微生物在生态系统中的作用

第三节微生物在生态系统中的作用一、微生物在生态系统中的地位生态系统：生物群落所生活的非生物环境物质循环能量流动生产者：从无机物合成有机物消费者：利用有机物进行生活，一般不能将有机物直接分解成无机物分解者：分解有机物成无机物微生物可以在多个方面但主要作为分解者而在生态系统中起重要作用一、微生物在生态系统中的地位1、微生物是有机物的主要分解者；微生物最大的价值也在于其分解功能。它们分解生物圈内存在的动物和植物残体等复杂有机物质，并最后将其转化成最简单的无机物，再供初级生产者使用。2、微生物是物质循环中的重要成员；微生物参与所有的物质循环，大部分元素及其化合物都受到微生物的作用。在一些物质的循环中，微生物是主要的成员，起主要作用；而一些过程只有微生物才能进行，起独特作用；而有的是循环中的关键过程，起关键作用。3、微生物是生态系统中的初级生产者；光能营养和化能营养微生物是生态系统的初级生产者，它们具有初级生产者所具有的二个明显特征，即可直接利用太阳能、无机物的化学能作为能量来源，另一方面其积累下来的能量又可以在食物链、食物网中流动。4、微生物是物质和能量的贮存者；微生物和动物、植物一样也是由物质组成和由能量维持的生命有机体。在土壤、水体中有大量的微生物生物量，贮存着大量的物质和能量。5、微生物在地球生物演化中的作用；微生物是最早出现的生物体，并进化成后来的动、植物。藻类的产氧作用，改变大气圈中的化学组成，为后来动、植物出现打下基础。在自然界生态系统中，物质循环与能量流动是同时进行的，这种物质与能量的循环流转是生态中最根本的运动。在各种完整生态系统中基本相同，都是由自养的生产者，异养的消费者和微生物分解者联合推动的。碳，氢，氧，氮，硫，磷，钾，铁等元素是组成生物体的化学元素，生物必需不断从环境中取得这些营养元素才能生长发育和繁殖。但是地球上这些元素的贮存量毕竟是有限的，而生命的延续与发展却是无穷尽的，两者之间的矛盾只有在自然界的物质不断循环转化的条件下才能解决。二、微生物与物质循环一、碳素循环（carboncycle）•碳素是有机化合物的骨架，是构成有机体最重要的元素成分。•绿色植物和光合微生物进行光合作用，把CO2集中起来。•光合作用的产物，经异养生物的食物链传递，以动植物残体及分泌排泄物的形式进入土壤或水体中。•经微生物转化，最终又以CO2形式返回大气；另外一部分则在动植物的呼吸作用过程中也以CO2形式释出。复杂有机质的分解(CH2O)n光合作用藻类、绿色植物、蓝细菌呼吸作用动植物及微生物产甲烷细菌光合细菌厌氧呼吸、发酵微生物，包括光合细菌甲烷氧化细菌有机化合物CH4沉积作用甲基化合物厌氧需氧(CH2O)n有机化合物(CO2)分解纤维素的微生物酸性和森林土壤中纤维素分解以真菌为主,中性或微碱性土壤中纤维素分解则以细菌为主,但也有真菌和放线菌。在堆肥和厩肥的发热阶段,主要是嗜热性纤维素分解菌在起作用。分解纤维素的细菌有：噬纤维菌属(Cytophaga),生孢噬纤维菌属(Sporocytophaga),粘细菌中的粘球菌属(Myxococcus),堆囊粘菌属(Sorangium)纤维分解梭菌(Clostridiumcellobiosporum)(1)大气中分子态氮被固定成氨(固氮作用);(2)氨被植物吸收利用,合成有机物质（同化作用）;(3)有机氮被分解释出氨(氨化作用);(4)氨被氧化为硝酸(硝化作用);(5)硝酸被还原为分子态氮返回大气(反硝化作用)。氮素循环氮素循环微生物参与硫素循环硫是构成细胞物质的重要元素，参与蛋白质的合成。还原性硫可以作为某些自养细菌的能源。氧化态硫可以作为某些细菌无氧呼吸的电子受体。同化性硫酸盐还原作用脱硫作用硫化作用异化性硫酸盐还原作用异化性硫还原作用金属的细菌沥滤低品位铜矿矿渣再生浸矿剂细菌+O2CuSO4Cu溶矿置换H2SO4+Fe2(SO4)3FeSO4+S铁屑FeSO4磷素循环含磷有机质的分解在微生物产生的核酸酶作用下,水解成核苷酸,再在核苷酸酶的作用下,分解成核苷和磷酸。土壤中无机磷的转化含磷有机物分解产生的磷酸进入土壤很容易被固定,形成难溶性的钙盐和铁铝磷酸盐。微生物在促进难溶性磷酸盐的溶解和加速有机磷的矿化方面起着积极的作用