第五章 微生物生态1.ppt

第五章 微生物生态Chapter 5 Microbial Ecology5.1自然生态系统中的微生物 Microorganisms in Nature Ecosystem 地球上有生命活动的范围，统称生物圈，它是地球上全部生活的有机体与其环境相互作用的统一整体。 微生物生态就是研究处于环境之中的微生物，和与微生物相联系的物理、化学和生物等环境条件，以及它们之间的相互关系。 Microbial ecology is the study of the behavior and activities of microorganisms in their natural environments. 生物在与环境因子相互作用中，不断地从它的周围空间取得必要的物质和能量，进行生长繁殖。 生物的种种活动，不断地改变着它的外部环境；而这些改变了的外部环境又反过来作用于微生物，使生物发生相应变化。 在这种长期相互作用所形成的关系中，生物与它们的环境联结成为一个整体结构，被称为生态系统。 5.1.1土壤微生物生态Microorganisms in Soil（1）土壤的生态条件Terrestrial Environments  土壤是微生物生活的良好环境 土壤能提供微生物需要的全部营养物质和环境条件，因而它是微生物最适宜的生活环境或“大本营”。 岩石在风化过程中释放出的大量矿质元素和微量元素，适合于多数自养型微生物生长的需要。 土壤中生长的动植物和微生物残体及其分解产物，又为异养型微生物提供了良好的碳源、氮源和能源。 各种不同类型土壤ｐＨ值的变幅为3.5～8.5，多数土壤在5.5～8.5之间，这正是微生物的最适ｐH值范围； 土壤温度虽然也有季节性和昼夜变化，但其变化幅度大大低于气温的变化而有利于微生物生长； 肥沃的土壤具有较好的团粒结构，能在团粒内部保水而让团粒间流通空气，因而能同时满足好氧与厌氧微生物生长的需要； 土壤还能保护微生物不受烈日的曝晒，从而避免了紫外线等对微生物的杀伤作用。 （2) 微生物在土壤中的种类、数量和分布Proportion of different soil microorganisms in soil 土壤微生物主要聚集在表土层或耕作层土壤中，它们多以微菌落的形式分布在土壤颗粒和有机质表面及植物根际。 土著性土壤微生物分为土生性和发酵性微生物两大类。 土生性微生物以G-的无芽孢杆菌和放线菌为主，它们以土壤腐殖质为主要有机养料，生长慢、数量较稳定、作用持久。 发酵性微生物以假单胞菌属、芽孢杆菌属以及青霉、曲霉和毛霉为主，它们以动植物的分泌物、排泄物和残体为主要有机养料，代谢活性和数量表现出大起大落的间歇性，它们中的多数类群还能形成休眠体以渡过不良环境。  多数进入土壤中的人和动物的病原微生物则是真正的外来性微生物，它们中的大多数不能在土壤中找到适合其生长的条件而消失. 在个体数量上，细菌放线菌、真菌藻类、原生动物；但如以生物量计算，则以真菌最多。 （3）土壤自净土壤对施入其中一定负荷的有机物具有吸附和生物降解能力，通过各种物理、生化过程自动分解污染物使土壤恢复到原有水平的净化过程。 5.1.2水体微生物生态Microorganisms in Water Body（1）水体中的微生物群落Microbial communities in water body ? 水中微生物的来源和分布 主要来自土壤、空气、动物排泄物、动植物残体、工厂废水 和生活污水等。 微生物在水体中的种类和数量随其来源、水体的类型、水体中有机物的含量、微生物的拮抗作用等因素而异。 海洋微生物群落Marine Environments  海洋履盖了地球表面的71％，其平均深度为4km，一般的含盐量范围为3.2％～4.0％。 海洋生境的特点 有机质等营养物含量低、含盐量高和温度低。 海水的ｐH值多为碱性（8.3～8 .5），100ｍ以下的温度为0～5℃，表层的温度也不超过35℃。深海底层还有很高的静水压力。 阳光入射水体的深度一般为10～100ｍ，阳光中含的紫外光对表层微生物有致死作用，使海水中的微生物总量以表面稍下的层次最多，向上和向下时均减少，下至底层时又可因厌氧菌的生长而增加。 海洋微生物具有耐压、嗜冷和低营养要求的特点。 藻类是海洋中的主要初级生产者，多分布在浅海区和远洋表层，种类包括绿藻、褐藻、硅藻、裸藻和金藻等中的许多类群。藻类主要分布在50ｍ的深度范围内，为海洋生物食物链的起始生物，也是其它海洋生物和鱼的饵料。 海洋细菌多为G-并具色素和鞭毛， 种类以假单胞菌属、弧菌属及黄杆菌属为主。 在海底污泥中主要有严格厌氧的脱硫弧菌属(desulfovibrio)和产甲烷细菌等。 海水中的