生态工程领域微生物菌剂研究进展

生态工程领域微生物菌剂研究进展

摘要: 阐述了微生物菌剂在生态工程领域的应用范围、效果和国内外的研究状况，总结了目前微生物菌剂研制中菌种的选育方法和常用的几类菌，并通过系统举例介绍了乳酸菌、酵母菌、光合细菌、芽孢杆菌这些常用菌种在污染物处理方面的效果及在废水处理生态工程方面的相关研究进展。同时，阐明了微生物混合培养技术在复合菌剂研究中的重要性，对微生物菌剂的作用机理进行了探讨，指出了目前关于微生物菌剂的研究大多只是集中于应用效果方面，而对作用机理研究得不够深入，以及复合菌系中微生物相互作用和影响的复杂性，并对此提出了一些建议。最后，对微生物菌剂的应用前景进行了展望。

关键词: 微生物菌剂; 混合培养; 乳酸菌; 酵母菌; 光合细菌; 芽孢杆菌

Research progress of microbial agents in ecological engineering

Abstract: Microbial agents especially those composed by a variety of microorganisms with different degradation functions

and symbiotic relationship in an appropriate ratio or prepared by mixed culture were an important researching area in applied

microbiology recently，which accomplish transforming scientific theories into practical productive forces． Microbial agents

have been gradually used in some aspects of ecological engineering to regulate the ecological balance and protect the

environment，such as planting， breeding and pollutant treatment， and have achieved good results， especially in

environmental protection．Their significant advantages have been widely recognized． Using microorganisms to solve

environmental pollution has a good prospect，that is why more and more people are committed to the research and

development of microbial agents． Since 1970，some products of complex microbial agents were developed in Europe，

America and Japan，and were started large scale productions． The microbial agents were firstly applied to treating sewage，

industrial wastewater，and other chemical pollutions． In this paper，the applying scope，effects and mechanism of microbial

agents in the field of ecological engineering were summarized，from international and domestic literatures． The strains

breeding methods and several types of bacteria commonly used in the development of microbial agents are summed up． And

the effects of wastewater treating projects of through applying lactic acid bacteria，yeast，photosynthetic bacteria，bacillus

were introduced through some examples． Meanwhile，mixed microbial culture and the interacting mechanisms in the study of

microbial agents were discussed．Many studies showed that the degradation or transform of organic matters needs cooperation

by varies types of microorganisms，and the complex biological and chemical interaction could not be completed by single

category microorganism． We pointed out that the current researches on microbial agents are mostly focused on the effect of

application，but few of the current researches was related to the molecules of mechanism，which was demonstrated thehttp: / / www． ecologica． cn

mutual interaction of different microbial strains． In future researches，the internal degradation and synergistic reaction

should be developed，and the detail affecting objectives in different habitat of microbial agents should be determined． When

the synergistic and anticatalystic mechanisms of complex microbial agents were clearly demonstrated in the aspects of

microbial physiology and metabolism，the technology of mixed cultivation could be promoted，and the selection of microbial

agents groups could optimized，and the degrading functions of microbial agents could be best developed． In the future，

people will pay more attention to the quality of environment，the safe and efficient microbial agents will increasingly be

welcomed． With the continuous development of science and technology，microbial mixed culture techniques and the

efficiency of microbial agents will keep improving，and the range of application will more and more extensive． Maybe it can

become a kind of daily necessities and replace some cleaning products we use now，which can largely reduce environmental

pollution．

Key Words: microbial agents; mixed culture; lactic acid bacteria; yeast; photosynthetic bacteria; bacillus

微生物菌剂尤其是由多种微生物组成的复合微生物菌剂的研究和应用是近年来发展起来的应用微生物

学的一个重要内容。将几种具有不同降解功能和具有互生或共生关系的微生物以适当的比例进行组合或混

合培养所配制的复合微生物菌剂应用于种植、养殖、环保等方面，可以调节生态平衡，保护生态环境，目前已逐

步应用于各种生态工程领域，并取得了良好的效果，特别是在污染物处理方面，其显著优势已得到了广泛认

可，越来越多的人开始致力于微生物菌剂的研究和开发。随着环境问题不断恶化以及近年来各种生物技术飞

速发展，在生态工程领域利用微生物解决环境污染问题具有巨大的发展潜力。此外，微生物菌剂使用方便，经

济安全，其开发和利用的市场前景十分广阔。

1 微生物菌剂的研究进展及应用范围

自 20 世纪 70 年代以来，欧、美、日本等国家或地区都相继研制成功了一些复合菌剂，很多已经开始进行

大规模的生产，并形成了系列化的产品，主要用于处理生活污水，工农业废水以及其他一些

化合物污染的治

理

［1］

。其中由日本琉球大学比嘉照夫教授于 20 世纪 80 年代初期研制的 EM( 有效微生物群) 菌剂是最成功

的，已经在 90 多个国家广泛用于种植业、养殖业及环境净化方面，产生了显著的经济、生态和社会效益

［2-3］

。

由于微生物菌剂在一些发达国家研究和推广得较早，相关技术也较成熟，所以目前在发达国家的应用也更普

遍。现在 EM 技术在我国主要用于养殖业和种植业，在环保方面的应用还处于相对滞后阶段［4］

。近年来，国

外有关微生物菌剂的报道较少，也没有再出现像 EM 那样在全世界都引起很大效应的菌剂。我国是从 20 世纪 80 年代才开始微生物菌剂的相关研究，从理论到实践，从单一菌种的利用到多个菌种

的混合应用，相继取得了一些成果。如: 我国已研制出功效显著且具有完全自主知识产权的“神威”微生态制

剂，经过全国多地的实际应用，取得了良好的经济、社会和生态效应，在畜牧、水产养殖及垃圾、污水、粪便处理

等方面都开始了广泛应用

［5］

; 由北京沃土天地生物科技有限公司和中国农业大学资源与环境技术中心联合

研制的 VT 系列复合微生物菌剂，能有效改善养殖水体水质条件，对养殖场、垃圾场、污水处理厂等的除臭均

有明显效果; 中国科学院成都生物研究所针对重金属工业废水和高浓度有机工业废水处理的技术难题，从自

然界分离、纯化出多种功能性菌株，在深入研究其生理生化特点和生态功能的基础上，筛选、优化组配成具有

去除重金属离子和去除高浓度有机物的两种环保生物菌剂，此外还开发出了一种处理炼油废水的微生物菌

剂，并已申请了专利。

最近几年，国内有很多关于复合菌剂研制的报道，主要利用微生物净化环境，在除臭、水质净化等方面表

现良好。罗永华等

［6］

利用从垃圾填埋场附近的土壤中筛选出来的菌株制成了微生物除臭剂，它对氨气、硫化

氢、总烃、臭气浓度的去除率分别可达到 83． 3%、80． 7%、62． 5%、86． 8%; 施安辉等［7］

利用从水产养殖的优良

水质中分离得到的优势菌种研制出水质净化剂，将其用于淡水鱼养殖池中，对降低水体中的COD，NH

3

硝酸盐等起到了理想的效果。但这些大都还处于试验研究与初步应用水平，还没有广泛应用于实际。

6 288生态学报 31 卷http: / / www． ecologica． cn

2 菌种的选育方法

根据需要直接选用具有相应降解功能的菌种，再按一定比例混合是配制微生物菌剂最常用的方法。选育

菌种最简单的方法是从自然环境中筛选出有效的菌株，再配制复合菌剂，用于相应的污染场所的治理

［8-10］

。

随着生物学技术的发展，人们可以通过基因工程技术或原生质体融合等手段来构建或改造一些高效降解菌。

Chen 等

［11］

的研究表明，利用原生质体融合得到的子代细胞降解脱氢双香草醛的能力比亲株提高了 2—4 倍。

Friello 等

［12］］

通过质粒转导技术将降解不同污染物的质粒转移到同一个菌株中，构建出能同时降解芳烃、萜

烃、多环芳烃和脂肪烃等石油组分的菌株。Mondello 等

［13］

采用定点基因突变技术修改多氯联苯降解菌株的

联苯双加氧酶的序列，显著提高了降解菌株的底物范围和活性。

3 环保微生物菌剂中常用的有效菌

目前，国内外研制成功的微生物菌剂以及有关微生物菌剂的研究报道中使用最多的菌种主要是乳酸菌、

酵母菌、光合细菌、芽孢杆菌等。

3． 1 乳酸菌

从一些商品化的微生物菌剂成分和相关的文献报道中，可以了解到用于环保方面的复合微生物菌剂中大

部分都添加了乳酸菌，但是单独利用乳酸菌降解污染物的报道较少。研究证明乳酸菌能有效降解环境中的亚

硝酸盐成分，Oh 等

［14］

研究了从泡菜中分离出的 4 株乳酸菌在不同温度下对亚硝酸盐的降解，结果表明随着

温度升高降解的效果较好，在30℃和36℃时降解率超过 90． 0%。李卓佳等

［15］

的试验结果显示乳酸杆菌 LH

能使养殖废水和饲料中的 NO

2

-N、PO

4

3

-N 明显降低，对 COD 影响不大，却使 NH

3

-N 浓度升高，提出乳酸

菌应该与其它降解菌联用才能对水质净化起到较好效果。

乳酸菌发酵产生的乳酸有很强的杀菌能力，能有效抑制一些有害微生物的繁殖，加剧有机物的腐烂分解，

还能促进木质素、纤维素等难分解的有机物的分解。研究人员依据乳酸菌的这些特点将其作为青贮接种菌应

用到饲料青贮中，抑制不利于青贮发酵的微生物的生长，减少营养物质的损失，促进多糖与粗纤维的转化，从

而有效提高青贮饲料的质量和生产性能。乳酸菌在青贮技术中的应用近几十年来一直都是国内外研究的

热点

［16］

。

3． 2 酵母菌

Yoshizawa

［17-18］

分别于20 世纪70 年代末和80 年代初报道了利用酵母菌处理啤酒生产废水和食品加工废水，均取得了良好效果; Chigusa 等

［19］

将从工业废水中分离得到的酵母菌接种到豆油废水中，结果表明废水的

COD、BOD 及油的去除率都达到 93% 以上; 郑少奎等

［20-21］

连续报道了利用酵母菌处理色拉油加工废水的研究

结果，表明高浓度含油废水可以直接用酵母菌进行处理，在进水 COD 6000—7000mg/L、油1500—1700 mg/L

时，COD 和油的去除率分别达到 94%和 98%; 而且酵母菌在处理废水时产生的剩余污泥富含蛋白质和多种

氨基酸，可以回收用作饲料蛋白

［22］

。目前，日本已成功利用酵母菌处理多种工业废水。

近年来，我国也相继开展了酵母菌处理废水的相关技术和应用研究，取得了一定的进展。Zheng 等

［23］

进

行混合酵母菌处理高浓度色拉油加工废水的研究，使废水中油脂的去除率达到了 98%，COD 也下降了 90%

以上。韩云等

［24］

的研究发现在酵母菌处理色拉油加工废水系统中，投加氮源能提高油脂的去除率，同时也发现，色拉油加工废水中氮缺乏是引起污泥膨胀的主要原因。吴兰等

用解脂酵母菌处理不同来源的含油废

水，发现它对油脂类废水的降解效率高，对石油类废水的降解效率低。

酵母菌对环境污染物的去除还表现在以下几个方面:

⑴对染料具有吸附脱色作用: Meehan 等

［26］

发现耐

热酵母 Kluyveromyces marxianus IMB3 在37℃，pH 3． 0—5． 5 之间时，对 Remazol Black-B 的最高脱色效率可达

到 98%; Angelis 等

［27］

报道了一株假丝酵母在染料浓度为 100mg/L 时，2h 对 Procyon Black、Procyon Blue、Procyon Red、Procyon Orange 的吸附率均超过 94% ; Kakuta 等

［28］

还报道了能对偶氮染料进行降解脱色的酵母

菌 Candida curvata AN723。⑵对 Hg

2+

、Pb

2+

、Cr

2+

等多种重金属离子具有吸附作用，并且死菌和活菌都具有吸

附能力

［29-30］

。⑶能降解三硝基甲苯( TNT) 、苯酚和甲胺磷等污染物，还能提高一些有机物的降解速率，如赵

20 期文娅等: 生态工程领域微生物菌剂研究进展6289http: / / www． ecologica． cn 振焕等

［31］

研究酵母菌对厨余垃圾厌氧发酵产乙酸的影响，发现接种酵母菌后，垃圾的水解速率明显提高。

3． 3 光合细菌

光合细菌分布广泛，代谢途径灵活，能利用不同的有机物作为供氢体和碳源来合成自身的物质，因此对多

种有机物具有分解转化的能力

［32］

。国内外的研究发现光合细菌普遍具有降解卤代化合物和芳香化合物的能

力，对其中的一些降解途径的研究也取得了一些成果

［33］

。

大量研究表明光合细菌对高浓度的有机废水可以起到明显的净化作用，对降低水体中的 COD 具有显著

优势。谢红刚等

［34］

用光合细菌处理啤酒废水，当光合细菌投加量在 30mL/L 时处理效果最佳，温度控制在20—30℃ 为宜，其 COD 的去除率高达 80% 。郑耀通

［35］

研究表明: 在中性 pH 环境，25—30℃，好氧光照条件下

光合细菌对黄泔水去除效率最高，经过96h 的处理，可使预先经过24h 曝气的 COD 浓度为25820mg/L 的黄泔

水去除率达 98． 7%。Young 等

［36］

从猪废物的污水池中分离得到一株紫色非硫菌株，通过光合作用能够使污

水池中不稳定的有机化合物减少 80%—93%，并显著改善垃圾池的气味。Nagadomi 等

［37］

利用光合细菌在好

氧条件下使污水的 COD 和硝酸盐含量大幅降低。目前，光合细菌已广泛用于多种工业废水的处理并取得了

显著成效

［32］

。

3． 4 芽孢杆菌

一直以来，国内外很多文献都报道了芽孢杆菌具有降解有机污染物的作用，现在已经证实除了多环芳烃、

苯酚、硝基苯等有机污染物之外，芽孢杆菌对一些有机磷农药和石油污染物也能起到良好的降解效果。最近

几年，大量的研究集中在芽孢杆菌对各种工业废水的净化方面，目前已取得了较好的试验效果。Dawkar

等

［38］

的研究发现芽孢杆菌 VUS 产生的各种酶对工业染料橙黄 T4LL 可以起到有效脱色作用，并提出芽孢杆

菌 VUS 也能用于纺织废水的处理。Oliveira 等

［39］

将短小芽孢杆菌和类芽孢杆菌用于造纸厂污水的脱色，发现

在 PH=9 时，单独接种以上两种菌，48 h 后，脱色率分别达到 41． 87% 和 42． 30%，COD 分别下降 22． 00% 和

22． 89% 。Gopinath 等

［40］

报道了从制革工业废水中分离驯化得到的芽孢杆菌菌株可以提高偶氮染料刚果红

的降解效率，并得出实验的最佳 pH 和温度分别是 7．0℃和37℃。Singh 等

［41］

将芽孢杆菌和粘质沙雷氏菌混

合培养用来处理造纸厂废水，168h 时废水中五氯酚的降解高达 94%，可用于被五氯酚污染的环境修复。此

外，枯草芽孢杆菌等还能降低养殖水体中亚硝酸盐、硫化物及氨氮的含量，明显改善水质，从而节约养殖成本

和提高水产品质量

［42-43］

。

除了以上特点，好氧的芽孢杆菌在混合培养时能迅速消耗环境中的氧气，促进乳酸菌等厌氧微生物的生

长，这也许是复合菌剂中广泛添加芽孢杆菌的另一个原因。也许是相关技术还不成熟，虽然利用芽孢杆菌处

理各种废水的研究很多，效果也不错，但却还没有像光合细菌和酵母菌那样在工业生产中得到广泛应用。

4 微生物菌剂的混合培养

4． 1 混合培养的重要性

大量的研究证明很多有机物的降解或转化需要多种微生物的协同作用才能完成，降解过程中发生的一些

重要的生化反应仅用单一菌株是不能或只能微弱的进行的。Chapalamadugu 等

［44］

研究发现，一种 N-甲基氨

基甲酸酯类杀虫剂需要两株假单胞菌 Pseudomonas spp． 50581 和 50552 的共同作用才能彻底降解，50581 只能

将其降解为萘酚，需要靠 50552 菌株才能将萘酚再转化为 CO

2

。Murray

［45］

研究纤维素分解时将 Bacteroides

cellulosolvens 和 Clostridium saccharolyticum 混合培养，发现前者分解纤维素的中间代谢产物可以被后者利用作

为生长所需的碳源，同时后者又消除了前者分解纤维素过程中的反馈抑制，二者互相利用，促进代谢，从而提

高纤维素的分解利用效率。Boonchan 等

［46］

将真菌 ( Penicillium janthinellum VUO 10，201 ) 和细菌

( Stenotrophomonas maltophilia VUN 10，010 和 bacterial consortium VUN 10，009) 共同培养，接种到含多环芳烃

的水体和土壤中，明显提高了多环芳烃的降解。张晓伦等

［47］

发现将分离得到的 3 株分别为纤维单孢菌属、木

霉属和青霉属的菌株分别两两组合，组成的混合菌对纤维素的分解能力均明显高于其中任何单一菌种，并且

混合菌株达到最高纤维素酶活的时间也比单一菌种提前了。

6 290生态学报 31 卷http: / / www． ecologica． cn

因此，微生物混合培养技术非常重要，它是复合菌剂研制的理论基础和关键步骤。随着工农业生产的迅

速发展和产业结构的变化，将会出现越来越多结构复杂的化合物，大多对环境有毒害作用，其生物降解过程更

是需要多种微生物的参与。所以，利用微生物混合培养制成的复合菌剂比单一菌株制剂在实际生产生活中更

具有重要意义。

4． 2 混合培养的应用

1991 年在台湾获得专利的 HSB 技术，就是微生物之间互相依赖形成特殊的分解链，具有高效净化水质的

功能，已广泛应用于焦化废水、印染废水、生活污水的处理

［48］

。现在很多商品化的复合菌剂也是利用微生物

混合培养生产的，例如 EM 菌剂，各种厌氧和好氧的微生物通过共生增殖，形成复杂稳定的生物菌群，共同抑

制有害微生物的生长繁殖，促进有机物的分解代谢

［5］

。另外，还有多种维生素、氨基酸、有机酸等都可以利用

微生物混合培养生产

［49］

。

5 微生物菌剂应用于生态工程领域的作用机理

目前，对于某些单个微生物降解某种有机物的代谢途径研究得比较深入，但关于微生物菌剂应用于生态

领域如污水净化、除臭等方面的研究主要集中在作用效果方面，其具体作用机理却很少有相关报道。

环境微生物菌剂应用于生态工程领域的基本原理是利用微生物本身及其代谢产物将环境中的污染物分

解，这是一种由一系列物理、化学和生物反应所组成的极其复杂的过程。从相关研究来看［50-52］

，微生物菌剂

在环境保护方面的作用机理可能是以下 3 个方面: ( 1) 微生物通过代谢反应将污染物氧化分解为 CO

2

和 H

2

O

等终产物或转化为微生物的营养物质，促进自身的生长繁殖，就像光合细菌和芽孢杆菌等能将 H

2

S 转化成自

身生长所需要的硫元素。( 2) 微生物的比表面积大并含有多糖类黏性物质，可以吸附环境中的一些污染物。

( 3) 当环境中投加微生物菌剂后，这些微生物成为了环境中的优势菌，它们能有效抑制一些病原菌和腐败菌

的生长，如乳酸菌等成为优势菌后就能抑制体系中大肠杆菌等的生长，从而减少氨气及臭味的产生

［53］

。

6 微生物菌剂研究存在的问题及技术难点

迄今为止，国内外的相关报道对微生物菌剂的研究都存在一个相同的问题，就是应用效果研究的多，作用

机理研究得少。对应用效果的解释还只是停留在概念性阐述的水平上，没有涉及到分子机理方面的研究，对

复合菌剂中各种菌之间的相互关系和影响的研究也远不够深入。复合菌剂的组成复杂多样，其中的微生物更

容易受到群体结构和环境因素的影响，导致微生物菌剂的稳定性下降，从而使菌剂的保质期和作用效果受到

影响

［54-55］

。由于在混合菌系中各种微生物之间的相互作用和影响，它们的代谢途径或代谢底物可能会发生

改变，使得微生物的生长繁殖过程变得十分复杂，并且混合培养条件下的各项参数的最佳值与每种微生物单

独培养时也不相同，这些都会给研究过程带来许多困扰。

在未来的研究中，应该加强微生物菌剂作用机理的探索，明确它们在不同环境中的具体作用对象，从微生

物的生理、生化及代谢等方面研究混合菌系中微生物之间的协同或抑制机制，只有这样才能不断改进微生物

混合培养技术，筛选最佳的菌种组合，发挥微生物群体的最大功效。

7 展望

未来，人们对环境质量的要求会越来越高，经济高效的环保产品也将愈加受到重视。随着各种科学技术

的不断发展，人们会逐渐探索出微生物在不同环境条件下的相互影响，混合培养技术和微生物菌剂的功效也

将不断得到提高，应用的领域也会更加广泛。将来，也许它会成为日常用品走进普通百姓的家庭替代人们现

在使用的一些化学类清洁产品，这也能在很大程度上减少对环境的污染。

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6 294生态学报 31 卷

群落生态学研究新进展_裴男才

论文 34Skamarock W C, Klemo J B, Dudhia J, et al. A Description of the Advanced Research WRF Version 3. Technical Note, NCAR/TN-475+STR, 2008. 125 35Hong S Y, Lim J O J. The WRF single-moment 6-class microphysics scheme (WSM6). J Korean Meteorol Soc, 2006, 42: 129–151 36Kain J. The kain-Fritsch convective parameterization: An update. J Appl Meteorol, 2004, 43: 170–181 37Hong S Y, Noh Y, Dudhia J. A new vertical diffusion package with an explict treatment of entrainment processes. Mon Weather Rev, 2006, 134: 2318–2341 38Collins W D, Rasch P J, Boville B A, et al. The formulation and atmospheric simulation of the Commumity Atmosphere Model version 3 (CAM3). J Clim, 2006, 19: 2144–2161 39Chen F, Dudhia J. Coupling and advanced land surface–hydrology model with the Penn State-NCAR MM5 modeling system. Part I: Model implementation and sensitivity. Mon Weather Rev, 2001, 129: 569–585 40Kanamitsu M, Ebisuzaki W, Woollen J, et al. NCEP-DOE AMIP-II reanalysis (R-2). Bull Am Meteorol Soc, 2002, 83: 1631–1643 41Xu Y, Gao X, Shen Y, et al. A daily temperature dataset over China and its application in validating a RCM simulation. Adv Atmos Sci, 2009, 26: 763–772 42Yuan Y, Yang H, Zhou W, et al. Influences of the Indian Ocean dipole on the Asian summer monsoon in the following year. Int J Climatol, 2008, 28: 1849–1859 ·动 态· 群落生态学研究新进展 探索群落构建机制的生态和进化过程是群落生态学领域的一大中心任务. 在局部森林群落水平上, 运用系统发育分析方法探讨群落构建规则是群落生态学的研究热点. 中国科学院华南植物园分子生态学研究组葛学军研究员等人采用植物条形码通用的3个片段(rbcL, matK和psbA-trnH), 利用植物DNA条形码和Phylomatic方法构建了鼎湖山20 hm2森林大样地183种木本植物(隶属于24目52科110属)的群落系统发育关系, 并结合大样地5种生境类型分析了该群落的构建方式. 两种方法的研究结果均发现, 山谷(valley)和低坡(low slope)生境为系统发育聚集分布格局(phylogenetically clustered), 表明近缘物种共存于这些低海拔生境, 生境过滤(environmental filtering)可能起主导作用; 而且, 两者均表明, 高坡(high slope)和山脊(ridge top)生境为系统发育扩散分布(phylogenetically over-dispersed), 说明远缘物种共存于这些高海拔生境, 竞争排 斥(competitive exclusion)可能起主导作用. 然而, 对于高 谷(high gully)生境, Phylomatic方法得到的结果为系统发育 扩散分布, 而条形码方法得到的结果为系统发育随机分布 (phylogenetically random), 表明与系统发育有关的作用可 能在这种生境类型下不起作用或者作用不明显. 生境随机 化检测结果发现, 495对物种-生境组合(5种生境类型×95 个常见物种)中有52对存在显著物种-生境关联, 表明在物 种水平上非随机生境关联可能在局部群落构建时起到重要 作用. 相关研究结果已在线发表在国际知名综合性期刊 PLoS ONE上(doi: 10.1371/journal.pone.0021273). 裴男才 中国科学院华南植物园 1909

论城市生态化与生态城市

论城市生态化与生态城市 论城市生态化与生态城市 从人类文明发展史角度看，人类经历了蒙昧、野蛮而逐步走向文明，从渔猎文明发展到农业文明再发展到现在的工业文明，每一次文明更替都是一次社会革命，促进了社会经济的大发展、大进步。目前的工业文明虽取得很大成就，但因其固有问题的严重化，已经开始走向衰退，当前一种新的文明，作为工业文明的替代力量正在兴起，这就是说现在面临着工业文明向一种新的文明的过渡，这种新文明即为生态文明。人类社会也将从工业社会转向生态社会，从工业化发展模式转向生态化发展模式。生态化发展模式是在工业化发展模式的基础上发展起来的，是对工业化发展模式的辩证否定，它扬弃了只注重经济效益不顾人类福利和生态后果的唯经济的工业化发展模式，转向兼顾人口、社会、经济、环境和资源持续发展的，注重复合生态整体效益的发展模式。生态化发展模式是人们对人类进入工业文明以来所走过的道路进行深刻反思的结果。这是人类文明进化的历史性的重大转折，是人类改变传统发展模式和开拓新文明的一个重要的里程碑。 1 城市生态化及其发展对策 在世纪之交，新旧文明转换之际，我国城市发展面临两种选择。或者走传统工业化发展道路，生产和生活方式不发生根本改变，最多只进行适当的调整；或者对传统发展模式进行根本性变革，探索一条符合中国国情的生态化发展之路。第一种选择是危险的，"边发展、边治理"或"先发展、后治理"使人类"生存危机"无法从根本上解决甚至拖延解决，只会使为之付出的代价越来越大，到最后可供选择的余地也愈来愈小。我国应该也必须选择第二种，尽管我国城市将在发展中面临更多挑战。城市走生态化发展道路是实现城市可持续发展，走出"城市病"困境的必然选择，是提高人居环境质量，维护全球生存与发展的迫切要求，变革势在必行。 所谓城市生态化简单地说就是实现城市社会-经济-自然复合生态系统整体协调而达到一种稳定有序状态的演进过程。这里"生态化"已不再是单纯生物学的含义，而是综合、整体的概念，蕴含社会、经济、自然复合生态的内容，城市生态化强调社会、经济、自然协调发展和整体生态化，即实现人-自然共同演进、和谐发展、共生共荣，它是可持续发展模式。社会生态化表现为人们有自觉的生态意识和环境价值观，生活质量、人口素质及健康水平与社会进步、经济发展相适应，有一个保障人人平等、自由、教育、人权和免受暴力的社会环境。经济生态化表现为采用可持续的生产、消费、交通和住区发展模式，实现清洁生产和文明消费。对经济增长，不仅重视增长数量，更追求质量的提高，提高资源的再生和综合利用水平。环境生态化表现为发展以保护自然为基础，与环境的承载能力相协调，自然环境及其演进过程得到最大限度的保护，合理利用一切自然资源和保护生命支持系统，开发建设活动始终保持在环境承载能力之内。 城市走生态化发展之路标志着城市由传统的唯经济开发模式向复合生态开发模式转变，这意味着一场破旧立新的社会变革，因为它不仅涉及到城市物质环境的生态建设、生态恢复，还涉及到价值观念、生活方式、政策法规等方面的根本性转变。我国是发展中国家，综合国力、科技水平、人口素质、意识观念与发达国家相比有很大差距，这些因素都将影响到城市生态化发展。底子薄、人口多的国情决定了必须开辟一条非传统式又非西方化的"中国特色"城市生态化

微生物生态

第八章 微生物生态 生态系统：在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位。 生态学：研究生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。 微生物生态学：研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系。各种环境中的微生物的种类、分布；微生物和其它生物的关系；微生物与物质循环； 第一节 自然界中的微生物 微生物的特点： 个体微小、代谢营养类型多样，适应能力强 微生物在自然界中分布广泛 微生物的分布生境的特征 在某些生境中，高度专一性的微生物存在并仅限于这种生境中，并成为特定生境的标志。 一、空气中的微生物(理解并掌握) 1）无原生的微生物区系； 2）来源于土壤、水体及人类的生产、生活活动； 3）种类主要为真菌和细菌，一般与其所在环境的微生物种类有关；4）数量取决于尘埃数量； 5）停留时间和尘埃大小、空气流速、湿度、光照等因素有关； 6）与人类的关系：传播疾病、造成食品等的污染制备微生物气溶胶实现群体免疫 微生物学的基本技术：无菌操作技术 二、水体中的微生物 一）江河水(理解并掌握)

1）数量和种类与接触的土壤有密切关系； 2）分布上更多的是吸附在悬浮在水中的有机物上及水底； 3）多能运动，有些具有很异常的形态（例如柄细菌）； 4）靠近城市或城市下游水中的微生物多，并且有很多对健康不利的细菌，因此不宜作为饮用水源； 5）水体自身存在自我净化作用： a）致病菌一般对营养要求苛刻，因此在一般的水中只能存活2-3天；b）水表微生物会受辐射等作用而被杀灭； c）原生动物等的吞噬作用； d）由固形物吸附再沉积到水底； 饮用水的微生物指标：总菌数： < 100个/ml大肠杆菌：< 3 个/L 水中的病原微生物会对水质产生重要影响 严重污染的水会通过食物链的生物放大作用危害人类健康 活的非可培养状态（viable but nonculturable state , VBNC state） 细菌处于不良环境条件下时产生的一种特殊的生存方式或休眠状态。在常规培养条件下培养时不能生长繁殖，但仍然是具有代谢活性的活菌。 一般表现为细胞保持完整，胞内酶维持活性，染色体及质粒DNA均保持稳定，而用显微镜观察，其细胞会表现为缩小成球状，细胞表面产生皱折等。 活的非可培养状态（viable but nonculturable state , VBNC state） VBNC现象是我国青岛海洋研究所的徐怀恕和美国University of Maryland的R R Colwell等于1982年通过对霍乱弧菌和大肠杆菌在海洋与河口环境中的存活规律进行研究后首次提出的，近年来已成为微生物

生态水利工程的发展及其现状研究

生态水利工程的发展及其现状研究 摘要：水利工程在保障社会安全、促进经济发展方面发挥巨大作用的同时，也造成了河流生态系统的退化和破坏。运用生态工程的理论和方法，设计和建设既满足人类社会开发利用水资源的需求，又兼顾水生态系统健康与可持续利用的水利工程，生态水利工程应运而生。回顾生态水利工程的发展历程，分析其基本理念、内涵和研究内容，探讨生态水利工程的热点问题和主要研究任务，以进一步完善蓬勃发展的生态水利工程。 关键词：生态；水利；生态水利；工程；现状 水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其天然分布状况，不完全符合人类的需求，随着生产发展和社会进步，人类开始主动地控制和调配自然界的地表水和地下水，为除害兴利而修建水利工程，以便控制水流，防治洪涝灾害，并进行水量调节，满足人民生活和生产对水资源的需要。 1 传统水利工程引发的环境问题 近30年来，水利工程的生态影响问题受到广泛的关注，其主要原因是传统水利工程引发了一系列的生态和环境问题： （1）自然河流的连续性遭到破坏。河流上建设的大坝

切断了河流廊道的横向联系，造成自然河流的非连续化。大坝将河流拦腰斩断，改变了河流的自然状态，阻断了鱼类的洄游路线，淹没了河流原始地貌，引水式电站还造成坝后脱水段，河流的生境被严重地破坏；堤防和防洪工程的建设将河流与其密切相关的漫滩、泡沼、湿地的横向和纵向联系切断，导致它们形态和功能的改变。自然河流纵向和纵向连续性的改变和破坏，导致河流生态环境的改变和恶化，引起河流生态系统的退化。 水利工程的建设还迫使大量受影响地区的居民迁移，如果处理不当，不仅引发社会为题，也增加了迁入地区的生态保护的压力，出现新的环境问题。 （2）跨流域调水，给生态系统造成重大损害，甚至产生灾难性的后果。由于跨流域调水打破了河流水系的自然格局，可能出现超量调水、超量用水的情况，对调水河流水文情势和水生态环境带来改变；同时长距离输水的人工河流沿途土壤盐渍化、沼泽化问题，也可能出现，以及受水区引发水生态问题，在以往的跨流域调水工程中均不同程度地得到一些失败的教训。 2 生态水利工程的基本理念、内涵和研究内容 水利工程引发的生态问题，迫使人们对传统水利工程的规划设计和运行管理进行反思，促进了水利工程和生态工程的结合，从而提出了生态水利工程的概念。

中国土壤微生物生态学研究进展汇总

第1章绪论 由来土壤微生物因其数量庞大、种类繁多而被称为丰富的生物资源库。土壤微生物包括蓝细菌、细菌、放线菌等原核微生物，还有真菌、蓝藻除外的藻类真核生物，地衣以及原生动物等，是一种形体微小，结构较简单的生物。广泛活跃于土壤中，土壤微生物对生物地球化学循环贡献着不可估量的力量，在土壤形成、有机质代谢、污染物降解、植物养分循环转化等过程中具有不可替代的作用，同时也是评价该地土壤肥力的重要指标之一，因此，对土壤微生物的生态学研究，有着非常深远的意义［1 －3］。

第2章草地土壤微生物生态研究概况 草地土壤微生物是土壤有机复合体以及草地生态系统的重要组成部分［4］。通过对土壤中微生物的活动和分布进行详细研究，可以了解对微生物特性、分布、功能等的影响的因素有哪些，同时可以知晓微生物对植物生长发育、土壤肥力以及土壤中能量流动与物质循环的影响和作用。 气候变化与季节更替对草地土壤微生物的数量与分布具有一定影响。微生物总生物量在春夏季节较高，秋季较低，冬季最少。不同类群的微生物量有各自不同的特点，但是随季节变化的总体趋势与上述相似。杨成德等［5］对东祁连山高寒草本草地土壤微生物量及酶的季节动态研究中发现，土壤微生物量碳随季节变化呈先升高后降低再升高的趋势，其中7月达到最大值，9月下降到最小值，但土壤微生物量氮、磷的季节变化与土壤微生物量碳有所不同，土壤酶活性也呈现季节性变化。金风霞等［6］在对不同种植年限苜蓿地土壤环境效应的研究中指出，各种植年限苜蓿草地土壤微生物群落以细菌占优势，而真菌的变化规律不明显，随着种植年限的变化，细菌和放线菌的数量呈现逐年递增的趋势。高雪峰等［7］研究了草原土壤微生物受放牧影响后的季节变化规律，研究结果表明，土壤中的细菌数量最低，从3月份开始逐渐增加，8月份达到最高值，8月到10月降低; 真菌数量3月份最高，5月份最低，而5月8月呈增加趋势，8月到10呈降低趋势; 放线菌数量5月份最少，5月到10月逐渐增加，10月份最高，之后又逐渐降低; 三大微生物类群的季节变化趋势不一致。任佐华等［8］研究了青藏高原腹地中，三江源自然保护区中的高寒草原土壤，分析了土壤微生物受气候变化的影响，结果表明，该区域微生物数量细菌最多，放线菌的数量次之，真菌的数量较少; 并且发现主要功能微生物菌群数量从多到少依次为氨化细菌、好气性固氮菌、硝化细菌、亚硝化细菌; 所研究区域的微生物生物量碳、氮含量差异显著; 对三江源地区高寒草原的土壤微生物活性影响明显的因素是温度的升高。

生态河道研究进展及发展趋势

第32卷 第1期 2008年1月 南京林业大学学报(自然科学版) Journa l ofNan ji n g Forestry Un i v ersity(Natura l Sciences Ed ition)Vo.l 32,No .1Jan .,2008 生态河道研究进展及发展趋势 高晓琴,姜 姜,张金池* (南京林业大学森林资源与环境学院,江苏 南京 210037) 摘要:在广泛查阅国内外生态河道建设相关资料的基础上,对生态河道建设理论与应用技术的研究进展和发展趋势进行了总结和分析,提出生态河道发展的两个阶段,即自然型河道和生态型河道,并分别从生态河道影响因素、河流生态修复以及生态河道工程实践方面进行了归纳和总结。最后针对我国的实际情况,提出了我国生态河道研究和建设的努力方向。 关键词:生态河道;发展历史;综述 中图分类号:S157;T V698.2 文献标识码:A 文章编号:1000-2006(2008)01-0103-04 R esear ch advan ce and devel op i ng tendency of ecol ogica l r i ver GAO X i ao 2qin ,JI ANG Jiang ,Z HANG Ji n 2ch i *(Coll ege of Forest Res ou rces and Environm en tNanji ng Forestry Un i vers i ty ,N an ji ng 210037,Ch i na) Ab str act :A lo ng with t he soc ial deve l op m ent ,m ore and more people realized that co nven tiona lwater co nse rvancy project caused corrupti on of aquatic environ m ent ,and l ose of river .s ecol ogical functi ons .F ro m 1930s ,m any scholars began to study theory of ecol ogica l river and appli catio n technology .The i m portant pro gress was obta i ned .The ecol ogical r i ver t heory and appli catio n technol ogy were revie wed .Accord i ng to practi ca l s i tuati on of Chi na , t he directi on of ecol ogica l ri ve r constructi on and research was suggested . K ey wor ds :Ecol ogical r i ve r ;H istory of deve l op m ent ;R evi ew 收稿日期:2006-12-30 修回日期:2007-12-01 基金项目:江苏省水利科技重点项目(2006013) 作者简介:高晓琴(1971)),女,助理研究员,博士生。*通讯作者:张金池,男,教授,博士生导师,主要研究方向为水土保持和林业 生态工程,n f u jczhang @si n a .co m .cn 。 引文格式:高晓琴,姜 姜,张金池.生态河道研究进展及发展趋势[J].南京林业大学学报:自然科学版,2008,32(1):1032106. 在社会发展的进程中,依水而居的人们因环保意识薄弱、对水资源过度开发,再加传统的水利工程只注重河道的/泄洪、排涝、航运、灌溉0等作用,修闸建坝,过多地采用混凝土等硬质材料,使自然水体形态的渠道化或水池化和水岸的混凝土化,破坏了河流的生态系统,造成水质恶化,水生生物锐减,河道生态系统退化[1]。 随着社会的进步、经济的发展,人们对生存环境的要求越来越趋向于/回归自然0,/人水和谐发展0、/建立生态型社会0等。加强水资源保护,改善河道环境,修复和构建生态型河道已引起环保、生态、水利等相关学者的广泛关注,国内外对生态河道构建理论、应用技术的研究和实践取得重大进 展[2]。笔者在广泛查阅国内外生态河道建设研究文献的基础上,对生态河道建设理论与应用技术的研究进展和发展趋势进行总结和分析,旨在为生态河道进一步研究和发展提供参考。 1 生态河道的提出 河道生态系统包括河床内流水水体生态系统和河岸生态系统 [3]。河床生态系统主要由河床内水 生生物及其生境组成。生态河道的构建起源于生态修复。但生态河道目前尚无统一的界定[4],多数学者认为生态河道是 指在保证河道安全的前提下,通过建设生态河床和生态护岸等工程技术手段,重塑一个相对自然稳定和健康开放的河流生态系统,以实现河流生态系统的可持续发展,最终构建一个人水和谐的理想环境。生

当代微生物学的发展趋势

当代微生物学的发展趋势Prepared on 21 November 2021

当代微生物学的发展趋势 当代微生物学的发展趋势 当代微生物学的发展趋势，一方面是由于分子生物学新技术不断出现，使得微生物学研究得以迅速向纵深发展，已从细胞水平、酶学水平逐渐进入到基因水平、分子水平和后基因组水平。另一方面是大大拓宽了微生物学的宏观研究领域，与其他生命科学和技术、其他学科交叉、综合形成许多新的学科发展点甚至孕育新的分支学科。近20～30年来，微生物学研究中分子生物技术与方法的运用，已使微生物学迅速丰富着新理论、新发现、新技术和新成果。C.Woese1977年提出并建立了细菌（bacteria）、古菌(archaea)和真核生物（eucarya）并列的生命三域的理论，揭示了古细菌在生物系统发育中的地位，创立了利用分子生物学技术进行在分子和基因水平上进行分类鉴定的理论与技术。微生物细胞结构与功能、生理生化与遗传学研究的结合，已经进入到基因和分子水平，即在基因和分子水平上研究了微生物分化的基因调控，分子信号物质及其作用机制，生物大分子物质装配成细胞器过程的基因调控，催化各种生理生化反应的酶的基因及其组成、表达和调控，阐明了蛋白质生物合成机制，建立了酶生物合成和活性调节模式，探查了许多核酸序列，构建了100多种微生物的基因核酸序列图谱。如大肠杆菌（Escheriachiacoli）的基因图谱早已绘出，1/3多的基因产物已完成了生化研究，80％的代谢途径已有了解，染色体复制模式及调控方式已基本阐明，对许多操纵子的主要特征已有描述，对大肠杆菌细胞高分子的合成已探明，并可以在试管中模拟，即进入了后基因组时期。对固氮酶

微生物的生态与生态工程

第七章微生物的生态与生态工程 一、填空题 1、被人们看作为微生物资源“大本营”的是_______。 2、每克干曲含109个细菌，则每吨干曲中细菌的生物量是_______。 3、食品环境中极端微生物包括_______、_______、_______和_______。 二、判断是非 1、地衣是藻类和真菌的共生体，是微生物之间典型的互惠共生关系。 2、土壤不是微生物栖息繁殖的良好环境。 3、空气是微生物栖息繁殖的良好环境。 4、在微生物之间的捕食关系中只有原生动物是捕食者。 5、叶面附生微生物以放线菌为主，细菌是很少的。 6、乳酸发酵后的牛奶可以保存相对较长的时间，这种乳酸菌与其他牛奶腐败细 菌之间构成了一种特异性的拮抗关系。 7、腌制酸菜、泡菜和青贮饲料不是利用叶面附生的乳酸细菌而是另需人工接种。 8、微生物生态学是研究在人为条件下微生物群体的生活状态及其与周围的生物 和非生物环境相互作用规律的科学。 9、附生微生物是指在植物表面存在的，能进行光合作用的微生物。 10、土壤、水域和空气都是微生物的天然生境。 三、名词解释： 1、种群； 2、群落； 3、耐受限度； 4、微生物生态学； 5、无菌动物； 6、正常菌 群；7、环境梯度；8、生物膜；9、表面环境；10、纳塔；11、群落演替；12、生态工程 四、选择题： 1、土壤中含量最多的微生物是。 A、霉菌 B、酵母菌 C、放线菌 D、细菌 2、自然界最适合微生物生活的环境是。 A、土壤 B、空气 C、淡水 D、海水 3、同种菌不同来源的纯培养称为。 A、种 B、变种 C、菌株 D、群 4、土壤中三大类群微生物的数量排序为。 A、放线菌＞真菌＞细菌 B、细菌＞真菌＞放线菌 C、细菌＞放线菌＞真菌 D、真菌＞细菌＞放线菌 5、自然界微生物主要分布在中 A、土壤 B、水域 C、空气 D、生物体 6、地衣是微生物间的。 A、竞争关系 B、共生关系 C、互生关系 D、寄生关系 7、好氧性微生物与厌氧性微生物共栖时，两者可形成。 A、互利共栖关系 B、偏利共栖关系 C、拮抗关系 D、寄生关系

分子生态学的兴起及其研究进展

成绩： 中南林业科技大学《分子生态学》课程论文分子生态学的兴起及其研究进展 学生夏伊静 专业生态学 班级 07级 学号 20070346 学院生命科学与技术学院 2010年 10月 31日

分子生态学的兴起及其研究进展 摘要：分子生态学的产生给整个生态学领域带来了巨大的冲击, 其研究的问题、研究的方法是全新的, 它一产生就引起了广大生物学家的高度重视。本文着重论述了分子生态学的兴起及其研究进展。 关键字：分子生态学、研究方法、研究热点、研究进展 1、分子生态学的概念1 分子生态学由于发展时间短,不同学者从各自的研究背景出发对它的定义有着不同的理解。Burke等在《分子生态学》杂志的发刊词中对分子生态学的定义是:分子生态学是生态学和种群生态学的交叉,它利用分子生物学的方法研究自然人工种群与其环境的关系以及转基因生物(或其产物释放)所带来的一系列潜在的生态问题。Bachman在“植物分子生态学中的分子标记”综述中定义分子生态学为应用分子生物学方法研究生态和种群生物学的新兴学科,引用了156篇论文,每一篇都谈及DNA水平的工作。文中把等位酶标记作为DNA标记的参照物,讨论了DNA标记的优点。Moritz把分子生态学定义为:用遗传物质,如线粒体DNA (mtDNA)的变化来帮助指导种群生物学的研究。在国内,2向近敏等认为:分子生态学是研究细胞内的生物活性分子特别是核酸分子与其分子环境的关系。我国学者黄勇平和朱湘雄认为分子生态学是应用分子生物学的原理和方法来研究生命系统与环境系统相互作用的机理及其分子机制的科学。它是生态学与分子生物学相互渗透而形成的一门新兴交叉学科,也是生态学分支学科之一。张德兴则认为分子生态学是多学科交叉的复合学科,从研究角度概括而说,就是运用分子进化和群体遗传学的理论、分子生物学的技术手段、系统发生学和数学的分析方法以及其他学科的知识(如地学、古气候学等)去研究种群、进化、生态、行为、分类、生物地理演化、生物保护等学科领域的各种问题。分子生态学研究的最典型特色是运用分子遗传标记来检测研究对象的遗传变异特征,以揭示事物所隐含的演化规律。由此可见,分子生态学研究是围绕着生态现象的分子活动规律这个中心进行的。主要研究手段是用分子标记、核酸指纹图谱等分子手段研究生物进化、遗传和物种多样性、生物对环境变化的相应对策、转基因生物的环境释放等问题。在研究方法、研究结论和研究意义等方面都有别于以往用数学语言或其他语言对生态现象机理的解释,也不同于用生物学中诸如生理学、分类学等学科的语言对生态问题所作的解释。因此,分子生态学是一个相对独立的、新兴的、正在逐渐完善的生态学研究领域。 2、分子生态学的研究对象、研究领域与研究任务 分子生态学是生态学的微观研究层次与领域,它主要涉及生态现象与生态规律的发生、演化

微生物生态学复习资料

Microbial Ecology 绪论 1. 名词解释： 微生物生态学:是研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。 微生态学：是生态学的一个层次，是研究正常微生物在细胞或分子水平上相关关系的科学环境、自然环境+生物环境 生境、指生物的个体、种群或群落生活地域的具体环境。生物＋非生物 栖息地、生物生活或居住的范围的物理环境。如林地生境中的不同树冠层、树干 生态位、一个种群在生态系统中，在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。 基础生态位、一个物种能够占据的生态位空间，由物种的变异和适应能力决定，而非其地理因素。基本生态位是实验室条件下的生态位，里面不存在捕食者和竞争。 实际生态位、自然界中真实存在的生态位。 物种流是指物种的种群在生态系统内或系统之间时空变化的状态。 2.微生物生态学的研究意义有哪些？ ①发现新的在工农业（如固氮）、食品（如发酵）、医药（如抗生素）和环境保护（如生物修复）方面有重要用途的微生物菌株（包括极端环境中微生物资源的发掘）； ②微生物在地球物质化学循环中具有重要作用； ③开发和利用自然界中的微生物资源，保护好微生物基因资源； ④控制有害微生物，利用微生物净化环境，保护环境，维持环境生态平衡； ⑤保护人类健康和保护生态平衡发挥微生物的最佳作用。

3.微生物生态学主要研究内容有哪些？ ①正常自然环境中的微生物种类、分布及变化规律； ②极端自然环境中的微生物； ③微生物之间、微生物与动植物相互关系； ④微生物在净化污染环境中的作用； ⑤现代分子微生物生态学的研究方法。 4.生态系统的功能有哪些？ 物种流能量流食物链营养级信息流 5.什么是微生物生态系统？其特点是什么？ 是指各种环境因子如物理、化学及生物因子对微生物区系（即自然群体）的作用和微生物区系对外界环境的反作用。 特点：微环境稳定性适应性 7.简述物种流的含义及其特点。 是指物种的种群在生态系统内或系统之间时空变化的状态。不同生态系统间的交流和联系。主要有三层含义： 生物有机体与环境之间相互作用所产生的时间、空间变化的过程； 物种种群在生态系统内或系统之间格局和数量的动态，反映了物种关系的状态，如寄生、捕食、共生等； 生物群落中物种组成、配置、营养结构变化，外来种和本地种的相互作用，生态系统对物种增加和空缺的反应等。 8.简述物种流对生态系统的影响。 物种的增加和去除改变原有生态系统内的成员和数量；入侵物种通过资源利用改变生态过程；

分子生态学前沿进展论文

分子生态学研究进展与发展趋势 摘要：分子生态学是分子生物学与生态学融合而成的新的生物学分枝学科。而不仅只是应用分子生物学技术研究生态学问题。分子生态学作为生态学领域的新兴学科，，在分子水平上阐述生命现象的发生、发展机理已成为生物学家们共同关注的目标。采用分子生物学的研究方法和研究成果来阐述生态规律的分子机理，进而产生了一门崭新的学科。目前，分子生态学已成为当前国际生物学的研究热点之一，是生态学研究的新领域。 关键字：分子生态学研究进展发展趋势

分子生态学是90 年代初新兴的一门生态学学科分支，它一经产生就引起了人们的广泛重视。不同的学者从各自的研究背景出发，对分子生态学的概念有着不同的理解。Burke 等和Smith 等分别在《分子生态学》的创刊号中解释了分子生态学的概念。这个概念注重动植物和微生物的个体或群体与环境的关系，认为分子生态学是分子生物学与生态学有机结合的一个很好的界面。它利用分子生物学手段来研究生态学或种群生物学的方方面面，阐明自然种群和引进种群与环境之间的联系，评价重组生物体释放对环境的影响。向近敏等（1996）则将分子生态学与宏观生态学和微观生态学对应起来，认为分子生态学是研究细胞内的生物活性分子，特别是核酸分子与其分子环境关系的。这个概念强调有生命形式的细胞内寄生物及其有生物学活性的细胞和分子与其相关细胞之间的各种活性分子，直至分子网络相互作用的生理平衡态和病理失调态的分子机制，从而提出促进生理平衡和防止病理失调的措施和方法[1]。 一、分子生态学产生的背景 虽然分子生态学这一概念是在最近几年才正式提出的，但是类似的研究工作可以追溯到70 多年前。从分子生态学的发展历史来看，主要有三门分支学科为分子生态学的形成奠定了基础。它们是：群体遗传学、生态遗传学和进化遗传学。虽然生态遗传学可能是分子生态学的最直接来源，但是，为了叙述的整体性，以下论述将不会有意将这三者分隔开来。 经典生态遗传学主要是论证和测度自然系统中选择的重要性（Real 1994）。Ford（1964）在他的经典著作《Ecological Genetics》中，给生态遗传学下了这样的定义：生态遗传学“是将野外和实验室工作结合起来的一种方法”，并指出，生态学的研究成果指示着生物体之间及其与生存环境之间的相互关系。因此，“生态遗传学也是研究野生种群对其生存环境的调整和适应”，“它支持这样一种方法，就是研究目前发生的进化的实际过程，这是唯一直接的方法”。 群体遗传学是应用数学和统计学方法研究群体的遗传结构及其变化规律的遗传学分支学科，是孟德尔定律与数理统计方法相结合的产物。1908 年，Hardy 和Weinberg 分别独立发表了群体遗传平衡的文章，文章中将孟德尔定律用于随机交配的大群体，提出所谓的Hardy-Weinberg 定律，为群体遗传学的诞生奠定了第一块基石。 分子生态学在有效地评价这些风险方面占重要地位。目前，我们对这些遗传修饰生物体的散布和控制所知甚少，也不太了解不同种之间的相互作用。分子生态学由于能够提供明确的标记，因而会帮助我们更加精确地研究这些遗传修饰生物体在环境中的散布及其对环境产生的影响。基因与环境有着如此密切的联系，许多具有丰富分子生物学经验的学者希望能够将他们的专长用在解决基因与自然环境关系的问题上；而另外一些对生态学有兴趣的学者则希望分子技术能够帮助他们解决一些棘手的生态学问题。所以，分子生态学的产生是必然的，而且将会对科学活动产生巨大的推动作用[3]。 Ford（1964）认为生态遗传学是一种方法，是将实验室研究和野外调查相结合的一种方法。Merrell（1981）在他的著作中也持同样观点，并且强调了种群遗传学和种群生态学的结合。他指出，无论是生态遗传学、进化生物学、达尔文生态学，还是进化遗传学、种群生物学，都是遗传学和种群生态学结合方法的不同名称。名称使用上的差别，只是反映了作者们在经历和兴趣上有某种程度的不同而已。而群体遗传学就不一样了，它只是对实验结果的一种数理统计方法，很少

世界重点生态工程研究

《世界重点生态工程研究》 序 生态问题是当今人类社会面临的根本问题之一。人类的发展经历了原始文明、农业文明和工业文明等不同阶段。进入工业文明后，科学技术得到巨大发展，生产力得到极大解放，物质财富急剧增长。与此同时，人类也面临着越来越严峻的生态危机。气候变暖、森林锐减、土地沙化、湿地减少、水土流失、干旱缺水、物种灭绝等一系列严重的生态问题，成为制约世界各国发展的瓶颈。当今的生态问题已经从局部地区发展到区域以至全球，有些变化改变了自然界自身发展的轨迹，其后果正在引起全世界人民和决策者们的普遍关注与担忧，需要国际社会共同关注和解决。人与自然和谐已经成为国际国内不懈努力追求的目标与梦想。 生态工程就是在全球生态危机爆发和人们寻求解决对策的宏观背景下应运而生的。它是应用生态学中一门多学科渗透融汇而形成的新分支学科。19世纪后期，不少国家由于过渡放牧、掠夺式的森林采伐、不合理的资源利用和不合理的土地开垦等原因，造成了生态环境的破坏和各种自然灾害的频繁发生。20世纪以来，很多国家都开始关注生态建设，先后实施了一批规模和投入巨大的生态工程，比较著名的有美国“罗斯福工程”、前苏联“斯大林改造大自然计划”、加拿大“绿色计划”、日本“治山计划”、北非五国“绿色坝工程”，我国也实施了天然林资源保护工程、退耕还林工程、三北及长江流域等防护林体系建设工程、京津风沙源治理工程、野生动植物保护及自然保护区建设工程等，取得了明显的效益，积累了丰富的经验，同时也有着一些惨痛的教训。 他山之石，可以攻玉。我国现在正进行大规模的生态建设，急需对国内外的经验教训进行总结。关于这方面的工作报道的不多，系统

地进行研究就少之更少。李世东博士与我相识并合作多年，特别是通过在我这里做博士后的了解，其进取精神、工作效率、对科学研究的热爱和对林业重大政策的关心，都给我留下了深刻的印象。这几年来，他在繁忙的行政管理工作之余，从未间断对林业及生态重大政策问题的研究与探索，并结合工作发表一系列的文章和专著。 最近，他送给我《世界重点生态工程研究》的书稿，该书稿巨大的工作量就使我感到十分惊讶，因为我知道他是一个宁可自己笔耕，而不会让他人代劳徒享虚名的人。作者利用一切可以利用的时间和到世界各地访问考察的机会，日积月累地收集并整理这方面的资料，并结合我国的实际情况进行深入思考、综合分析、配套研究，才使这部著作得以完成。细读之后，深感该书资料系统翔实，内容丰富，既有对世界重点生态工程概念的界定，又有对具体案例的介绍与分析，同时也对世界各地的重大生态工程的效益从正负两个方面进行了分析和总结，且图文并茂，可读性强。 特别需要提出的是该书把我国的生态工程建设纳入世界重点生态工程之中，并加以比较，把洋为中用和突出中国的特色很好地结合起来。诚然，要在一本书中对全世界的重大生态工程进行介绍是不可能的，但作者以林业方面为重点，又不局限于林业的取材与研究范围的界定却是明智之选。我很高兴地看到一代年轻人的成长，并希望这本著作能对我国正在大力开展的生态建设和生态工程起到借鉴和推动作用。 中国工程院院士李文华 2007年12月8日 目录 序

第九章 微生物生态习题及答案

第九章微生物生态学习题 一、名词解释 1．硝化作用 2．菌根 3．活性污泥（activated sludge）： 4．反硝化作用 5．硫化作用 6．氨化作用 7．共生 8．微生物生态学 9．根际微生物： 10．根圈效应： 11．根土比： 12．氨化作用： 13．微生态制剂（microecologics）： 14．正常菌群（normal microflora）： 15．条件致病菌（oppotunist pathogen）： AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF

16．拮抗（antagonism）： 17．寄生（parasitism）： 18．富营养化9eutrophication）： 19．BOD（biochemical oxygen demand）： 20．COD（chemical oxygen demand）： 21．TOD： 22．DO： 23．产甲烷细菌（methanogens） 二、填空题 1、从，，，生境中可以分离到嗜热微生物；从，和生境中可分离到嗜盐微生物。 2、磷的生物地球化学循环包括3种基本过程：、、。 3、微生物种群相互作用的基本类型包括：，，，、、和。 4、嗜热细菌耐高温的使DNA体外扩增技术得到突破，为技术的广泛应用提供基础。 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF

5、嗜生物推动的氮循环实际上是氮化合物的氧化还原反应，其循环过程包括 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF

， ，和。 6、按耐热能力的不同，嗜热微生物可被分成5个不同类型：，， ，和。 7、有机污染物生物降解过程中经历的主要反应包括，， 和。 8、评价有机化合物生物降解性的基本试验方法是和。 9、污水处理按程度可分为，和。 10、汞的微生物转化主要包括3个方面，和。 三、选择题（4个答案选1） 1、总大肠菌群中不包括（）。 A、克雷伯氏菌 B、肠杆菌 C、埃希氏菌 D、芽孢 杆菌 2、下列有机物中最难被微生物降解的是（）。 A、纤维素 B、木质素 C、半纤维素 D、淀粉 3、同化硝酸盐还原的酶可被下列哪种化合物抑制？（） AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF

林业生态工程效益评价研究进展

林业生态工程效益评价研究进展 摘要目前，随着世界各国林业生态工程建设的进展，其综合效益后评价的作用正逐步得到重视，综合效益后评价工作正逐渐得以加强，林业生态工程综合效益后评价的理论与应用研究已成为热点研究领域。本文就林业生态工程综合效益评价指标体系、评价方法、综合效益等进行分析。 关键词林业生态工程；效益评价；指标体系；研究进展 Research on the benefit evaluation of forestry ecological engineering progress Abstract:At present, with the development of world forestry ecological engineering construction, the comprehensive benefit evaluation function is gradually getting attention, comprehensive benefit evaluation is gradually strengthened, theory and application of Comprehensive Benefit Post Evaluation of forestry ecological engineering has been a hot research field. In this paper, forestry ecological engineering comprehensive benefit evaluation index system, evaluation method, comprehensive benefit analysis. Key words:Forestry ecological;Engineering benefit evaluation;Index system; Progress of research 林业生态工程综合效益评价是一项极为复杂的系统工程[1]。林业生态工程目的是根据生态经济学的原理，有效地将生态、经济和社会三方面的效益分配在森林与环境之间，通过人的调节作用，使其获得最大的生态经济效益[2]。 进入21世纪，我国林业生态工程的选定、可行性研究、规划、审核、实施、等各环节工程都得到了加强和规范。特别是“九五”、“十五”期间国家加大投资力度，建设了一大批林业生态工程。“十一五”期间，许多国家级、省级、市级和县级的林业生态工程已经或即将建设期满，这些林业生态工程是否取得了预期效益，都需要通过评价加以确定。 林业生态效益评价又称为林业生态效益后评价，主要指对已实施或完成的林业生态工程的综合效益进行系统、客观的分析评价，以确定工程建设体现出的综合效益、综合效益发挥的程度以及后续发挥潜力的大小等：从微观角度看，它是对单个林业生态系统的分析评价；从宏观角度看，它是对整体社会经济活动情况进行的评价和反思。林业生态工程综合效益评价主要包括生态效益、经济效益和社会效益三方面的内容；我国开展林业生态工程效益评价

城市生态环境问题

城市环境问题 随着社会的进步与发展，人们的生活水平的不断提高，社会生产力水平有了很 大提高，综合国力明显增强，国家日益繁荣昌盛。近年来，我国在保护和改善环境 方面做出了巨大努力，并取得了显著成效。但也仍存在着许多环境问题。特别是近 年来的雾霾天气。雾霾天气不仅污染环境而且对人类的身体健康造成极大的危害。 由于这是一种罕见的天气现象很多人只是把它当做普通的雾天来看，，并未意 识到其危害。但在我们的邻邦日本，他们都称雾霾为毒气，并且愿意帮助中国来治 理雾霾天气。那么究竟是为什么人们都对雾霾天气如此恐惧呢？这首先应从其成因 说起。 雾霾天气的成因： 霾也叫雾霾（烟霞），指空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子使大气混浊，视野模糊并导致能见度恶化，如果水平能见度小于10000米时，将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾(Haze)或灰霾（Dust-haze）。霾与雾的区别在于发生霾时相对湿度不大，而雾中的相对湿度是饱和的(如有大量凝结核存在时，相对湿度不一定达到100%就可能出现饱和)。一般相对湿度小于80%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾造成的，相对湿度大于90%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是雾造成的，相对湿度介于80-90%之间时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾和雾的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。霾的厚度比较厚，可达1－3公里左右。霾与雾、云不一样，与晴空区之间没有明显的边界，霾粒子的分布比较均匀，而且灰霾粒子的尺度比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约在1－2微米左右，肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。由于灰尘、硫酸、硝酸等粒子组成的霾，其散射波长较长的光比较多，因而霾看起来呈黄色或橙灰色。 雾霾天气的危害： 由于雾霾天气是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子组成的，而这些物质在日常生活中也对人有危害，现在将他们组合在一起对人体的危害自然是不言而喻了。那么，它们到底有什么危害呢？ 1、雾、霾天气时，空气中往往会带有细菌和病毒，易导致传染病扩散和多种疾 病发生。 2、城市中空气污染物不易扩散，加重了二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等物质 的毒性，危害人体健康。 3、冬季遇雾、霾天气时，若遇空气污染严重可能形成烟尘（雾）或黑色烟雾等 毒雾，严重威胁人的生命和健康。 4、雾霾天气是心血管疾病患者的“健康杀手”,尤其是有呼吸道疾病和心血管疾 病的老人，雾天最好不出门，更不宜晨练，否则可能诱发病情，甚至心脏病发作， 引起生命危险。 5、空气污染严重，很容易引起各种呼吸系统疾病，如慢性阻塞性肺病等。 针对城市霾问题治理的几个建议： 一、绿色出行，节约能源、提高能效、减少污染 二、低碳消费，积极推进循环经济发展和资源综合利用 三、促进城市产业结构优化升级 一、如何通过绿色出行降低空气污染指度 绿色出行指的是所有节约能源、提高能效、减少污染、有益健康、兼顾效率的出行方式。合理选择出行方式，比如坚持每周少开一天车，多步行，多骑自行车，多乘公交车。倡议市民根据需要选择最佳出行路线，提高办事效率，争取一次出门、全程办完；提倡拼车出行，