以及气体交换等方面。
由于微生物对煤炭的多重作用，以此了解它们如何改变煤炭拓殖性质，又如何改变煤炭的微环境和表面的质量，从而指导煤炭的选择和建设多功能的利用。
在煤风化过程中，微生物群落经历了一个从多样性到单一性的过程。
随着煤炭演变，原有的微生物群落发生了变化，有种对抗性微生物更突出地表现出来，而其他微生物则渐渐减弱或消失。
研究者在煤风化过程中还发现了一些新型微生物，如适应煤层环境的古细菌以及古藻，其出现表明微生物能够以真正的适应性来应对新的煤风化环境。
综上所述，煤风化是一个复杂的过程，微生物对整个过程具有深远的影响力。
它们不仅能促进煤炭的分解，还能解释煤炭演变的宏观形态，因此微生物在煤风化过程中起着至关重要的作用。
微生物群落演替
微生物群落演替
微生物群落演替是指一个社区中的微生物的种类和比例发生变化的过程。
在进
化的过程中，微生物的分布受到多种不同环境因素的影响，从而使微生物群落发生变化。
这些因素可以分为短期性和长期性，其中包括基于时间的因素和基于空间的因素。
短期性微生物群落变化主要指对微生物分布的瞬时影响，主要包括营养，温度，湿度和光照等。
其中，营养是控制微生物群落分布和演替的最重要因素之一，营养充足的微生物群落能够更好的利用氮、磷、钾等元素，促进群落的增长和生长。
另外，温度也有助于影响微生物群落变化，温度过高或者过低对于微生物的生长可能都不是很有利。
此外，湿度和光照也能共同影响微生物的分布，如太多或者太少的湿度都会影响微生物的生长，而太多或者太少的光照也可能影响微生物的发育和繁殖。
长期性微生物群落发展主要是指微生物群落受环境因素持续影响的变化，其中
包括长期的空间结构和种群构成等。
这些环境因素会在不同的生态系统中发挥不同的作用，如花岗岩溶蚀微生物群落以全砷（As系）为常数物种组成，而渗透性卤
溶液植物群落的长期演替是由植物的数量和组成以及病原体、共生菌类的种类和比例共同决定的。
总之，微生物群落演替是由多种环境因素共同作用引起的。
短期性微生物群落
变化主要与温度、湿度、营养以及光照等环境因子有关，长期性群落变化主要受空间分布、种群结构以及病原体等环境因子的影响。
因此，制定合理的微生物管理措施和调节环境参数，加强检测和观察，很有必要以保护微生物的生存并维持群落的健康状态，旨在改善生态系统的可持续维护性。
生物群落的演替发展规律
生物群落的演替发展规律生态学中，生物群落演替是一个重要的概念。
它描述了生态系统在某一地区发生宏观变化的规律性，即一个初始生境中的物种群体逐步演替为新的物种群体并适应新的生境的过程。
这种过程通常出现在大型、自然且相对稳定的生态系统中。
生物群落的演替发展规律包括结构和功能两个方面。
下面将对它们进行详细的阐述。
一、结构的演替发展规律1. 总体特征在生态系统的初期阶段，往往只会有几种植物和小型生物种群，它们的生命力比较强，能适应初始生境的环境特征。
这些物种通常是草本植物、藻类、细菌和真菌等，它们能够稳定地利用初始生境提供的养分和水分资源。
但是随着时间的推移，这些物种的分布范围会不断扩张，它们的生长速度和密度也会增加，这样会导致它们之间的竞争越来越激烈，甚至有些物种会死亡或被淘汰。
在被淘汰的物种的生态空间中，会出现新的种群，并且随着时间的推移，这些新的物种会不断适应、利用和改变环境的特征，并逐步形成新的生态系统。
2. 依赖关系生物群落的演替发展规律中，物种之间的依赖关系是非常重要的。
随着时间的推移，物种之间的关系会不断变化，特别是它们的空间和环境特征的变化会导致它们之间相互作用的方式发生改变。
比如，在初期阶段，植物和微生物之间的关系是相互适应、利用和共生的，但是随着时间的推移和生态系统的演替发展，它们之间的关系就可能会变成竞争和压迫。
3. 多样性生物群落的演替发展还具有很强的多样性。
在生态系统的不同演替阶段，不同的物种会出现，这些物种的种类、数量和组成也会随着时间的推移而变化。
这种多样性不仅反映了生态系统的种类和数量的丰富度，还反映了各个阶段的生态系统结构、功能和稳定性的差异。
二、功能的演替发展规律1. 稳定性生态系统的演替发展过程通常包括一个初始阶段、发展阶段和稳定阶段，其中稳定阶段是其最终目的。
在稳定阶段，生态系统内的物种、物种群体和生态功能已经适应了环境的特征，并且相互依存、相互平衡。
这时候，生态系统的生态功能最佳，生态系统也就达到了相对稳定的状态。
高二生物上册生物群落的演替知识点梳理：演替的原因及类型
苏教版⾼⼆⽣物上册⽣物群落的演替知识点梳理1.群落演替的原因①环境不断变化，为群落中某些物种提供有利的繁殖条件，但对另⼀些物种⽣存产⽣不利影响。
②⽣物本⾝不断的繁殖，迁移或者迁徙。
③种内与种间关系的改变。
④外界环境条件的改变。
⑤⼈类活动的⼲扰。
⼈对⽣物群落的影响远远超过其他的⾃然因素。
2.演替的类型(1)初⽣演替①概念：在⼀个从来没有被植物覆盖的地⾯，或原来存在过植被、但被彻底消灭了的地⽅发⽣的演替。
如在沙丘、⽕⼭岩、冰川泥上进⾏的演替。
地⾐阶段→地⾐阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌⽊阶段→森林阶段。
③特点：演替缓慢。
(2)次⽣演替①概念：在原有植被虽已不存在，但原有⼟壤条件基本保留，甚⾄还保留了植物的种⼦或其他繁殖体(如能发芽的地下茎)的地⽅发⽣的演替。
如⽕灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农⽥上进⾏的演替。
⼀年⽣⼩灌⽊→⼀年⽣⼩灌⽊→多年⽣⼩灌⽊→灌⽊→乔⽊。
③特点：演替快速。
(3)总结①演替概念中⼀个群落被另⼀个群落所代替，这⾥的“代替”不是“取⽽代之”，⽽是优势的取代。
②群落演替的过程可划分为三个阶段a.侵⼊定居阶段。
⼀些物种侵⼊*地定居成功并改良了环境，为以后侵⼊的同种或异种⽣物创造了有利条件。
b.竞争平衡阶段。
通过种内或种间⽃争，优势物种定居并繁殖后代，劣势物种被排斥，相互竞争过程中共存下来的物种，在利⽤资源上达到相对平衡。
c.相对稳定阶段。
物种通过竞争，平衡地进⼊协同进化阶段，资源利⽤更为充分有效，群落结构更加完善，有⽐较固定的物种组成和数量⽐例，群落结构复杂、层次多。
③演替的趋势：⽣物数量越来越多，种类越来越丰富，群落的结构也越来越复杂，稳定性增强。
④初⽣演替和次⽣演替的⽐较分类依据：群落演替发⽣的起始条件演替的种类初⽣演替次⽣演替起点尚⽆⽣物和⼟壤已有⼟壤、⽣物、植物地下茎或种⼦形成群落所需时间经历时间长经历时间短速度较慢较快影响因素⾃然因素⼈类活动较为关键实例 *岩上的演替弃耕的农⽥上的演替3.知识延伸(1)演替现象⼀直存在，贯穿于整个群落发展的始终。
群落的演替知识点总结
群落的演替知识点总结一、群落的定义群落是指在某一地域内由多种不同种类的植物和动物组成的生态系统。
群落中的各种种群能够相互作用、依赖、共生，形成一个相对稳定的生态系统。
群落内的种群之间存在着各种相互作用关系，如竞争、共生、捕食和共存等。
群落的形成和发展是一个动态的过程，它受到许多因素的影响，包括生物性的因素（如植物和动物的依赖关系、竞争关系等）和非生物性的因素（如气候、土壤、地形等）。
因此，群落的形成和演替具有一定的复杂性和多样性。
二、演替的类型根据群落发展的不同阶段和特点，演替可以分为原生演替和次生演替两种类型。
1. 原生演替原生演替是指在没有人为干扰的自然条件下，植物从一个初始的无植被状态逐渐发展演替成为成熟的植被类型的过程。
原生演替的典型代表是以侵袭性植物为主的裸地逐渐演变成林相、草本植被或灌木丛等。
例如，在一个裸露的岩石表面，最初可能是一些青苔、藻类等原生植物先占领，然后逐渐有其他植物种群加入演替，最终形成一个稳定的林相或森林生态系统。
2. 次生演替次生演替是指在原生植被受到一定程度的破坏或干扰后，重新开始演替过程。
次生演替一般由人类活动（如采伐、放牧、农耕等）、自然灾害（如火灾、风灾、水灾等）和动植物活动（如啃食等）等因素引起。
当原有植被遭受破坏后，裸地上会重新出现侵袭性植物，随着时间的推移，植被类型逐渐演替成为新的植被类型。
次生演替的典型代表是在森林火灾后的植被再生过程，破坏后的植被逐渐通过植物的再生和竞争过程，最终形成一个新的植被类型。
三、演替的特点1. 演替是一个渐进的过程演替是一个渐进的过程，从无植被状态到最终稳定的植被类型，演替过程是一个时间跨度较长的过程。
在演替的过程中，植物群落经历了从初级阶段到中期阶段，再到成熟阶段的发展和变化，形成了一个由低度物种丰富度到高度物种丰富度的演替序列。
2. 演替是一个多种群相互作用的过程演替是一个多种群相互作用的过程，植物群落内的不同植物种群之间存在着各种相互作用关系，如竞争、共生、捕食和共存等。
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9.4 Development and succession of microbial community (微生物群落的发展
和演替)
•9.4.1 Definition (概
念)
当群落中某个种群被其他种群完全替代时，便形成了一个新的生物群落。
这种一个生物群落被另一个生物群落所取代的过程，称为群落的演替（community succession）。
9.4 Development and succession of microbial community (微生物群落的发展
和演替)
•9.4.3 Example----以可溶性有机物进入湖泊及有机废水净化过程中发生的微生物群落演替为例
•水体自净
———自然净化
•物理作用
物理作用：稀释、沉淀（强）•化学作用：日光、氧气等对污染物的分解（弱）•生物作用：生物降解（食物链）（强）
阳光
↓
一级生产者→原生动物→轮虫、浮游甲壳动物→鱼→其他动物异养细菌废物、排泄物人
河流污染和自净过程图
污
水自 净
提问：原理？
自学内容：P.163-176
•要求
•1）掌握微生物在C、N、P、S及铁、锰循环中所扮演的重要角色；
•2）理解下列概念：
•硝化作用和反硝化作用、硫化作用和反硫化作用、固氮作用、氮化作用；
•3）区别管道锈蚀和管道堵塞中不同微生物的作用。
Summary
• 1. 微生物广泛分布于各种自然环境中。
土壤、各种水体及空气中均分布有种类各异、数目不等的微生物，其中土壤具备微生物生存所必须的各种营养和环境条件，故微生物数量和种类最多，是微生物的大本营。
在地球上一些如高温、低温、高盐、高酸、高碱、高压、强辐射、寡营养等高等生物和大多数微生物所无法忍受的极端环境中，还生存着一些 “极端微生物”，其在理论研究和应用方面具有巨大潜力。
Summary
•2.自然界中的生物一般都与其周围的生物环境和非生物环境之间发生各种各样的关系，微生物也不例外。
微生物之间及其与其他生物之间的相互关系可归纳为互生、共生、拮抗和寄生等四种。
Summary
•3. 微生物群落总是处于不断发展和变化之中，当这种变化由量变到质变时，新的微生物群落便形成了。
这就是微生物群落的演替。
群落的演替是群落发展的必然结果。
Summary
•4.自然界中的元素均不断地从非生命状态转变成有生命物质状态，然后再从有生命物质状态转变成非生命物质状态，这种循环过程称为生物地球化学循环，微生物在元素的生物地球化学循环中具有无法替代的作用。