第四章 第一节微生物的生态系统.ppt

第四章 微生物的生态学原理 第一节 微生物的生态系统 一、生态系统 1．生态系统（Ecosystem）：在一定时间和空间范围内由生物（包括动物、植物和微生物的个体、种群、群落）与它们的生境（包括广、水、土壤、空气及其他生物因子）通过能量流动和物质循环所组成的一个自然体。 生态系统=生物群落+环境条件 2.生态系统的组成： 生物环境：生物种群内和种群间 　　　 能源：太阳辐射 环境条件 生物代谢产物：二氧化碳、氧气、 生 水、无机盐 态 非生命环境 媒介：土壤、水、空气 系 基质：砂、岩石泥土 统 其他环境条件：温度、pH 等 生产者：植物群落、藻类、光合细菌及化能自养菌 生物群落 消费者：动物群落 分解者或转化者：异氧微生物、原生动物及 微型后生动物 3.生态系统结构：具有明显的三维空间结构，由于各处光照、温度及其它环境条件的差异，使各种生物群落在空间上有明显的垂直分布和水平分布。 4.生态系统的功能：生物群落与及其生存环境之间通过不断的物质循环、能量流动、信息传递等相互作用，从而使生物与环境联结成一个相对稳定的生态系统。 ⑴ 生物生产：是生态系统的基本功能之一，生产者利用太阳辐射，将水、二氧化碳及无机物合成糖类、脂肪和蛋白质，构成植物体。 ⑵ 能量传递：太阳能通过光合作用转化为化学能贮存在植物体内，再通过食物链有一种生物转移到另一种生物体内，从而在不同生物之间形成能量流动。 能量流的特点： A．从低营养级流向高营养级，单向传递。 B．能量贮存逐渐减少，构成能量金字塔。 C. 在流动中不断消耗，并由太阳不断地补充和更新。 ⑶ 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、消费者和分解者之间传递，处于不断循环之中形成物质流。如二氧化碳、水及无机盐→→植物吸收→→进入食物链→→草食动物→→肉食动物→→微生物分解转化→→进入环境→→被植物利用。物质流主要表现为生物元素的循环，物质流是双向流。 ⑷ 信息传递：生态系统中的信息传递多种多样，如物理信息（声、光、色等）、化学信息（酶、维生素、生长素等）、行为信息（发现敌情报警）。 5.生态平衡： ⑴ 定义：生态系统是开放系统，当能量和物质的输入大于输出时，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，即使有外来干扰，生态系统能通过自行调解的能力恢复到原来的稳定状态，称为生态平衡。 ⑵ 生态平衡失调：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的连锁反应：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，整个生态系统的平衡失调。 ⑶ 生态阈值：生态系统对来自自然界或人类施加干扰的最大限度的调节能力。 ⑷ 成熟生态系统的特征： ① 具有稳定的理化条件：物质循环和能量流动基本平衡； ② 生物群落的组成和功能稳定，多样性强； ③ 抵抗外来干扰的能力强； ④ 受到外来干扰后，具有较强的恢复能力，恢复快。 二、微生物生态 1. 概念： ⑴ 微生物生态学：研究环境中的微生物与微生物之间、微生物与其它生物之间的相互关系以及微生物同物理和化学等环境因子的相互作用。 ⑵ 微生物生态系：在某种特定的生态环境条件下微生物的种类、数量和分布特征，以及参与整个生态系中能量流动和生物地球化学循环的过程和强度的体系。 ⑶ 自然界中的微生物生态：在一定在生态体系中，发育着不同特征性的微生物类群和数量，并在物质转化和能量转化中，呈现出各自不同的活动过程和活动强度。这种强度受环境因子直接或间接的影响，也受微生物本身具有的适应性的影响。 2. 微生物生态学的研究内容： ⑴ 研究各类生态系统中微生物的分布，微生物种间的相互关系和微生物与其环境中物理化学因子之间的相互作用规律。 ⑵ 研究微生物与高等生物之间的相互关系。 ⑶ 研究微生物在生态系统中的功能。 ⑷ 研究环境污染对微生物