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1、Chapter 9Microbial Ecology微生物生态学微生物生态学生态系统生态系统初级生产者：植物初级生产者：植物消费者：动物消费者：动物分解者：分解者：微生物微生物水体生态系统初级生产者：初级生产者：藻类藻类 水生植物水生植物消费者：消费者：原生动物原生动物 水生动物水生动物分解者：分解者：微生物微生物微生物在自然界中的分布微生物与微生物间的相互关系微生物与动物间的相互关系微生物与植物间的相互关系本章提要：第1节 微生物在自然界中的分布 广泛分布于自然界，高山、大气、海广泛分布于自然界，高山、大气、海洋底部、陆地、海洋、河、湖、动植物体表洋底部、陆地、海洋、河、湖、动植物体表及内部
2、及内部.特定生境中的微生物分为两类：特定生境中的微生物分为两类：土著性微生物土著性微生物：能在特定环境中进行代谢、生长、：能在特定环境中进行代谢、生长、繁殖并能与同一环境中的微生物竞争的类群繁殖并能与同一环境中的微生物竞争的类群.外来性微生物外来性微生物：在生境中不占有特定的生态位，而：在生境中不占有特定的生态位，而是从另一生境中传入的类群是从另一生境中传入的类群.外来性微生物：生存外来性微生物：生存 or or 灭亡灭亡1.1 1.1 微生物与土壤形成的关系微生物与土壤形成的关系 微生物的活动：微生物的活动：1 1 土壤中的微生物土壤中的微生物u 加快岩石风化和有机质的合成u 转化土壤有机质
3、形成腐殖质，u 促进土壤的团粒结构和土壤肥力的形成和提高，最终形成土壤。岩石风化，释放矿质和微量元素岩石风化，释放矿质和微量元素适合自养菌适合自养菌 土壤中动植物残体及其分解产物土壤中动植物残体及其分解产物：为异养微生物提供碳、为异养微生物提供碳、氮、能源氮、能源.土壤的土壤的pHpH值值：3.53.58.58.5，适合大多数微生物，适合大多数微生物.土温变化土温变化：大大低于气温的变化：大大低于气温的变化.土壤结构土壤结构：水份、通气、团粒内部还有厌气部分水份、通气、团粒内部还有厌气部分,可同可同时满足好氧与厌氧不同类群的需要时满足好氧与厌氧不同类群的需要.屏障作用屏障作用：避免日光曝晒避免
4、日光曝晒.土壤是微生物生活的良好环境土壤是微生物生活的良好环境土壤团粒土壤团粒1.2 1.2 土壤中微生物的分布土壤中微生物的分布l 主要聚集在表土层或耕作层土壤，有机质表面主要聚集在表土层或耕作层土壤，有机质表面及植物根际及植物根际 以以微菌落微菌落 microcolonymicrocolony形式存在。形式存在。1.2.1 1.2.1 细菌细菌 是土壤微生物中是土壤微生物中数量最大、种类最多、功能数量最大、种类最多、功能多样、最活跃多样、最活跃的类群。的类群。总菌数可达总菌数可达10106 610109 9/g g土土;生物量可超过土壤微生物总量的生物量可超过土壤微生物总量的1/41/4;
5、以异养型为主，无芽胞细菌占优势。以异养型为主，无芽胞细菌占优势。1.2.2 1.2.2 放线菌放线菌 放线菌数量可达放线菌数量可达10105 510108 8/g g土，仅次于细菌土，仅次于细菌;在有机质丰富的中性至微碱性土壤中较多，在贫在有机质丰富的中性至微碱性土壤中较多，在贫瘠、酸性或淹水的土壤中较少瘠、酸性或淹水的土壤中较少;常见的种类：常见的种类：链霉菌属、诺卡氏菌属、小单孢菌属、放线菌属链霉菌属、诺卡氏菌属、小单孢菌属、放线菌属.土腥味土腥味1.2.3 1.2.3 真真 菌菌 主要分布：土壤表面的枯枝落叶层和表土层主要分布：土壤表面的枯枝落叶层和表土层中中;10103 310105
6、5/g g土土 许多类群可分解纤维素、木质素等有机质；许多类群可分解纤维素、木质素等有机质；以半知菌和担子菌以半知菌和担子菌为主，如曲霉、青霉、地为主，如曲霉、青霉、地霉、木霉、根霉、毛霉、腐霉、镰刀菌等霉、木霉、根霉、毛霉、腐霉、镰刀菌等.土壤中真菌的休眠体土壤中真菌的休眠体：有性孢子、厚垣孢子、有性孢子、厚垣孢子、菌核等菌核等 酵母：数量不多酵母：数量不多1.2.4 1.2.4 藻类藻类 藻类进行藻类进行光合作用，分布在表土层和表层积水光合作用，分布在表土层和表层积水.数量可高达数量可高达10106 6/g g土。在适宜季节形成绿、红斑点土。在适宜季节形成绿、红斑点.通过光合作用增加土壤有
7、机质、改善土壤通气条件通过光合作用增加土壤有机质、改善土壤通气条件常见种类：常见种类：蓝细菌、衣藻、小球藻、绿藻属、丝藻等蓝细菌、衣藻、小球藻、绿藻属、丝藻等1.2.5 1.2.5 原生动物原生动物数量在数量在10104 410105 5/g g土，多集中在有机质和微生物丰富土，多集中在有机质和微生物丰富的表层土壤中，主要受水分、温度和通气性的影响的表层土壤中，主要受水分、温度和通气性的影响 优势种类是优势种类是鞭毛虫鞭毛虫，其次是，其次是肉足虫肉足虫和和纤毛虫纤毛虫。有机质残体、各种微生物及其孢子为食物有机质残体、各种微生物及其孢子为食物，对土壤微生物尤其是细菌的种类和数量起调节作用对土壤微
8、生物尤其是细菌的种类和数量起调节作用l技术的局限性等原因技术的局限性等原因l仅有仅有10 海洋海洋海洋海洋;城市上空城市上空城市上空城市上空 农村农村农村农村;近地空气近地空气近地空气近地空气 高空高空高空高空;动物密集地区上空动物密集地区上空动物密集地区上空动物密集地区上空 原野地区，原野地区，原野地区，原野地区，畜厩、街道、医院的上空含有较多的微生物，畜厩、街道、医院的上空含有较多的微生物，畜厩、街道、医院的上空含有较多的微生物，畜厩、街道、医院的上空含有较多的微生物，而海洋、高山、森林、空旷的空气较为清新而海洋、高山、森林、空旷的空气较为清新而海洋、高山、森林、空旷的空气较为清新而海洋、
9、高山、森林、空旷的空气较为清新.北极北极0/m3畜舍畜舍106/m3海洋海洋12/m3市区公园市区公园200/m3街道街道5000/m3森林森林15/m3空气中微生物的种类和数量在妊娠头在妊娠头3 3个月内，血胎屏障尚未发育完善。此时若母体患风疹等病毒性感染，个月内，血胎屏障尚未发育完善。此时若母体患风疹等病毒性感染，则病原体可通过胎盘进入胎儿体内，常可造成胎儿畸形、流产或死亡。则病原体可通过胎盘进入胎儿体内，常可造成胎儿畸形、流产或死亡。3.1 3.1 淡水微生物淡水微生物河流：河流中微生物多来自空气、土壤、污水、河流：河流中微生物多来自空气、土壤、污水、动植物残体等。动植物残体等。湖湖泊泊
10、：清清洁洁的的水水域域微微生生物物数数量量不不高高，常常以以自自养养型型为为主（硫细菌、铁细菌、鞘细菌）主（硫细菌、铁细菌、鞘细菌）3 3 水体中的微生物水体中的微生物3.2 3.2 海洋微生物海洋微生物 海洋生境海洋生境海洋生境海洋生境(深海深海深海深海):海洋平均深度海洋平均深度海洋平均深度海洋平均深度4000400040004000米，静水压高米，静水压高米，静水压高米，静水压高 有机质含量低有机质含量低有机质含量低有机质含量低 温度低温度低温度低温度低,100m,100m,100m,100m以下为以下为以下为以下为0 0 0 0-5-5-5-5 含盐高含盐高含盐高含盐高 3.2 3.2
11、 3.2 3.24.04.04.04.0 pH 8.3 pH 8.3 pH 8.3 pH 8.38.58.58.58.5 阳光入射深度一般为阳光入射深度一般为阳光入射深度一般为阳光入射深度一般为10101010100100100100m m m mn n 海洋（深海）微生物的特点：海洋（深海）微生物的特点：海洋（深海）微生物的特点：海洋（深海）微生物的特点：耐压、嗜冷、低营养要求、耐盐耐压、嗜冷、低营养要求、耐盐耐压、嗜冷、低营养要求、耐盐耐压、嗜冷、低营养要求、耐盐.高温环境中的微生物高温环境中的微生物 高温环境高温环境:火山口、地热、温泉、堆肥、热水器火山口、地热、温泉、堆肥、热水器 常见种类常见种类:嗜热脂肪芽胞杆菌、酸热芽胞杆菌、嗜热脂肪芽胞杆菌、酸热芽胞杆菌、嗜热硫杆菌、极端嗜热酸细菌等嗜热硫杆菌、极端嗜热酸细菌等高盐环境中的微生物高盐环境中的微生物 高盐环境高盐环境:盐湖、盐池、盐矿、盐腌制品盐湖、盐池、盐矿、盐腌制品 常见类群常见类群:盐杆菌属、盐球菌属盐杆菌属、盐球菌属高压环境中的微生物高压环境中的微生物 高压环境高压环境:海水海水 代表种代表种:耐压假单胞菌耐压假单胞菌4 4 极端环境中的微生物极端环境中的微生物
