微生物生态学幻灯片.ppt

第八章 微生物生态 主要内容： 生态学基本原理 土壤生态系统及其微生物 空气生态系统及其微生物 水体生态系统及其微生物 微生物之间的相互关系 第一节 生态学基本原理 当代生物科学的发展方向概括起两大方面: 一是向微观方面发展，借助于电子显微镜等先进仪器，从有机体的分子结构研究，开创了分子生物学，以揭示生命微观的奥秘；由大到小，由个体一器官一组织一细胞而至分子结构。 另一方面则是向着宏观方向发展，它从个体扩大到种群、群落、生态系统及生物圈，甚至宇宙太空。 宏观方向就是生态学的研究方向。 生物学研究对象的组织层次槽（仿Odum， l971） 基础生态学是以个体、种群、群落、生态系统等不同的等级单元为研究对象的。 1．个体生态学（Autecology） 2．种群生态学（Population Ecology） 3．群落生态学（Community Ecology） 4．生态系统生态学（Ecosystem Ecology） 一、 生态学的定义和研究内容 1. 生态学的定义 生态学（Ecology）是一门古老而新兴的科学。由于社会经济的发展、学科本身的发展以及与其他学科的交叉与渗透，生态学在近二三十年来发展迅速，已从生物学的一个分支发展成为一门综合性科学，成为现代生物学的前沿研究领域之一。特别是从20世纪60年代开始的环境科学的发展，更为生态学增添了新的应用和发展前景。 不同学者对生态学的定义不同，其中比较经典的定义是：“生态学是研究生物与环境相互关系的科学“（Haeckel,1866）。我国著名生态学家马世骏先生将生态学定义为“生态学是研究生物的生存条件、生物群落与环境系统之间相互作用的过程及其规律的科学”（马世骏，1990）。 根据研究对象的不同，可把生态学分为动物生态学、植物生态学、昆虫生态学、微生物生态学、人类生态学等；也可根据研究方法和手段分为形态生态学、化学生态学、分子生态学等。 2. 生态学的研究目的和内容 生态学是研究生物与环境相互关系的科学，它从生物个体、种群、群落、生态系统以及生物圈等多个层次上来研究生物与环境相互作用的过程和规律。 生态学研究的最终目的是要为人类的生存与发展服务，要根据现代生态学的原理和技术方法，保护、发展和利用有益生物，控制有害生物，保护生物多样性和生物资源，促进经济的可持续发展，使资源、人口和人类生存环境在整体上保持协调、和谐并得到良性循环。 现代生态学的根本任务是要探索和研究一条解决发展与保护之间的矛盾、促进社会经济持续发展的科学途径和对策。因此，生态学的研究内容是围绕着如何协调人与自然的复杂关系、寻找可持续发展之路的这样一个问题进行的。 在环境污染防治与治理方面，生态学的研究主要是研究污染评价、污染物在环境中的变化及其生态效应，研究生物，特别是微生物对污染物的转化、降解乃至再生利用，应用生态学原理对污染物进行生物处理、对污染现场进行生物整治，使污染环境得到改善和恢复。 二、 种群和群落 1. 种群的概念 种群（population）可以定义为占据特定空间的同一生物种的所有个体的集合体。种群是生物群落的组成单位。 2. 种群的特征 种群的基本成分是具有潜在互配能力的个体，但不等于是个体的简单相加，这是因为有机体之间存在着非独立性的交互作用，从而在整体上呈现出一种有组织有结构的特性。 因此，从个体到种群，除了出现统计学上的特征如出生率、死亡率、年龄结构、性比等外，还出现了如空间布局、种群行为、遗传变异和生态对策等新的特征。 一般说来，自然种群具有三方面的特征：（1）空间特征，即种群具有一定的分布区域和分布形式；（2）数量特征，每单位面积（或空间）上的个体数量（即密度）将随时间而发生变动；（3）遗传特征，种群具有一定的基因组成，即系一个基因库，以区别于其他物种，但基因组成同样是处于变动之中的。 种群大小 密度 种群的数量变动主要由出生率、死亡率、迁入和迁出四方面的特征所决定。 年龄比例、年龄金字塔（可以用数量、能量或生物量来表示） 性比 3. 群落的概念 生物群落 (biocoenosis)简称群落 (community)，指一定时间内居住在一定空间范围内的生物种群的集合。群落中包括植物、动物和微生物等各个物种的种群，它们共同组成生态系统中有生命的部分。 群落的分类主要是根据群落内的优势种来进行的，如在植物群落中，分为红松林群落、云杉林群落等等；也可以根据群落所占的自然生境，如山泉急流群落、砂质海滩群落、岩岸潮间带群落等。 4. 群落的特征 群落是生态学中比种群更高一级的单元，具有种群水平所不具备的很多特征。 在群落的数量特征方面，常用的指标有：物种丰富度、多度盛度)和密度、频率、盖度、优势度等。 为了描述群落内的生物组成结构，物种多样性