第八章 微生物的生态 ·前言 ·第一节 微生物在自然界中的分布 ·第二节 微生物与环境间的关系 ●第三节 微生物与自然物质循环 。第四节 微生物与环境保护
第八章 微生物的生态 • 前言 • 第一节 微生物在自然界中的分布 • 第二节 微生物与环境间的关系 • 第三节 微生物与自然物质循环 • 第四节 微生物与环境保护
前言 一、 生态学的概念 生态学是一门研究生命系统与环境系统间相互作用规律 的科学 二、什么是微生物生态学 微生物生态学是生态学的一个分支，它的研究对象是微 生物群体与其周围生物和非生物环境条件间相互作用的规律。 生命科学趼究领域中，从宏观到微观一般可分0个层次：生物圈 (biosphere)、生态系统(ecosystem)、群落(community)、 种群(population)、个体(individual)、器官(organ)、组 织(tissue)、细胞(cell)、细胞器(organelle)、分子 (molecule)，其中前A个客观层次都是生态学的研究范围
前 言 一、生态学的概念 生态学是一门研究生命系统与环境系统间相互作用规律 的科学 二、什么是微生物生态学 微生物生态学是生态学的一个分支，它的研究对象是微 生物群体与其周围生物和非生物环境条件间相互作用的规律。 生命科学研究领域中，从宏观到微观一般可分10个层次：生物圈 （biosphere）、生态系统（ecosystem）、群落（community）、 种群（population）、个体（individual）、器官（organ）、组 织（tissue）、细胞（cell）、细胞器（organelle）、分子 （molecule），其中前4个客观层次都是生态学的研究范围
第一节 微生物在自然界中的分布 一、土壤圈及其微生物 (一)土壤是微生物生活的良好环境 由于土壤具备了各种微生物生长发育所需要的营养、空 气、酸碱度、渗透压和温度等条件，所以土壤中微生物的 种类和数量是其他任何生态系统无法比拟的。 (1)土壤的矿物质成分，提供微生物需要的矿质养料； (2)土壤中的动植物残体，以及耕作土壤中有机肥料， 源源不断地供给微生物碳素养料和氮素养料； (3)土壤的持水性为微生物提供水分条件； (4)土壤的孔隙性和土壤水分多少，直接影响土壤的 通气条件。 (5)土壤的pH范围在3.5~10.5之间，多数在5.58.5之 间，这是大多数微生物活动最适宜的H; (6)土壤的保温性，比地面空气温度变化小，也为微 生物的生长提供了良好的条件
第一节 微生物在自然界中的分布 一、土壤圈及其微生物 (一)土壤是微生物生活的良好环境 由于土壤具备了各种微生物生长发育所需要的营养、空 气、酸碱度、渗透压和温度等条件，所以土壤中微生物的 种类和数量是其他任何生态系统无法比拟的。 （1）土壤的矿物质成分，提供微生物需要的矿质养料； （2）土壤中的动植物残体，以及耕作土壤中有机肥料， 源源不断地供给微生物碳素养料和氮素养料； （3）土壤的持水性为微生物提供水分条件； （4）土壤的孔隙性和土壤水分多少，直接影响土壤的 通气条件。 （5）土壤的pH范围在3.5~10.5之间，多数在5.5~8.5之 间，这是大多数微生物活动最适宜的pH； （6）土壤的保温性，比地面空气温度变化小，也为微 生物的生长提供了良好的条件
(二)土壤中微生物的分布 同一土体由于微环境的通气、水分、营养等状况都存在着 差异，致使不同微生物呈立体分布。 每克肥土中通常含有几亿至几十亿个微生物，贫瘠土壤每 克也有几百万至几千万个微生物。 (1)细菌数量：70~90%；种类：主要为腐生，少数自养 分布：表层最多，随土层加深减少，厌氧菌反之。 (2)放线菌数量：5~30% (3)真菌 (4)藻类 (5)原生动物
同一土体由于微环境的通气、水分、营养等状况都存在着 差异，致使不同微生物呈立体分布。 每克肥土中通常含有几亿至几十亿个微生物，贫瘠土壤每 克也有几百万至几千万个微生物。 （1）细菌 数量：70~90%；种类：主要为腐生，少数自养 分布：表层最多，随土层加深减少，厌氧菌反之。 （2）放线菌 数量：5~30% （3）真菌 （4）藻类 （5）原生动物 （二）土壤中微生物的分布
表9一2农田土壤上层15Cm处微生物数量和生物量 微生物 土壤中的数量（个/g) 生物量(g/m) 细菌 9.8×107 160 放线菌 2.0×10s 160 真菌 1.2×102 200 藻类 2.5×204 32 原生动物 3.0×104 8
表9－2 农田土壤上层15cm处微生物数量和生物量 微 生 物 土壤中的数量(个/g) 生物量（g/m2） 细菌 放线菌 真菌 藻类 原生动物 9.8×107 2.0×106 1.2×102 2.5×204 3.0×104 160 160 200 32 8
二、微生物在水中的分布 水具有撒生物生命活动适宜的温度、pH、氧气等，水体中也具备撒 生物生长繁殖的其他条件，因此成为微生物栖息的又一天然场所。 (一)水体中微生物的来源 土壤、空气、动植物尸体、人和动物的排泻物、工业及生活污水。 (二)种类 水中存在的微生物90%为苹兰氏阴性菌，主要有孤菌、假单胞菌、黄 杆菌等。鞘细菌及有柄附生细菌也常见于水体中。 (三)嫩生物在水体中的分布 表现为水平分布和垂直分布的规律。此外，相同水城的不同浓度微生 物的含量及分布也不同。 (四)水体中的病原微生物 通过水体传播的病原微生物主要有沙门氏菌属、志贺氏菌属、霍乱孤 菌等。因此，做好水的卫生学检查至关重要
二、微生物在水中的分布 水具有微生物生命活动适宜的温度、pH、氧气等，水体中也具备微 生物生长繁殖的其他条件，因此成为微生物栖息的又一天然场所。 (一)水体中微生物的来源 土壤、空气、动植物尸体、人和动物的排泻物、工业及生活污水。 (二)种类 水中存在的微生物90%为革兰氏阴性菌，主要有弧菌、假单胞菌、黄 杆菌等。鞘细菌及有柄附生细菌也常见于水体中。 (三) 微生物在水体中的分布 表现为水平分布和垂直分布的规律。此外，相同水域的不同浓度微生 物的含量及分布也不同。 (四)水体中的病原微生物 通过水体传播的病原微生物主要有沙门氏菌属、志贺氏菌属、霍乱弧 菌等。因此，做好水的卫生学检查至关重要
影响水体微生物分布的因素 有机物含量 温度 水的深度 日光与水体的溶解氧量 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。 海洋微生物具有耐压、嗜冷和低营养要求的特点
影响水体微生物分布的因素 有机物含量 温度 水的深度 日光与水体的溶解氧量 海洋微生物具有耐压、嗜冷和低营养要求的特点。 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
三、微生物在空气中的分布： 1,空气是传播微生物的重要介质 空气本身缺乏微生物生活所必需的营养物，日光对微 生物也具有很强的杀菌作用，另外空气一般是干燥的，因此空 气不是微生物生活的良好环境。 2。空气中微生物的种类和数量 空气中的微生物主要来源于带有微生物菌体及孢子的灰尘 这类微生物大多数是腐生性的，还来源于人和动物，它们大多 数是通过呼吸道排出的，其中也包含有病原微生物，悬浮在大 气中。 空气中微生物的分布随环境条件及微生物的抵抗力不同而 呈现不同的分布规律。空气中存在较多的、存活时间较长的是 各种真菌、放线菌的孢子及细菌芽胞。空气中微生物的数目决 定于尘埃的党量
三、微生物在空气中的分布: 1．空气是传播微生物的重要介质 空气本身缺乏微生物生活所必需的营养物，日光对微 生物也具有很强的杀菌作用，另外空气一般是干燥的，因此空 气不是微生物生活的良好环境。 2．空气中微生物的种类和数量 空气中的微生物主要来源于带有微生物菌体及孢子的灰尘， 这类微生物大多数是腐生性的，还来源于人和动物，它们大多 数是通过呼吸道排出的，其中也包含有病原微生物，悬浮在大 气中。 空气中微生物的分布随环境条件及微生物的抵抗力不同而 呈现不同的分布规律。空气中存在较多的、存活时间较长的是 各种真菌、放线菌的孢子及细菌芽胞。空气中微生物的数目决 定于尘埃的总量
表9一3不同地点空气中的微生物数量 微生物数量（个/m空 地点 气) 北极（北纬80°）0 海洋上空 1-2 市区公园 200 城市公园 5,000 宿舍 2,000 畜舍 1,000,000-2,000,000
表9－3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 城市公园 5,000 宿 舍 2,000 畜 舍 1,000,000-2,000,000
四、极端环境中的微生物 不利于一般生物生长的特殊环境称为极端环境。主要有极端 高温、低温、高盐、高压、高酸、高碱等。例如火山与温泉、极 地或高山冰川、盐湖、深海底层等。 1,高温环境中的微生物 高热环境一一高温环境喷发的火山、地热蒸汽、沸腾或过热的 温泉以及高温堆肥、热水器和取暖用热水循环系统等是常见的天 然或人工的高温环境。不同微生物对高温的适应能力见表9一4， 高温型微生物中以细菌居多，只有少数真菌。如嗜热脂肪芽孢 杆菌、酸热芽孢杆菌(B,acidocalda rius)等。 上限温度 类群 (c) 原生动物 56 真核微生物 藻类 55-60 表9一4各类群 真菌 6062 生长的上限温度 盐细菌 70-73 光合细菌 70-73 原核微生物盐 无机化能细菌 >90 异养细菌 >90
不利于一般生物生长的特殊环境称为极端环境。主要有极端 高温、低温、高盐、高压、高酸、高碱等。例如火山与温泉、极 地或高山冰川、盐湖、深海底层等。 1．高温环境中的微生物 高热环境-高温环境喷发的火山、地热蒸汽、沸腾或过热的 温泉以及高温堆肥、热水器和取暖用热水循环系统等是常见的天 然或人工的高温环境。不同微生物对高温的适应能力见表9－4， 高温型微生物 中以细菌居多，只有少数真菌。如嗜热脂肪芽孢 杆菌、酸热芽孢杆菌（Ｂ．acidocalda rius）等。 表9—4 各类群 生长的上限温度 类 群 上限温度 (℃) 真核微生物 原生动物 藻类 真菌 56 55-60 60-62 原核微生物盐 盐细菌 光合细菌 无机化能细菌 异养细菌 70-73 70-73 >90 >90