环境工程微生物学-周群英-教学课件M07第二篇第七章.ppt

第二篇 微生物的生态与环境  生态工程中的微生物作用 第七章 微生物的生态 内容提示 微生物生态包括水生态、土壤生态、空气生态，这三者对人类、动、植物的生存都很重要。了解生态系统中的微生物及其数量与分布规律。 保持洁净的空气，充分利用微生物防治土壤污染，了解水体自净与污染中微生物的变化规律，利用它们治理水体污染。 水是人类生命的源泉，必须去除、杀灭水中的病原体，以保证人的健康。 藻类是制造氧气补充大气和水体氧的重要生产者，其中有的蓝细菌和甲藻在富营养的水体中形成水华或赤潮，必须防止和治理。 第一节 生态系统第二节???土壤微生物生态第三节 空气微生物生态第四节 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 生态系统是在一定时间和空间范围内由生物 (动物、植物和微生物)与它们的生境(光、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。简称生态系。 生态系统＝生物群落＋环境条件。 生态系统有一定的组成、结构和功能。 生态系统有四个基本组成：环境、生产者、消费者及分解或转化者。 生态系统具有明显的三维空间结构，由于各处光照、温度及其他环境条件的差异，使各种生物群落在空间上有明显的垂直分布和水平分布。 生态系统是自然界的基本功能单元，其功能主要表现在生物生产、能量流动、物质循环和信息传递。它们是通过生态系统的核心——生物群落实现的。 在生物生产过程中，能量流动和物质循环两者缺一不可，是紧密联系，相辅相成，共同进行的(见图7-l)。 1.?生物生产 生物生产是生态系统的基本功能之一，只要有太阳辐射、水、二氧化碳及无机物，植物、藻类及光合细菌等就可利用太阳能，将二氧化碳和水合成糖类，进而合成蛋白质、脂肪和核酸等，构成植物体。 阳光（2876kJ） 6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6O2 + 6 H2O 叶绿素 2.能量流动 太阳将能量供给植物、藻类和光合细菌等进行光合作用合成有机物、光能被转化为化学能而被贮存在植物体内，能量再通过食物链由一种生物转移到另一生物体内。例如:植物→草食动物→肉食动物。植物(生产者)和动物(消费者)尸体被微生物分解，一部分能量在微生物中流动，另一部分能量以热能形式被散发至自然界。能量在流动过程中不断消耗，并由太阳连续不断地补充和更新。 3.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(各营养级)之间传递，处于不断循环之中形成物质流。大气、水域或土壤中的物质，如二氧化碳、水及无机盐通过植物吸收进入食物链，被转移给草食动物，再转给肉食动物，最后被微生物分解与转化回到环境中。回到环境的物质又一次被植物吸收利用，重新进入食物链，如此不断地参加生态系统的物质循环。 4.信息传递 生态系统中的信息传递多种多样，有强有弱，把各组成联为一个统一整体。有物理信息，例如声、光、颜色起吸引异性、种间识别、威吓、警告等信息作用；生物的酶、维生素、生长素、抗生素等是化学信息；有报警、集合、食物的信息作用；在同一种或不同种间还有行为信息。 生态系统是错综复杂的，生物群落和环境各组成之间息息相关，相互联系、相互依存、相互制约，有规律地组合。生态系统是经过一段时间或几十亿年逐渐形成的，处在不断运动变化之中，环境的改变引起生物群落的演替。在自然界中，任何生物群落与其环境组成的自然体都叫生态系统。一滴水、草地、森林、水池、山脉、河流、湖泊、沼泽、天然湿地、海洋等是天然的生态系统。有人工的生态系统：水库、运河、城市、农田、人工湿地、各种污(废)水生物处理系统及固体废物生物处理系统。 (二) 生物圈 小生态系统构成大生态系统，简单的生态系统构成复杂的生态系统，形形色色、丰富多彩的生态系统组成生物圈。生存在地球陆地以上和海面以下各约10km之间的范围，包括岩石圈、土壤圈、水圈和大气圈内所有各种生物群落和人及它们生存环境的总体，叫生物圈，是地球上所有生态系统的总和。 二、生态平衡 生态系统是开放系统，当能量和物质的输入(被植物固定)大于输出(消费和分解、人类收获)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。虽然各生物群落有各自