水产微生物—水域微生物生态学
海洋微生物的生态学研究及其生物多样性维护
海洋微生物的生态学研究及其生物多样性维护海洋微生物是指海洋中体型非常小的生物——微生物。
这其中包括了原生生物、细菌、真菌、病毒等等。
它们虽然体型微小，但是数量惊人。
据估计，海洋中存在着大约10亿吨的细菌。
海洋微生物的存在对海洋生态系统的稳定起着非常重要的作用。
因此，对于海洋微生物的生态学研究以及其生物多样性的维护是极其重要的。
海洋微生物的生态学研究海洋微生物的生态学研究主要包括以下几个方面。
生产力海洋微生物生产力是指海洋中由微生物所产生的有机物的数量。
在海洋生态系统中，微生物生产的有机物对于海洋生态系统的物质循环起着非常重要的作用。
微生物通过光合作用或吞噬其他生物体而获取能量和营养。
它们在海洋中不仅会参与到溶解有机物和无机物的分解过程中，还会对有机物和无机物进行转换和再生。
这些过程对于海洋生态系统的能量和物质循环至关重要。
物种多样性海洋微生物的物种多样性研究主要是指从海洋中分离和鉴定出一定数量的微生物种类，并对其进行分类和系统地描述。
海洋微生物的物种多样性非常丰富，其中包括了众多细菌、真菌、原生生物等。
研究海洋微生物的物种多样性有助于了解海洋生态系统的结构和生态功能。
环境适应性海洋微生物生活在复杂多变的海洋环境中，对于其环境适应性的研究可以帮助我们了解海洋微生物是如何利用复杂环境资源存活和生存的。
比如，深海微生物所面临的极端条件包括高压、特殊的温度、盐度等等。
这些环境因素对于其生存和功能产生着重要的影响，研究海洋微生物的环境适应性可以帮助我们了解微生物在这些困难的环境条件下的适应方式。
海洋微生物的生物多样性维护保护海洋微生物的生物多样性对于海洋生态系统的保护和可持续发展至关重要。
下面介绍一些维护海洋微生物生物多样性的方法。
减少环境污染海洋微生物对于环境污染十分敏感，因此，减少环境污染是维护海洋微生物生物多样性的首要任务。
海洋污染会严重影响微生物的生存和功能，进而影响海洋生态系统的平衡。
因此，对于海洋污染的防治和监测十分重要。
海洋微生物
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• Aharon Oren 是以色列耶路撒冷大学教授， 是国际著名的海洋生物和嗜盐微生物研究专 家 。是FEMS Microbiology Letters 的主编 和ISJEM的编委。
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2. 泉生古菌门Crenarchaeota
最初发现于陆地温泉，海底热液喷口，但最近发现，海洋中到处都有 泉古菌成员存在，包括南极海水、海冰、深海水体，化能自养或化能异 养。
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2、种类： 具有形态多样性和遗传多样性。
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3、分布： 在海洋中的分布规律为： （1）水平分布为近岸密度高，远岸密度底；
垂直分布为随海水深度增加逐渐减少，在接 近海底的水层中密度又增大。 （2）海洋病毒在海水中的含量呈动态变化 （3）海洋病毒在海水中的密度高达106～109 个/ml海水。 （4）海洋病毒是海洋中丰度最高的生物群体， 总量是海洋细菌的5-25倍。
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海洋中所有的细菌门
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2. 新陈代谢类型
自养细菌：光能自养，化能自养 根据所需营养物质的性质
异养细菌：海洋细菌的最大类群
好氧细菌 根据对氧气的需要 兼性厌氧细菌
厌氧细菌
大多数海洋细菌是兼性厌氧细菌，专性好氧细菌和专性厌 氧细菌都比较少见。
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3 特性
（1）嗜盐性
（2）适冷性
（3）适压性 （4）低营养性
（5）趋化性与附着生长： 大多数海洋细菌具有运动能力
运动方式 ：swimming, swarming （6）发光性：少数海洋细菌具有发光特性
发光杆菌属（Photobacterium) 射光杆菌属（Lucibacterium)
《微生物生态学》课件
微生物生态学的发展历程
早期探索
早在17世纪，微生物学家就开始研究微生物的形态和分类。随后，随着培养技术和显微技术的发展，人们对微生物的 认识逐渐深入。
学科建立
20世纪中叶，随着分子生物学和遗传学的发展，微生物生态学逐渐成为一门独立的学科。研究者开始关注微生物在 生态系统中的作用和功能。
现代发展
近年来，随着高通量测序技术的快速发展，微生物生态学研究进入了一个新的时代。人们可以更深入地 揭示微生物群落的组成和功能，以及它们与环境之间的相互作用关系。
互利共生
01
两种微生物相互依存，彼此提供必要的生存条件和营养物质，
共同生长繁殖。
偏利共生
02
一种微生物因共生而受益，而另一种微生物既不受益也不受害
。
寄生关系
03
一种微生物寄生于另一种微生物体内或体表，从寄主身上获取
营养，并对寄主造成一定的损害。
寄生关系
内寄生
一种微生物寄生于另一种 微生物体内，如病毒、细 菌和原生动物等。
在极地、高山等低温环境中，存在着 一些能够在低温下生存和繁殖的微生 物，如冰川细菌等。这些微生物具有 适应低温环境的特殊代谢机制和生物 化学特性。
在高盐环境下，如盐湖、盐碱地等， 存在着一些能够在高盐浓度下生存和 繁殖的微生物，如嗜盐菌等。这些微 生物具有适应高盐环境的特殊结构和 代谢机制。
生物体内环境中的微生物
生态意义
微生物在物质循环中的重要作用使得 生态系统中的各种元素得以循环利用 ，维持了生态平衡和地球上生物圈的 稳定。
微生物生态学在实践中的应
06
用
在环境保护中的应用
污水处理
微生物通过分解有机物，将污水 中的有害物质转化为无害物质， 达到净化水质的目的。
海洋微生物生态学研究
海洋微生物生态学研究海洋微生物是指在海洋中生活的单细胞生物，其生态和生物技术潜力已经引起越来越多人的关注。
海洋微生物生态学是对海洋微生物的生态和生物地理学行为的研究。
海洋微生物在地球自然系统中具有重要的作用，其代表了海洋的庞大多样性，涵盖了高度多样的基因组和各种代谢途径。
海洋微生物拥有着大量的生态功能，其重要性在于构建、调节和维持海洋的生物地球化学循环过程。
海洋微生物的种类海洋微生物种类繁多，包括了氧化细菌、光合细菌、厌氧细菌和真菌等多种类别。
它们能够生存在水中、水下沉积物以及沿海生态系统等的各种生境。
厌氧微生物在深海沉积物中占据了显著的地位，而光合细菌则是生物地球化学和生态系统生产的重要组成部分。
这些微生物具备着重要的功能和特性，比如，能够通过其细胞壁以及代谢产物贡献海洋生态化学循环系统。
海洋微生物生态学的研究方法在近年来，随着天然气田开发的不断扩大，海洋环境污染问题日益严峻。
因此，对海洋微生物的研究显得尤为重要。
海洋微生物生态学可以通过多种研究方法探究海洋微生物的生态学原理。
其中，基因分析是一种行之有效的技术，可以利用元基因组学和转录组学等方法对海洋微生物进行分析。
这种技术可以显示微生物物种的多样性和特征，并帮助确认特定微生物群体的功能和活动水平。
此外，稳定同位素的使用也是深入研究海洋微生物生态学的重要手段。
稳定同位素分析可以检测物质链在整个生态环境中的流动规律。
过去的研究表明，稳定同位素是评估海洋微生物食物源和微生物-微生物互动的重要工具。
最后，海洋微生物生态学的研究还需要结合其它信息，如营养盐、水温、盐度和光强等环境信息等。
必须通过全面而系统的方法才能更好地理解海洋生态系统的结构与功能，推动未来海洋资源的可持续开发。
海洋微生物的生态功能海洋微生物具备着多样化和复杂的生态功能。
它们在海洋生态系统中起到很多关键性的作用。
例如，能够通过产生光和化学物质形成海洋生态系统。
海洋微生物因其多样性、高度的适应性和代谢功能而在海洋生态系统起到了举足轻重的作用。
微生物的生态学意义
微生物的生态学意义微生物广泛存在于自然界的各个环境中，如土壤、水体、大气、植物、动物体内等，它们在生态系统中具有重要的生态学意义：1、维持生态平衡。
微生物通过各种代谢和生物化学反应参与到环境的转化过程中，维持了一个微生物群落与环境之间的平衡。
例如，微生物可促进植物生长，促进土壤养分循环，促进有机物分解等过程，从而对于土壤的肥力、植物生长及光合作用等方面具有重要意义。
此外，微生物还参与到水环境的养分去除、水质改善及降解有害物质等过程，对于水体的自净能力和可持续发展起到至关重要的作用。
2、促进生态安全。
微生物能够在一定程度上调节物质和能量循环过程，其分解和利用能力可以加速自然物质的分解和降解，维持环境的自净功能和自然的循环系统，从而减少环境的受害或者破坏。
例如，微生物能够处理有机废渣，减少环境污染，还能够利用有害物质进行生物降解，防止有害物质对生态环境造成进一步的威胁。
3、维持生物多样性。
微生物是自然界中最为多样化的生物群体，属于极端广泛的物种类型。
这些微生物在繁殖、适应、生长和代谢等方面表现出极高的适应能力和多样化，能够在各种条件下生存和繁衍，维持生态系统的平衡和稳定。
与其他生物群体相比，微生物生态系统的多样性和适应能力更高，能够在不同环境下存活，同时它们的多样性水平也能够影响到其他生物群体的多样性和生态系统稳定性，从而促进它们之间的生态平衡与资源共享。
4、促进农业、工业与环保。
微生物在现代农业、工业生产中起着重要的作用。
例如，微生物能够改良土壤，提高作物生长质量；在食品加工过程中有些微生物能够进行发酵、生成食品营养元素；同时，微生物还可产生酶、药品等，用于医药、工业等方面。
此外，微生物在环境污染治理、废弃物处理等方面也有重要应用价值。
可以说，微生物在人类活动和生产中的作用越来越大，成为维持现代生产秩序和生态健康的重要力量。
总之，微生物的生态学意义非常重大，它们在生态系统中的作用是复杂多样的，并呈现出多样的功能。
水体环境中微生物的生态学特征与功能
水体环境中微生物的生态学特征与功能水体环境中的微生物数量巨大，种类繁多，担负着水体生态系统的重要作用。
微生物通过吸收和利用水中的有机物和无机物质，调节水体的化学和生物学性质，维持水体生态系统的平衡和稳定。
本文将从水体微生物生态学特征和功能两个方面对水体微生物进行探讨。
一、水体微生物的生态学特征1.丰富多样的微生物群落水体中存在着大量的微生物群落，丰富度和种类相对较高。
这些微生物主要以单细胞生物为主，包括细菌、浮游植物、原核生物和真核生物等。
这些微生物群落的组成和结构随着水体环境的变化而变化，受到环境温度、pH值、盐度、营养物质等因素的影响。
2.微生物数量与生物量密度大水体微生物数量与生物量密度在所有生物中占有极其重要的地位，微生物数量的变化直接关系到水体生态系统的健康状况。
水体中的微生物数量随着水体的温度升高而增加，同时也受到其他非生物因素影响。
3.微生物代谢特点鲜明微生物主要依赖于有机物质和无机物质等营养物质进行能量供给和代谢活动，如微生物对浮游植物、有机物和卵磷酸等营养物质的吸收和利用。
微生物代谢活动不仅会影响水体中营养物质的供求关系，还会产生一系列的代谢产物和化学物质。
二、水体微生物的生态功能1.维持水体生态系统的稳定微生物在水体中的最重要的功能之一是维持水体生态系统的平衡和稳定，它们参与水体中有机物和无机物质的微观循环。
微生物能分解有机物质、转化营养物质和降解污染物等，为水体中其他生物提供必要营养物质和生命支持。
2.水体净化作用水体细菌和微生物可以消耗营养物质，去除水中的污染，调节水体中的物质循环。
例如厌氧细菌对硫酸盐和硝酸盐进行还原作用，将污染物转化为无害的条件下盐和氮气。
3.生态指示作用微生物的生态指示作用是指微生物个体数量和种群结构的变化可用于评价水体健康程度。
水体中特定的微生物群落变化告诉我们水体环境的变化，可以为我们提供水体中多样性评估和生态监测的依据。
4.环境修复作用微生物对于污染的环境具有较强的适应性和生物多样性。
海洋微生物多样性及其生态学意义
海洋微生物多样性及其生态学意义海洋是地球上最广阔的生态系统，其中微生物的多样性是海洋生态系统中重要的一环。
海洋微生物不仅是一个重要的资源，而且还承担着许多生态功能，如生产氧气，循环营养物质，维持海洋生态平衡等。
因此，研究海洋微生物多样性及其生态学意义具有重要的科学意义和应用价值。
一、海洋微生物多样性的研究现状海洋微生物多样性包括细菌、古菌和真核微生物三个类别。
相比陆地生态系统，海洋微生物多样性更加丰富和复杂，其中还存在许多未知的微生物群体。
在过去的几十年中，科学家们使用了多种方法对海洋微生物多样性进行了研究。
通过利用分子生物学技术 (如 PCR，DNA 条形码等) 和高通量测序分析，我们可以更好地了解各类微生物的多样性、分类和演化关系。
此外，通过分析细胞和群落代谢物，样品分离和培养等方法，我们也可以获得关于微生物的其他信息。
二、海洋微生物多样性对生态系统的影响海洋微生物在全球生态系统中具有重要的生态功能，它们在海水的营养循环、生物体免疫系统的影响、有机物分解及气候变化等方面扮演着重要的角色。
1. 营养循环海洋微生物是海水中最活跃的生物群体之一，能够分解海洋中的大量有机物，从而促进营养物质的循环。
比如，在海洋环境中，细菌和古菌分解有机废料和死亡生物体，促进了溶解有机物质的形成，这为其他生物提供了新的能量来源和生存条件。
2. 生物体免疫系统的影响海洋微生物在维持海洋生态系统的稳定性方面也扮演着非常重要的角色。
它们通过维持海洋生态链条的稳定性，保证了其他生物种群的数量和功能。
例如，对于海洋大型动物和浮游生物而言，可以通过与某些细菌和原生动物的共生关系来控制其寄生虫的数量，进而增强它们的生存能力和抗病能力。
此外，海洋微生物还对海洋环境中的某些化学物质进行快速分解，从而减轻了人类活动对水环境造成的压力。
3. 气候变化海洋微生物的生长和分布往往受到环境因素的影响，尤其是全球气候变化。
气候变化可能导致深海温度的上升、水流的变化、海盐度的改变等环境因素的变化，从而对海洋微生物产生影响。
水域生态学绪论
水域生态学
3. 地球环境是脆弱的，虽然人类能按需求影响或 改变地球环境。但是地球环境是脆弱的，经不 起人类的盲目滥改滥用。古代有发达的人类文 明，可从生态学的角度来考察其消失的原因。
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一、生态学的定义、研究对象、研究方法 和研究意义
(一)定义
生态学（ecology）一词是德国生物学家 Haeckel于1869年首先提出来的。 “ecology”来源于希腊文的两个词根oikos 和logos，前者表示住所或栖息地，后者表 示学问，因此生态学的一般定义是：研究 生物有机体与其栖息地环境之间相互关系 的科学。
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此外，生态学与其他学科相互渗透，形成一系列 的边缘学科，如化学生态学(chemical ecology)、 数学生态学(mathematical ecology)和经济生态 学(economical ecology)，等等。这些交叉学科 对推动生态学的发展具有重要意义。例如:
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Odum（1971）指出，从互相依存、互相作用 和生存的观点看，上述组织层次的“谱”不 可能有明显的断裂，而且每个层次都有自己 的特点。另一方面，下一个较低层次的知识 只能部分地说明上一个层次的特性，但不能 预测后者的所有特性。正如我们只知道氢和 氧的性质却不能推测水的性质一样，不能从 各个分离的种群知识来推测生态系统的特性。 因此，我们既要研究森林（整体），又要研 究树木（部分），Fidleman把这个重要法则 称为“整合层次的理论”（theory of integrative levels）。
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水产微生物—水域微生物生态学第八章水域微生物生态学第一节水体中微生物的分布一、内陆水体中微生物的分布内陆水体的自然环境多靠近陆地。
内陆水体大多是淡水，淡水中的微生物主要来源于土壤、空气、污水、人和动植物排泄物以及动植物尸体等。
特别是土壤中的微生物，常随土壤被雨水冲刷进入江河湖泊。
因此，土壤中所有细菌、放线菌和真菌的大部分，在水体中几乎都能找到。
然而，水体中的微生物种类和数量，一般要比土壤中的少得多。
水域微生物的区系可分以下几类:(1)清水型水域微生物3在洁净的湖泊和水库蓄水中，因有机物含量低，故微生物数量很少(10,10/ml)。
典型的清水型微生物以化能自养微生物和光能自养微生物为主，如硫细菌、铁细菌和衣细菌等，以及含有光合色素的蓝细菌、绿硫细菌和紫细菌等。
(2)腐败型水域微生物上述清水型的微生物可认为是水体环境中“土生土长”的土居微生物。
流经城市的河水、港口附近的海水、滞留的池水以及下水道的沟水中，由于流入了大量的人畜排泄物、生活污物和工业废水等，因此有机物的含量大增，同时也夹入了大量外来的腐生细菌，使腐败78型水域微生物尤其是细菌和原生动物大量繁殖，每毫升污水的微生物含量达到10,10个。
还有一类是随着人畜排泄物或病体污物而进入水体的动植物致病菌，通常因水体环境中的营养等条件不能满足其生长繁殖的要求，加上周围其它微生物的竞争和拮抗关系，一般难以长期生存，但由于水体的流动，也会造成病原菌的传播甚至疾病的流行。
二、海洋中微生物的分布海洋是地球上最大的水体。
海水与淡水最大的差别在于其中的含盐量。
含盐量越高，则渗透压越大，反之则越小。
因此海洋微生物与淡水中的微生物在耐渗透压能力方面有很大的差别。
海水中常见的细菌主要有假单胞菌属、枝动菌属(Mycoplana)、弧菌属、螺菌属、梭菌属、变形菌属、硫细菌、硝化细菌和蓝细菌的一些种类。
常见的酵母菌有色串孢属(Torula)和酵母菌属。
此外，还有噬菌体、霉菌、藻类和原生动物等。
一般霉菌比细菌少，主要是陆地中常见的种类。
海洋中藻类繁多，原生动物数量极大。
三、沉积物中微生物的分布(一)内陆水体沉积物中微生物的分布湖泥表层有机营养物质含量高，因此栖息了大量的微生物。
湖泥中异养菌数量大大超过湖水中的数量。
(二)海洋沉积物中微生物的分布海洋沉积物中栖息着细菌和真菌。
沉积物颗粒表面吸附有很多微生物，但确定其数量1相当困难。
此处的微生物对有机物矿化作用特别重要，并且也可能作为海底动物的食物。
沉3积物表层细菌总数取决于沉积物种类和水深，其含量在几十万至几十亿个/cm 之间。
生活于物体表面的细菌在某种程度上具有很有效的吸附机制，例如扁平的细胞、胶鞘和纤毛等，它们能牢固地附着于沉积物基质之上。
四、水生生物体上微生物的分布在正常情况下，生活于水中的动植物组织内部是无菌的，但在体表和消化道内部定居着各种类型的微生物，其组成和数量常因所生活的环境而有所差异。
它们与宿主的关系较为多样化，有些和陆地动物的正常菌群一样比较恒定，有些则是暂时性停留。
在正常情况下，它们与宿主共生，从宿主食物或代谢产物中获取养料的同时，也能帮助宿主降解某些有机物质，或分泌维生素等供宿主利用。
在某些异常情况下，如饲养管理不善、环境条件改变、鱼体抵抗力下降等，一些微生物可引起鱼的病害(鱼类多数病原菌都属于这种条件致病性微生物)。
部分水生动物体表和消化道的细菌可引起水产品的腐败或人的食物中毒。
因此，对水生动物正常微生物群的研究，在水生动物疾病的预防、水生动物的营养生理和饲养管理以及水产品的卫生学上均具有重要意义。
(一)水生动物体表上微生物的分布鱼类和水生无脊椎动物等水生动物都可作为微生物的自然基底。
硬骨鱼类的体表常有细菌附着。
在所有动物体表上，假单胞菌属和节杆菌属的种类数量最多。
此外，很多鱼体上也有真菌附着。
海洋附着细菌与大型无脊椎动物附着有着密切关系。
大多数种类的海洋细菌有利于无脊椎动物幼虫的附着，并可作为幼虫的饵料。
可见，海洋附着细菌的研究与水产养殖业的发展密切相关。
(二)鱼类消化道中的微生物鱼类消化道较短，呈直线和发夹状，其结构和机能多未分化。
这些情况不利于专性厌氧菌的繁殖，其微生物种群组成也易受水环境等因素的影响。
但由于鱼类胃肠道的pH为2,5，处于酸性环境，且富含胆汁，对水环境的许多微生物具有抑制作用，因此形成了与体表和水环境不同的微生物群落。
一般淡水鱼类消化道中的微生物以嗜水气单胞菌、A型拟杆菌、假单胞菌属和肠杆菌科47的细菌占优势。
海水鱼类消化道菌群则以弧菌属细菌为主，每克肠内容物约含10,10个。
26其次是假单胞菌属、莫拉氏菌属、不动杆菌属、拟杆菌科的细菌，其含量为10,10个/g。
此外，还有芽孢杆菌属、黄杆菌属、微球菌属、梭状芽孢杆菌属、Coryneforme、葡萄球菌属、着色球菌属的细菌。
(三)虾类消化道中的微生物由于虾类大部分时间行底栖生活，属杂食性水生动物，因而其肠道菌落与底栖细菌和沉积物中的菌群有关。
其中以假单胞菌属和弧菌科的细菌为主，常见的还有不动杆菌属、肠杆菌科、黄杆菌属、噬纤维菌属、莫拉氏菌属和发光杆菌属的细菌。
(四)藻体上微生物的分布浮游藻类体上常有细菌生长。
各种海藻上附生着特有的霉亮发菌(Leucothrix mucor)。
该菌是一种嗜盐种类，其藻丝含有众多细胞，并形成丛生而滑动的生殖胞。
绿藻和红藻体上2的优势细菌是具有黄、橙色素的黄细菌属和噬纤维菌属的细菌，而褐藻体上的细菌则不然。
缘管浒苔的胞外产物能促进这类细菌和假单胞菌的生长，弧菌的生长则受到抑制。
第二节水域微生物的主要作用一、微生物与食物链在各种水体中，细菌和真菌在食物链中具有重要功能。
它们吸收溶解有机物，有机物的大部分是由初级生产者(即浮游植物)释放入水中的。
此外，在内陆和沿海水域，特别是河川，它们与含有大量动植物的陆地区域相邻，有机物很多不是来自初级生产者，而是来自周围陆地上的死叶片、动物粪便及其它有机物，水体本身含有的动植物尸体及动物粪便和排泄物都是水体有机物来源。
这些有机体通常被细菌极其迅速地转化为颗粒物质(即有机碎屑)，然后，被其它生物所消耗。
这类有机物依此方式被引入食物链，否则低浓度的有机化合物就不能被利用。
细菌和真菌可被多种不同的动物用作食物，这些动物代表了食物链的不同的营养级。
首先，细菌和真菌作为初级消费者即草食性浮游动物的食物。
而属于次级消费者的肉食性浮游动物，也摄取细菌和真菌作为其通常的食物，在某种意义上，用它们作其营养的补充物。
随着动物个体的增大，这种补充物的重要性反而变得越来越小。
结果对终端消费者来说作用甚微或几乎没有作用。
综上所述，细菌在水生动物营养上起着极其重要的作用。
不仅原生动物、轮虫、甲壳动物、软体动物等摄食细菌，一些鱼类也食细菌。
水中细菌多集聚成絮状、片状和块状等聚合体，许多动物不能吃单个细菌但可吃聚合体。
可见细菌是一种营养丰富的食物，目前光合细菌已大量培养，已应用到水产养殖中，既改善水质，防治鱼病，又能作为饲料添加剂，能很好地促进水产经济动物的生长。
二、微生物与物质循环细菌和真菌等微生物在水体的物质循环中起着决定性的作用。
它们参与有机物质的初级生产的意义很小，但是它们能大规模地将有机质矿化，在适宜条件下，它们能分解所有天然有机化合物，将之分解成原初成分，即二氧化碳、水及各种无机盐。
它们的营养类型极多，生活性强，自然界中的绝大多数物质都能被某些微生物分解和利用，例如荧光假单胞杆菌能利用二百多种有机物质。
本节着重介绍微生物在水体物质转化(即物质循环)中的作用。
(一)碳素循环水中的初级生产者(光合细菌、蓝细菌、藻类和水生植物)通过光合作用固定CO，将2之转化为有机碳化合物。
经食物链而被水生动物所利用。
水生生物在新陈代谢过程中，分解一些有机碳化合物，产生CO。
水生生物的分泌物及其残体以及外来的有机碳化合物最终又2经微生物分解，形成CO，重新作为水生自养生物的碳源。
在循环中，有一部分无机碳或有2机碳由于外流和升入大气而又离开水生态系。
这就是水生态系中发生的碳循环的主要过程。
生物性碳循环不是完全依靠动物或植物的存在。
仅有微生物存在，碳循环也照样进行，特别是海洋内，因为海洋含有的大量硅藻和鞭毛虫的光合作用超过陆地植物。
3(二)氮素循环氮是蛋白质和核酸的主要成分，是构成生物体的必要元素。
水中的氮包括无机氮和有机氮。
无机氮主要以氨、硝酸盐、氮化物和分子氮形式存在。
有机氮主要以氨基酸、酰胺氮、嘌呤和嘧啶等形式存在。
水中的分子态氮被有固氮作用的细菌和蓝细菌固定成氨基氮，并转化成为有机氮化物，通过食物链进一步转化为动物蛋白。
水生生物及其含氮的排泄物等有机氮化物，被各种微生物所分解，再以氨的形式释放出来供水生植物利用，或被进一步氧化成为硝酸盐。
硝酸盐可被植物利用，也可被进一步还原为分子态氮。
这就是水环境中的氮素循环，整个过程包括固氮作用、氨化作用、硝化作用以及脱氮作用(即反硝化作用)。
1.固氮作用分子态氮被还原成氨和其化氮化物的过程称为固氮作用。
通过微生物作用的固氮方式称为生物固氮。
水中的生物固氮是由水中的各种细菌和蓝细菌所完成的。
2.氨化作用含氮有机物在微生物作用下释放出氨的过程，称为氨化作用。
它对水生生物连续地将氨返回氮循环具有特殊意义。
很多蛋白质分解细菌和很多真菌能进行这一作用。
氨化作用在好气性和嫌气性条件下均能进行。
氨化作用形成的氮首先被细菌利用变成菌体蛋白质等，余下的在水中形成溶解的无机态氮氮。
3.硝化作用在微生物作用下，氨转变为硝酸盐的过程，称为硝化作用。
蛋白质分解期间释放的氨可作为自养和异养微生物的氮源，这也可为硝化细菌提供能量。
在氧气存在时，氨氧化为亚硝酸盐，进一步氧化为硝酸盐。
即:,++2NH+3O?2NO，2HO，4H，152千卡 4222,,2NO，O?2NO+48千卡 223其中的第一步称亚硝化作用，第二步称为硝化作用。
化能自养的硝化细菌需由硝化作用获得能量，还原二氧化碳，形成有机物质。
硝酸盐是有机氮化合物矿化作用的最后一步。
硝酸盐经由河流入海，成为这里浮游植物极其重要的氮源。
4.脱氮作用,,微生物利用NO、NO作为呼吸系统的电子受体，还原生成N或NO的过程，称为脱氮3222作用，亦称反硝化作用。
在厌氧环境中，如果有机氢供体存在，脱氮作用就在很多兼性厌氧细菌作用下进行。
即:NO?N 22,,NO?NO?NO 32NHOH?NH 23在厌氧条件下，硝酸盐或亚硝酸盐分别作为氢受体，此称为硝酸盐呼吸。
在大多数生态环境中，很多生物能还原硝酸盐成为亚硝酸盐，再从亚硝酸盐变为游离氮。
因此，哪里有活跃的脱氮作用。
哪里就首先产生丰富的亚硝酸盐。
细菌具有脱氮作用能力已在所有水体中得到实际证明。
一旦缺氧，酶系统开关就转向硝酸盐呼吸;然而，这需要一些时间，因为特殊的硝酸盐还原酶仅在厌氧条件下合成。