第08章-微生物的生态-水处理生物学教学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 微生物的生态,土壤微生物生态,空气微生物生态,水体微生物生态,第一节 生态系统,一 生态系统和生物圈,（一）生态系统,1.定义：,生态系统,是在一定时间和空间范围内由生物与它们的生境通过,能量流动,和,物质循环,所组成的一个,自然体,。,生态系统=生物+环境条件,生态系统是生态学的功能单位之一（个体、种群、群落和生态系统）。,动物、植物和微生物的个体、种群、群落,光、水、土壤、空气及其他因子,2.组成：生态系统有四个基本组成：,环境,生产者（植物）,消费者（一级、二级）,分解者或转化者（微生物）。,3结构：生态系统具有明显的三维空间结构，由于环境条件在空间上的差异性，造成生物的分布也出现明显的水平和垂直分布。,能源：太阳辐射,生物代谢产物：CO,2,、O,2,、H,2,O、无机盐,媒质：水、大气、土壤,基质：砂、岩石泥土,其他环境条件：温度、pH,4功能：主要表现在生物生产、能量流动、物质循环和信息传递。,（1）生物生产：通过光合作用合成有机物，是生态系统的,基本功能,之一，包括初级生产（初级生产者进行）和次级生产（其他生物进行）。,（2）能量流动：太阳光的光能化学能，不断消耗热能、动能等；能量是,单向流动,的；,（4）信息传递：生态系统中的生物之间通过信息传递，进行调节。信息有营养信息、物理信息、化学信息及行为信息等，构成一个整体的信息网。,（二）生物圈,地球上的一切生物，其中包括人类，都生活在地球的表面层。因为只有这个表面层内有空气、水、土壤等维持生物的生命所必需的物质，人们将这个生物有机体生存的地球表面层，称为生物圈。,即：地球上所有的生物及其环境所共同组成的一个最大的生态系统（地球上所有生态系统的总和）。,二、生态平衡,定义：生态系统在一定的时间和空间内，保持,相对稳定,的状态，并能对外来干扰进行自我调节。,生态系统的自我调节能力是有限度的，干扰超过限度，则不再具有恢复能力。这个限度称为生态阈限。,生态系统的平衡的破坏和建立，是自然界发展的普遍规律。每当气候、日照、季节变化，或由于人为的因素，都可能造成,旧平衡的破坏和新平衡的建立,。,生态系统总是在,不平衡-平衡-不平衡,的发展过程中进行着物质和能量的交换，推动着自身的变化和发展。,三、微生物在生态系统的作用,1、有机物的主要分解者,2、物质循环的重要成员,3、生态系统的初生产者,4、物质和能量的蓄存者,5、地球演化的先锋种类,3,渗透压,土壤内通常为0.30.6MPa，而在微生物（细菌）体内，G+为2.02.5 MPa，G-为0.50.6 Mpa。所以，土壤是等渗或低渗溶液，有利于微生物吸收水份和营养。,4,氧气和水,土壤具有团粒结构，有孔隙，可以通气和保持水分。土壤中氧气的含量要少于空气中，一般为78%。,5,温度,土壤具有较强的保温性，其变化幅度要小于空气。,（二）微生物在土壤中的种类、数量和分布,1.数量和种类,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。,细菌,数量：7090%；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。,放线菌,数量：530%,真菌,藻类,原生动物,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,2,）,细菌放线菌真菌藻类原生动物,9.810,7,2.010,6,1.210,2,2.510,4,3.010,4,160160200328,二、水体微生物生态,水体中的微生物群落,水体：天然水体和人工水体,水体中的微生物来源：,水体中固有的；来自土壤（径流）；生产和生活（废弃物）；空气（降雨等）。,水体中的微生物种类很多，微生物在水体中的分布和数量受水体类型、有机物的含量、微生物的拮抗作用、雨水冲刷、河水泛滥、工业废水、生活污水的排放量等因素的影响。,（一）淡水微生物,1、来源：,土壤、空气、污水及有机残体,2、种类：,自养菌,3、影响微生物在淡水中分布的因子：,营养物质、温度、溶解氧、pH等。,浸入小河里的载玻片上的发育形成的小菌落,蓝细菌、藻、水生植物,阳光,表层输入(河流),产氧光合,动物、原生动物、好氧细菌,嗜甲烷菌、无机化能细菌,不产氧光合,发酵,厌氧呼吸菌,产甲烷菌,沉积物,厌 氧 层,好 氧 层,表层输出,层次化湖泊生态,水体不同层次微生物分布,（二）海洋中的微生物群落,1、种类：,多数是嗜盐菌,2.分布,水平分布：沿海带，海水中含有大量有机物，温度适宜，每毫升海水含菌10，0000个。外海带，每毫升含菌10250个。,海洋微生物的水平分布内陆气候、雨量、潮汐的影响。,垂直分布：,表层（010m）：藻类,中层（550m）：兼性厌氧微生物,底层：厌氧菌及硫酸还原菌,3.海洋微生物群落的,生态特征,海水的盐质量浓度高约30g/L，所以海洋微生物大多是耐盐或嗜盐的，有的还能耐高渗透压。,海洋微生物还耐高的静水压力，甚至嗜高静压力。,三、空气微生物生态,（一）空气的生态条件,紫外线、干燥、温度变化大、缺乏营养等，这些特点决定了空气不是微生物生长繁殖的场所。,（二）空气微生物的种类、数量和分布,1.空气中的微生物来源于：,土壤（飞扬的尘土把微生物带至空中）；,水体（水面吹起的小水滴）；,人和动物（皮肤脱落物、呼吸道等）,不同场所上空微生物的数量（单位：个/m,3,空气）,场所,畜舍,宿舍,城市,街道,市区,公园,海洋,上空,北纬80,微生物,1210,6,210,4,510,3,200,12,0,2.空气中的微生物只是短暂停留，是可变的，没有固定类群。,3.在空气中存活的微生物，主要是有芽孢的细菌、有孢子的霉菌、放线菌及各种胞囊。,4.取决于多种因素的影响：空气的相对湿度、紫外线、尘土颗粒的数量和大小以及微生物本身的性质。也与环境卫生状况有关，如绿化。,第三节 微生物之间的关系,微生物之间关系,种内关系,竞争,互助,种间关系,竞争,互生,共生,拮抗,寄生,1.竞争,不同微生物对于生存环境中的共同物质互相竞争得关系。,例证：污水处理中经常存在着对DO及营养的竞争。,2.互生（原始合作关系）,两种生物可单独生存，但如果共同生存可以生活得更好。彼此互相有利。,例证：固氮菌与纤维素分解菌,3.共生,两种微生物必须生存在同一环境中，不能单独生存。利用自身的独特功能组成共同体，在营养上互利。,例证：地衣（真菌与藻类）,河流污染与自净过程 微生物之间的关系（P175）,污水,