您好,欢迎访问三七文档
1第五章微生物生态Chapter5MicrobialEcology5.1自然生态系统中的微生物MicroorganismsinNatureEcosystem2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。3Microbialecologyisthestudyofthebehaviorandactivitiesofmicroorganismsintheirnaturalenvironments.4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。55.1.1土壤微生物生态MicroorganismsinSoil(1)土壤的生态条件TerrestrialEnvironments6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。7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。8(2)微生物在土壤中的种类、数量和分布Proportionofdifferentsoilmicroorganismsinsoil9Microbialnumberandbiomassincultivatedfieldsoil(15cm)MicrobesNumbers/gBiomass(g/m3)Bacteria108160Fungi105200Actinomycetes105-106160Algae104-10532Protozoa10438MicrobesNumbers/gBiomass(g/m3)Bacteria108160Fungi105200Actinomycetes105-106160Algae104-10532Protozoa10438MicrobesMicrobesNumbers/gNumbers/gBiomass(g/m3)Biomass(g/m3)BacteriaBacteria108108160160FungiFungi105105200200ActinomycetesActinomycetes105-106105-106160160AlgaeAlgae104-105104-1053232ProtozoaProtozoa104104383810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。11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。12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。13(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。145.1.2水体微生物生态MicroorganismsinWaterBody(1)水体中的微生物群落Microbialcommunitiesinwaterbody在天然水体中含有可溶性无机盐、有机物。基本上能满足微生物的需要,成为微生物栖息的又一天然场所。15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。16海洋微生物群落MarineEnvironments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%。17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。18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。19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。海水中的化能自养菌多为硝化细菌。海洋中真菌的数量和种类远比土壤为少。海洋原生动物的数量以浅海底淤泥和表层最多,主要有鞭毛虫、肉足虫和纤毛虫3大类。20淡水微生物群落FreshwaterEnvironments类型:分为静水(湖泊、沼泽、池塘和水库)和流水(河流、小溪和大气水)一般湖泊、池塘和江河的营养物较为丰富。天然水体的温度一般的变幅为0~36℃之间。氧气在水中的溶解度较小,在流水生境中氧气较多,静水中仅表层溶解氧较多,底层较少。淡水的pH值变幅从3.7到10.5,多数为6.5~8.5,因而适合于多数水生微生物的生长。21影响淡水微生物分布的因素(1)有机物含量城镇人口聚集地区的湖泊、河流等,微生物的种类和数量都比较高;相反在远离人类居住地区的水域中,微生物的数量较少,其种类也有所不同。(2)温度温度对水体中微生物区系有明显影响。低温水域的微生物数量比中温水域少。(3)水的深度一般在水下数米至十几米深处细菌数量最多,菌数随深度的增加而减少,到底部的沉积物表层又有所增加。(4)日光与水体的溶解氧量在日光可达的水中,光合型微生物占优势。水体中溶解的氧量影响好氧菌和厌氧菌的分布。22(2)水体的自净过程Self-PurificationofWaterBody水体中的食物链foodchain阳光一级生产者原生动物轮虫鱼其他动物藻类、光合细菌、水生生物异养细菌废物、排泄物人23水体自净的定义(self-purificationofwaterbody)受污染的河流经过物理、化学、生物等方面的作用,使污染物浓度降低或转化,水体恢复到原有的状态,或者从最初的超过水质标准到等于水质标准。24水体自净过程水体稀释好氧和厌氧细菌分解有机物溶解氧恢复(复氧)细菌逐渐减少25(3)衡量水体自净的指标P/H指数P代表光合自养型微生物,H代表异养微生物氧浓度昼夜变化幅度和氧垂曲线265.1.3空气微生物生态MicroorganismsinAir(1)空气的生态条件airenvironment大气由N2、O2、CO2和其它微量气体组成,并含有数量不等的水蒸气、水珠、冰晶和灰尘等。空气温度随高度上升而下降,氧气浓度亦随高度上升而下降。空气中的有机质、其它营养物质及水分的含量极低,再加上强烈的太阳辐射,不适于微生物生长繁殖。27空气中的微生物主要来自地面、水体以及人和鸟类的活动等。土壤微生物通过风的吹动以微尘形式进入空气,水体微生物可在浪花飞溅时以微滴形式进入空气。进入空气的营养细胞生存时间不长,仅有抗性较强的芽孢和孢囊等休眠体能存活较长的时间。28许多微生物(如真菌)能通过改变渗透压、表面张力或弹射等方式将孢子向空气中散播。细菌的芽孢和孢囊、放线菌的分生孢子、藻类和原生动物的厚垣孢子等只有极低的代谢活性病毒在寄主体外也不具代谢活力它们都能在空气中存活并随气流广泛散播。29(2)空气微生物的种类、数量和分布主要取决于下层地面或水面的微生物状况并与气候的季节性变化密切相关。陆地上空>海洋,城市上空>农村,近地面空气>高空空气。农村的畜厩、城市的街道、医院和宿舍区的空气所含的微生物数量和种类较多,而海洋、高山、森林和空旷原野的空气较为清新,微生物也较少。30空气中的微生物类群主要是真菌和细菌常见的种类有青霉属、曲霉属、木霉属、根霉属、毛霉属、球拟酵母属以及细菌中的芽孢杆菌属。在医院上空或流行病传播时,空气中还可能有数量较多的病原细菌、真菌和病毒等。数量和种类受空气温度和湿度的影响不同地点空气中的微生物数量地点微生物数量(个/m3空气)北极(北纬80°)0海洋上空1~2市区公园200城市街道5,000宿舍2,000畜舍1,000,000~2,000,00032空气中的微生物种类和数量是大气污染程度的标志之一。常用的检测方法有定时沉降计数法、粘性玻片撞击法、定量吸收管法和滤膜定量过滤法等。
本文标题:第五章微生物生态1
链接地址:https://www.777doc.com/doc-6555441 .html