微生物的分布

微生物种类繁多。它们在自然界的分布非常广泛，它们存在于土壤、水、空气、动植

物体和人体中，一些极端环境中也有微生物生存。

一、大气圈中的微生物

大气圈中含有微生物，但因为大气中缺乏必需的营养物质和水分，加上太阳光中的紫外线照射，致使大气圈不能成为微生物生长繁殖的良好场所。大气圈中的微生物主

要是随尘埃飘浮到空中去的，而且多数以孢子或其它休眠体形态存在。

凡含尘埃较多的空气，其中所含的微生物种类与数量亦较多。一般在禽畜舍、公共场所、医院、厕所、宿舍、城市繁华街道和居室内的空气中，微生物含量较高，而在

海洋、高山、森林地带、终年积雪的山脉或极地上空的空气中，微生物的含量就极少。

空气中的微生物与空气中的温度、湿度等因素密切相关。南方梅雨季节，空气中湿度大，霉菌含量很高，衣服等日用品极易发霉，而到了秋冬季，空气中的霉菌含量很少。

微生物在大气中的种类和数量随地区不同而有很大差异，同尘埃的总量和性质也有密切关系。有些微生物类群经常出现于大气中，如霉菌、酵母菌、芽胞杆菌。城市上

空还经常出现病原微生物。它们的数量和种类随季节的更替和气候的变化而有不同，

如降水可以将微生物从空气中移走。气流是空气中微生物传播的主要因素，有些种类

可以借气流跨过大洋，造成世界性的分布。大气微生物

是环境和卫生科学工作者的重要研究对象。

二、岩石圈中的微生物

岩石圈是生物学上不活跃部位。地壳的岩石分为火成岩、沉积岩和变质岩，火成岩内部没有微生物生活的条件。在岩石的裂隙中和岩石同水分与空气相接触的表面则是

少数微生物的生境，常有细菌、藻类、真菌、地衣生长，称为岩生(rock inhabiting)微生物。它们之中有些种类产生有机酸和螯合物，可以溶解硅酸盐和其它矿物，获得养料。有些叫内岩生的微生物(endoliths)可以生活在某些岩石碎片层之下，甚至在深达450m岩层中也有生活着的微生物(Amg等，1993)。20世纪90年代有些研究者配合地质勘探进行地下微生物研究，发现岩层中有多种微生物生存。有一个研究组在北美9000多万年前白垩纪沉积岩的深处含水层发现了厌氧微生物群，包括铁还原菌、硫酸盐还原菌和产甲烷菌等，其数量达每毫升地下水4 000个细胞(Sterens and Mckinley，1996)。微生物在地下环境中广泛地定居，它们具有不同的代谢机制来生存，如食岩石真菌(rock-eating fungi)可以从岩石中获得养料(Jongmans等，1997)。这是微生物生

态学研究得尚少的一个方面。

沙漠虽不属岩石圈范畴，但它在养料贫瘠性上同岩石有类似之处。热带沙漠中主要是细菌和蓝细菌，寒冷的极地沙漠中除原核生物外，还有真菌生活，以及它们的共生体——地衣的生长。海洋沿岸的许多地方是水圈和岩石圈的界面，常有大量藻类和蓝细

菌定居在岩石上。

三、水圈中的微生物

水圈由淡水和海水两类水体组成。海洋中的水量占地球水量的97％，覆盖着地表的71％，冰川和极地水量占2％，其余的水分别存在于湖泊和河流中。在海水和淡水的

界面构成河口生境(estuarine habitats)。

(一)淡水生境淡水生境分为静水(湖泊和池塘等)和流水(大小河溪)两种情况，它们

的理化特性不同，微生物的组成和数量也各异。

湖泊在地球上分布广泛，性质差别很大。多数微生物成员为土著性的，自养细菌占

有重要地位，常见的光能自养菌为蓝细菌、紫色和绿色厌氧光合细菌，经常出现的化

能自养菌有亚硝酸细菌、硝酸细菌和硫化细菌。一些外来的微生物随着径流而进入湖

泊中。

水体较深的湖泊中微生物具有明显的垂直分布带，反映了这一生境中光线透人的状况、温度和氧气浓度等理化因素的差异。蓝细菌在表面的数量很多，是土著性成员，

充足的光线和氧气适宜于他们进行自养代谢，在湖泊的一定深度以下，氧浓度降低，

而硫化氢含量提高，但仍有充足的光线，这里绿菌科的光能自养菌是主要的土著性成员。红螺菌科的种类存在于类似环境中，但它们依赖还原性有机物，而不是硫化物作

电子供体。异养细菌分布在整个水体的垂直面中，但它们在可给态有机物浓度高的区

域和温度骤变的温跃层(thermocline)和湖底常常数量最高。

淡水湖底沉降物中的微生物常常不同于水层中的种类。在浅水池中，厌氧性光能自

氧细菌存在于沉积物表面，使水体具有相应的颜色。真菌和纤维分解细菌主要存在于

湖底的有机残体上。厌氧性异养细菌也是沉积物中的主要成员，包括假单胞菌属中具

反硝化作用的种类。在沉积物内部则是严格厌氧性细菌占优势，包括芽胞梭菌、产甲

烷细菌和反硫化弧菌。

除土著微生物外，常有许多外源微生物随着土壤的侵蚀和径流、植物枯枝落叶和城市污水而进入湖泊，有些种类会迅速死亡而消失。

河流中微生物的数量和种类主要受其流经区域的影响，大量的微生物都是外来的，尤其在流经城市的区段中，许多腐生微生物和病原菌进人流水。在人海的河口处，由

于海水盐分的影响，淡水微生物逐渐被海洋微生物取代。

(二)海水生境海洋平均深度为4km，最深达11km，它是全球水循环的最终贮存所。由于河水的不断注入带来大量可溶性矿物质，并使海水具有咸味。海水生境可以区分

为一些垂直带，影响海洋生物的分布。有充足光线射人韵区域称为透光带(euphoric zone)，水温较高；其下为无光带(aphotic zone)，一般25m以下就不会有光线透人。

在远洋区，0～200m深度为表面海洋带；200～6000m为深海区(bathy pelagezone)，黑暗而寒冷，6 000m以下为超深渊海区(hadal zone)，寒冷而压力大。海水温度从表

面至50m范围内下降迅速，50m以下通常低于10℃。由于海水的浓度较高，其冰点

为-1．8c。氧气浓度从表面往下逐渐降低，约在1 000m处最低；但在1 000～4000m 范围内又逐渐升高，甚至可以接近海洋表面氧气浓度。磷素浓度在1 000m处最高，