第四章 第一节微生物的生态系统
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兰州大学资源环境学院 环境科学与工程系
⑶ 自然界中的微生物生态：在一定在生
态体系中，发育着不同特征性的微生物
类群和数量，并在物质转化和能量转化
中，呈现出各自不同的活动过程和活动
强度。这种强度受环境因子直接或间接
的影响，也受微生物本身具有的适应性
的影响。
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环境科学与工程系
2. 微生物生态学的研究内容：
生态系统=生物群落+环境条件
兰州大学资源环境学院 环境科学与工程系
2.生态系统的组成：
生物环境：生物种群内和种群间 能源：太阳辐射 环境条件 生物代谢产物：二氧化碳、氧气、 生 水、无机盐 态 非生命环境 媒介：土壤、水、空气 系 基质：砂、岩石泥土 统 其他环境条件：温度、pH 等 生产者：植物群落、藻类、光合细菌及化能自养菌 生物群落 消费者：动物群落 分解者或转化者：异氧微生物、原生动物及 微型后生动物
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② 在同一个生态环境中，由于其中某一因
第四章 微生物的生态学原理
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环境科学与工程系
第一节 微生物的生态系统
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环境科学与工程系
一、生态系统
1．生态系统（Ecosystem）：在一定时
间和空间范围内由生物（包括动物、植 物和微生物的个体、种群、群落）与它 们的生境（包括广、水、土壤、空气及 其他生物因子）通过能量流动和物质循 环所组成的一个自然体。
兰州大学资源环境学院 环境科学与工程系
⑴ 生物生产：是生态系统的基本功能之一，
生产者利用太阳辐射，将水、二氧化碳及无机 物合成糖类、脂肪和蛋白质，构成植物体。
⑵ 能量传递：太阳能通过光合作用转化为化
学能贮存在植物体内，再通过食物链有一种生 物转移到另一种生物体内，从而在不同生物之 间形成能量流动。
⑶ 生态阈值：生态系统对来自自然界或人
类施加干扰的最大限度的调节能力。
⑷ 成熟生态系统的特征：
① 具有稳定的理化条件：物质循环和能量流 动基本平衡；
② 生物群落的组成和功能稳定，多样性强；
③ 抵抗外来干扰的能力强；
④ 受到外来干扰后，具有较强的恢复能力，
恢复快。
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⑵ 生态平衡失调：生态系统的自行调节
能力是有限度的，超越了生态阈限，自行
调节能力的降低或丧失就会导致一系列的
连锁反应：各生物群落的种类和数量减少，
各生物群落间的数量比例失调，能量流动
和物质循环发生障碍，整个生态系统的平
衡失调。
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能量流的特点：
A．从低营养级流向高营养级，单向传递。
B．能量贮存逐渐减少，构成能量金字塔。 C. 在流动中不断消耗，并由太阳不断地补充和更新。
兰州大学资源环境学院 环境科学与工程系
⑶ 物质循环：生态系统中生物群落所需的各种
营养物在环境、生产者、消费者和分解者之间 传递，处于不断循环之中形成物质流。如二氧 化碳、水及无机盐→→植物吸收→→进入食物 链→→草食动物→→肉食动物→→微生物分解 转化→→进入环境→→被植物利用。物质流主 要表现为生物元素的循环，物质流是双向流。 如物理信息（声、光、色等）、化学信息（酶、 维生素、生长素等）、行为信息（发现敌情报 警）。 兰州大学资源环境学院 环境科学与工程系
⑷ 信息传递：生态系统中的信息传递多种多样，
5.生态平衡：
⑴ 定义：生态系统是开放系统，当能量和
物质的输入大于输出时，生物量增加，反 之，生物量减少。如果输入和输出在较长 时间趋于相等，生态系统的组成、结构和 功能将长期处于稳定状态，即使有外来干 扰，生态系统能通过自行调解的能力恢复
到原来的稳定状态，称为生态平衡。
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③ 在清洁的水体中即可因固体物质表面吸 附形成富营养的微小环境，也可因植物残体 的进入形成富营养的微小环境；
④ 在废水活性污泥法生物处理中，微氧的
微小环境存在常可引起浮游球衣细菌造成的
活性污泥膨胀。
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⑵ 微生物生态系统的多样性：
① 在不同环境条件下的微生物生态系统其组成分、
数量、活动强度和转化过程等，都很不一样。每
一个特定的生态环境，都有一个与之相适宜而区
别于其它生态环境的微生物生态系统。
A．陆地环境中与水域环境中的微生物生态系统不会相
同。
B．即使同是水域，由于海水环境和淡水环境中的理化
因素和基质成分不一样，造成了对微生物的选择性不一 样，结果组成的微生物生态系统有着各方面的差异。
⑴ 研究各类生态系统中微生物的分布，
微生物种间的相互关系和微生物与其环境
中物理化学因子之间的相互作用规律。
⑵ 研究微生物与高等生物之间的相互关
系。
⑶ 研究微生物在生态系统中的功能。
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⑷ Fra Baidu bibliotek究环境污染对微生物的影响，以及
微生物对污染物的净化作用。
⑸ 研究环境的微生物监测和评价的原理
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3.生态系统结构：具有明显的三维空间
结构，由于各处光照、温度及其它环境条 件的差异，使各种生物群落在空间上有明 显的垂直分布和水平分布。
4.生态系统的功能：生物群落与及其生
存环境之间通过不断的物质循环、能量流
动、信息传递等相互作用，从而使生物与
环境联结成一个相对稳定的生态系统。
二、微生物生态
1. 概念：
⑴ 微生物生态学：研究环境中的微生物与微
生物之间、微生物与其它生物之间的相互关 系以及微生物同物理和化学等环境因子的相 互作用。
⑵ 微生物生态系：在某种特定的生态环境条
件下微生物的种类、数量和分布特征，以及 参与整个生态系中能量流动和生物地球化学 循环的过程和强度的体系。
和技术。
⑹ 研究污染控制的微生物学方法。
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3. 微生物生态系统的特点：
⑴ 微小生境：微生物个体微小，能在微
小环境中生存，并执行其特定的功能。
① 土壤中可能因为植物根毛的脱落，根的分 泌物使贫瘠土壤中形成富营养的微小环境； ② 在肥沃的土壤表层可具有有机营养缺乏的 微小环境而使化能自养菌生存；
⑶ 自然界中的微生物生态：在一定在生
态体系中，发育着不同特征性的微生物
类群和数量，并在物质转化和能量转化
中，呈现出各自不同的活动过程和活动
强度。这种强度受环境因子直接或间接
的影响，也受微生物本身具有的适应性
的影响。
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2. 微生物生态学的研究内容：
生态系统=生物群落+环境条件
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2.生态系统的组成：
生物环境：生物种群内和种群间 能源：太阳辐射 环境条件 生物代谢产物：二氧化碳、氧气、 生 水、无机盐 态 非生命环境 媒介：土壤、水、空气 系 基质：砂、岩石泥土 统 其他环境条件：温度、pH 等 生产者：植物群落、藻类、光合细菌及化能自养菌 生物群落 消费者：动物群落 分解者或转化者：异氧微生物、原生动物及 微型后生动物
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② 在同一个生态环境中，由于其中某一因
第四章 微生物的生态学原理
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第一节 微生物的生态系统
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一、生态系统
1．生态系统（Ecosystem）：在一定时
间和空间范围内由生物（包括动物、植 物和微生物的个体、种群、群落）与它 们的生境（包括广、水、土壤、空气及 其他生物因子）通过能量流动和物质循 环所组成的一个自然体。
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⑴ 生物生产：是生态系统的基本功能之一，
生产者利用太阳辐射，将水、二氧化碳及无机 物合成糖类、脂肪和蛋白质，构成植物体。
⑵ 能量传递：太阳能通过光合作用转化为化
学能贮存在植物体内，再通过食物链有一种生 物转移到另一种生物体内，从而在不同生物之 间形成能量流动。
⑶ 生态阈值：生态系统对来自自然界或人
类施加干扰的最大限度的调节能力。
⑷ 成熟生态系统的特征：
① 具有稳定的理化条件：物质循环和能量流 动基本平衡；
② 生物群落的组成和功能稳定，多样性强；
③ 抵抗外来干扰的能力强；
④ 受到外来干扰后，具有较强的恢复能力，
恢复快。
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⑵ 生态平衡失调：生态系统的自行调节
能力是有限度的，超越了生态阈限，自行
调节能力的降低或丧失就会导致一系列的
连锁反应：各生物群落的种类和数量减少，
各生物群落间的数量比例失调，能量流动
和物质循环发生障碍，整个生态系统的平
衡失调。
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能量流的特点：
A．从低营养级流向高营养级，单向传递。
B．能量贮存逐渐减少，构成能量金字塔。 C. 在流动中不断消耗，并由太阳不断地补充和更新。
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⑶ 物质循环：生态系统中生物群落所需的各种
营养物在环境、生产者、消费者和分解者之间 传递，处于不断循环之中形成物质流。如二氧 化碳、水及无机盐→→植物吸收→→进入食物 链→→草食动物→→肉食动物→→微生物分解 转化→→进入环境→→被植物利用。物质流主 要表现为生物元素的循环，物质流是双向流。 如物理信息（声、光、色等）、化学信息（酶、 维生素、生长素等）、行为信息（发现敌情报 警）。 兰州大学资源环境学院 环境科学与工程系
⑷ 信息传递：生态系统中的信息传递多种多样，
5.生态平衡：
⑴ 定义：生态系统是开放系统，当能量和
物质的输入大于输出时，生物量增加，反 之，生物量减少。如果输入和输出在较长 时间趋于相等，生态系统的组成、结构和 功能将长期处于稳定状态，即使有外来干 扰，生态系统能通过自行调解的能力恢复
到原来的稳定状态，称为生态平衡。
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③ 在清洁的水体中即可因固体物质表面吸 附形成富营养的微小环境，也可因植物残体 的进入形成富营养的微小环境；
④ 在废水活性污泥法生物处理中，微氧的
微小环境存在常可引起浮游球衣细菌造成的
活性污泥膨胀。
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⑵ 微生物生态系统的多样性：
① 在不同环境条件下的微生物生态系统其组成分、
数量、活动强度和转化过程等，都很不一样。每
一个特定的生态环境，都有一个与之相适宜而区
别于其它生态环境的微生物生态系统。
A．陆地环境中与水域环境中的微生物生态系统不会相
同。
B．即使同是水域，由于海水环境和淡水环境中的理化
因素和基质成分不一样，造成了对微生物的选择性不一 样，结果组成的微生物生态系统有着各方面的差异。
⑴ 研究各类生态系统中微生物的分布，
微生物种间的相互关系和微生物与其环境
中物理化学因子之间的相互作用规律。
⑵ 研究微生物与高等生物之间的相互关
系。
⑶ 研究微生物在生态系统中的功能。
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⑷ Fra Baidu bibliotek究环境污染对微生物的影响，以及
微生物对污染物的净化作用。
⑸ 研究环境的微生物监测和评价的原理
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3.生态系统结构：具有明显的三维空间
结构，由于各处光照、温度及其它环境条 件的差异，使各种生物群落在空间上有明 显的垂直分布和水平分布。
4.生态系统的功能：生物群落与及其生
存环境之间通过不断的物质循环、能量流
动、信息传递等相互作用，从而使生物与
环境联结成一个相对稳定的生态系统。
二、微生物生态
1. 概念：
⑴ 微生物生态学：研究环境中的微生物与微
生物之间、微生物与其它生物之间的相互关 系以及微生物同物理和化学等环境因子的相 互作用。
⑵ 微生物生态系：在某种特定的生态环境条
件下微生物的种类、数量和分布特征，以及 参与整个生态系中能量流动和生物地球化学 循环的过程和强度的体系。
和技术。
⑹ 研究污染控制的微生物学方法。
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3. 微生物生态系统的特点：
⑴ 微小生境：微生物个体微小，能在微
小环境中生存，并执行其特定的功能。
① 土壤中可能因为植物根毛的脱落，根的分 泌物使贫瘠土壤中形成富营养的微小环境； ② 在肥沃的土壤表层可具有有机营养缺乏的 微小环境而使化能自养菌生存；