水體微生物生態

水體微生物生態是在一定時間和空間範圍內由微生物的個體、種群、群落與它們所在的水體環境通過能量流動和物質循環所組成的一個自然體。水體有天然水體和人工水體兩種。天然水體包括海洋、江河、湖泊、溪流等，人工水體有水庫、運河、下水道、各種污（廢）水處理系統。

基本介紹

• 中文名：水體微生物生態
• 外文名：Water microbial ecology
• 套用學科：環境工程
• 適用領域範圍：環境生態
• 水體：天然水體和人工水體
• 來源：水體、土壤、生產生活等

水體中微生物的來源

水體中固有的微生物

水體中固有的微生物有螢光桿菌、產紅色和產紫色的靈桿菌、不產色的好氧芽孢桿菌、產色和不產色的球菌、絲狀硫細菌、浮游球衣菌及鐵細菌等。

來自土壤的微生物

由於雨水沖刷地面，將土壤中的微生物帶到水體中。來自土壤的微生物有枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、氨化細菌、硝化細菌、硫酸鹽還原菌、蕈狀芽孢桿菌、黴菌等。

來自生產和生活的微生物

各種工業廢水、生活污水和禽畜的排泄物夾帶各種微生物進入水體。它們是大腸桿菌群、腸球菌、產氣莢膜桿菌、各種腐生性細菌、厭氧梭狀芽孢桿菌等。其中包含的致病微生物如：霍亂弧菌、傷寒桿菌、痢疾桿菌、立克次氏體、病毒、赤痢阿米巴等。

來自空氣的微生物

雨雪降落時，將空氣中的微生物夾帶入水體中。初雨塵埃多，微生物也多；雨後空氣的微生物少。雪的表面積大，與塵埃接觸面大，故所含微生物比雨水多。

水體中細菌種類很多，微生物在水體中的分布與數量受水體的類型、有機物的含量、微生物的拮抗作用、雨水沖刷、河水泛濫、工業廢水、生活污水的排放量等因素影響。

水體的生態條件

水體是一種很好的溶劑，溶解有氮、磷、硫等無機營養物和以各種形式進入水中的有機物，總體上看，雖然水體中各種營養物質的含量不及土壤豐富，但基本能滿足微生物生長發育的需要；各種水體的溫度有較大差異，並隨季節有較大的變化；不同水體的pH範圍在3.7～10.5，大多數pH 6.5～8.5，適宜大部分微生物生長，而在一些酸性和鹼性水體中也有相應的微生物類群生長。此外，由於氧在水中的溶解度較小，容易被微生物耗盡，因此，對微生物的生長而言，氧是水生環境裡重要的限制因素。靜水湖泊更為明顯，江河水域因水的流動溶解氧能不斷得以補充。

水體中微生物的種類、數量和分布

水體分為海水和淡水，海水包括海洋和海洋與陸地交界的海灣，淡水包括湖泊、河流、溪流、池塘、地下水和泉水等。由於雨水沖刷和人類的活動，使水體含有微生物進行生命代謝所需的各種營養物質，從而成為微生物生長繁殖的天然生境。

淡水微生物

淡水中的微生物多來自於土壤、污水、空氣及動植物屍體等，特別是土壤中的微生物，常常隨著土壤被雨水沖刷進入河流、湖泊中。來自土壤中的微生物，一部分生活在營養稀薄的水中，一部分附著在懸浮於水中的有機物上，一部分隨著泥沙或較大的有機殘體沉澱到水底淤泥中，成為水體中的棲息者，另外也有很多微生物因為不能適應水體環境而死亡。因此，水體中微生物的種類和數量往往要比土壤中的少很多。

微生物在淡水中的分布受許多環境因子的影響，最重要的一個因子是營養物質，其次是溫度、溶解氧、pH等。水體中有機物含量高，則微生物數量大；中溫水體的微生物數量較低溫水體的多。

在較深的湖泊或水庫中，由於上下水溫不一樣而出現分層現象，因此有上層和下層之分，中間層稱為溫躍層。溫帶地區夏季和冬季湖泊溫度分層，春秋季湖泊分層破壞致使湖水完全混合。在這種湖泊中微生物具有明顯的垂直分布特徵，這是由於光線透入的狀況、溫度和溶解氧等理化因素的差異造成的。湖水錶層由於有充足的光照和溶解氧含量高，適宜藍細菌、光合藻類和耗氧微生物生長；在湖泊的一定深度以下，溶解氧含量降低，硫化氫含量增高，但仍有一定強度的光照，有利於綠螺菌科的光能自養菌、紅螺菌科的細菌（但它們依賴還原性有機物，而不以硫化物作為電子供體）、兼性厭氧細菌的生長：湖泊底層，由嚴重缺氧的污泥組成，只有厭氧微生物才能生長。

在遠離人們居住地區的湖泊、池塘和水庫中，有機物含量少，微生物的數量也少，為10～10³個/mL。微生物的種類主要有自養型的硫細菌、鐵細菌和球衣細菌，含光合色素的藍細菌、綠硫細菌和紫細菌以及能在低含量營養物的清水中生長的有色桿菌屬、無色桿菌屬和微球菌屬。有少量的水生性黴菌可生長於腐爛的有機體上，藻類及一些原生動物常在水面生長。這些微生物通常被認為是清潔水體中的微生物。

處於城鎮等人口密集區的湖泊、河流以及排水管道的污水，由於流入了大量的人畜排泄物、生活污水和工業廢水，有機物的含量增大，微生物的數量可高達10⁷～10⁸個/mL，這些微生物大多數是腐生型細菌和原生動物，其中數量較多的是無芽孢革蘭氏陰性細菌，有時甚至還含有傷寒、痢疾、傳染性肝炎等病原體。這種水體如不經過淨化處理是不能飲用的，也不宜作養殖用水。

海水微生物

一般海水的含鹽量為3%左右，因此海洋中的微生物必須生活在含鹽量為2%～4%的環境中，尤以3.3%～3.5%為最適鹽度。海洋中的土著微生物種類主要是一些藻類以及細菌中的芽孢桿菌屬、假單胞菌屬、弧菌屬和一些發光細菌等。由於發光細菌在有氧存在時發光，而且對一些化學藥劑和毒物較敏感，故可用於監測環境污染物。

海洋微生物的垂直分布比較明顯，因為海洋的平均深度達4 km，最深處為11 km。從海平面到海底淺層光線充足，水溫高，適宜多種海洋微生物生長，200 m以下的深海區黑暗、寒冷和高壓，只有少量耐壓微生物才能生長。

海水中有機物含量越豐富，則含微生物的數量越高。接近海岸微生物的數量較多，離海岸越遠，微生物的數量越少。一般在河口和海灣處，海水中細菌數量很多，而遠洋處、深海中數量很少，可低至1～100個/ml。