微生物的多樣性精選(九篇)

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第1篇：微生物的多樣性范文

關(guān)于生物多樣性受危的原因，主要有以下五方面：

1、人口的快速增加

人口增加后，必須擴大耕地面積，滿足吃飯的需求，這樣就對自然生態(tài)系統(tǒng)及生存其中的生物物種產(chǎn)生了最直接的威脅。由于人口增長過快和對生物多樣性資源的過渡開發(fā)利用，導致了生物多樣性的嚴重破壞，加上等政策錯誤，使我國形成了大量的退化生態(tài)系統(tǒng)，導致一些物種滅亡。

2、生境的破碎化

就是生態(tài)系統(tǒng)在自然或人為干擾下偏離自然狀態(tài)，生態(tài)環(huán)境受到破壞（如森林破壞、草原破壞、土壤破壞、濕地破壞、全球氣候變化等），使生物物種生境破碎化，導致生物失去家園，一些物種泯滅、消失。

3、環(huán)境污染

隨著人類的發(fā)展，環(huán)境污染也加劇，如工業(yè)的廢水、廢氣，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)藥、化肥等等。它們直接影響生態(tài)系統(tǒng)各個層次的結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)，進而導致生態(tài)系統(tǒng)退化，一些物種民滅絕。

4、自然原因

一是物種本身的生物學特性。其一是物種的形成與滅絕是一種自然過程，化石記錄表明，多數(shù)物種的限定壽命平均為100-1000萬年。其二是物種對環(huán)境的適應能力或變異性、適應性比較差，在環(huán)境發(fā)生較大變化時難以適應，因此而面臨滅絕的危險。如大熊貓，其瀕危的原因除氣候變化和人類活動以外，與其本身食性狹窄、生殖能力低等身體特征有關(guān)。二是環(huán)境突變（天災），如地震、水災、火災、暴風雪、干旱等自然災害。

5、制度問題

雖然我國在保護生物多樣性方面取得一定成績，但由于制度特別是法律制度的不健全，使生物多樣性遭受了不必要的損失。主要表現(xiàn)在：雖然國家已把環(huán)境保護的成效納入政績考核之中，但有些地方政府并未把此真正納入工作計劃；對生物多樣性有影響的重要部門（如農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、科研機構(gòu)等）對此重視夠，缺少相關(guān)具體實施細則、行動及專業(yè)人員。自然保護區(qū)是保護物種及其生境的有效方法，我國已建立數(shù)目眾多的保護區(qū)，但相對與國土總面積而言是不夠的，而且部分保護區(qū)管理混亂、土地權(quán)屬不清等也需要完善。在法律制度方面，雖已實施《自然保護區(qū)條例》多年，但畢竟在法律效力上位階較低，調(diào)整面窄，處罰力度不夠，故需要進行新的立法以保護自然保護區(qū)、物種及其生境。而在外來生物入侵問題上，雖有一些法規(guī)涉及，如《進出境動物檢疫法》但沒有專門法規(guī)對此做相應調(diào)整，法律漏洞較大。此外，由于經(jīng)濟發(fā)展；新的城鎮(zhèn)、水壩、水庫、礦區(qū)的開發(fā)、建設(shè)；旅游活動以及國際合作不充分也會對生物多樣性構(gòu)成威脅。

第2篇：微生物的多樣性范文

植物被稱為“地球的綠色斗篷”，它們通過光合作用和呼吸作用調(diào)節(jié)著地球的體溫，構(gòu)成了整個地球生物鏈的基礎(chǔ)。然而在地球長達46億年漫長的演化歷史中，高等植物卻直到4.7億年前才開始登上陸地。早期陸生維管植物的起源和演化是影響到整個地球生命的重要事件，其最顯著的效應是使古大氣中的二氧化碳濃度從2‰ (按體積計算)以上降至接近現(xiàn)今的水平，并且為隨后的動物登陸（約360百萬年前的晚泥盆世出現(xiàn)兩棲類）準備了食物基礎(chǔ)。早泥盆世（406~387百萬年前），地球植被的組成和現(xiàn)今完全不同，在全球范圍內(nèi)，植物都是剛剛登陸不久，處于最初的輻射演化時期。工蕨植物是那個時期的優(yōu)勢類群，代表了現(xiàn)今石松植物的祖先類群。

中國地質(zhì)學會主辦的學術(shù)期刊《地質(zhì)學報》（英文版）最近刊出了北京大學郝守剛教授和薛進莊副教授的國家自然科學基金資助項目的研究成果，他們詳細研究了我國云南早泥盆世的坡松沖植物群中產(chǎn)出的一種新工蕨植物――弱枝叉蕨（Ramoferis amalia）。植物個體矮小，通常只有幾十厘米；營養(yǎng)軸、無葉，多次二叉分枝；孢子囊聚集成穗，一些柔弱的細枝出現(xiàn)在生殖區(qū)域；孢子囊側(cè)生于莖軸上，橢圓形或近圓形，沿邊緣開裂以散布孢子。掃描電子顯微鏡技術(shù)揭示這一植物的孢子囊由兩壁層構(gòu)成，外層為垂周分裂的細胞層（外垂周層），而內(nèi)層為平周分裂的細胞層（內(nèi)平周層）。迄今世界上已報道16個工蕨植物屬，對這些工蕨植物孢子囊壁層結(jié)構(gòu)的對比研究表明，外垂周層和內(nèi)平周層的兩層壁結(jié)構(gòu)是工蕨植物在演化過程中出現(xiàn)的進步特征，而孢子囊的開裂機制在不同屬中則不盡相同，體現(xiàn)了工蕨植物生殖策略的多樣性。

現(xiàn)今中國大陸是由地史時期的古板塊在古生代和中生代拼合而成的復合體，植物化石的系統(tǒng)分類、古地理分布研究有助于認識古板塊的歷史。我國泥盆紀陸相地層廣泛發(fā)育，在早期陸生維管植物與環(huán)境的研究中，日益顯示出重要的學術(shù)地位。華南早泥盆世的坡松沖植物群所顯示的迅速演化分異遠出乎人們之前的想象。工蕨植物以豐富的組成和明顯的多樣性構(gòu)成坡松沖植物群的主要組成類群。同時，植物群中也包含了許多特異的植物，它們以獨特的生殖和營養(yǎng)器官組合顯示了不同于傳統(tǒng)的、依據(jù)勞倫大陸的化石材料所建立起來的植物器官和組織結(jié)構(gòu)演化的時序。我國華南地區(qū)在4億年前地處熱帶，氣候溫暖濕潤，本文的研究成果表明，在植物剛登陸不久，熱帶植物區(qū)中的工蕨植物即具有豐富的多樣性，這些植物是地球陸地表面最早的拓荒者之一。對比今昔，四億年前以工蕨植物占優(yōu)勢地位的植被是如何轉(zhuǎn)變至現(xiàn)今以被子植物占優(yōu)勢的植被，其中的奧秘昭顯著植物進化的魅力！

第3篇：微生物的多樣性范文

【關(guān)鍵詞】土壤微生物 環(huán)境脅迫 響應機制

作為生態(tài)安全系統(tǒng)的重要組成部分，土壤生態(tài)系統(tǒng)在微生物作用下充分發(fā)揮自身的生態(tài)功能。尤其在環(huán)境問題比較突出的背景下，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性很大程度上由微生物脅迫能力進行反映。因此通過通過生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性受土壤微生物影響分析、環(huán)境脅迫影響以及土壤微生物對環(huán)境脅迫響應的關(guān)系研究響應機制具有十分重要的意義。

一、土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性受土壤微生物影響分析

在分析土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性受土壤微生物影響過程中，首先需提及微生物的多樣性特征。根據(jù)以往學者分析，認為系統(tǒng)中的能量在發(fā)生流動或物質(zhì)進行循環(huán)的過程中，微生物發(fā)揮著不可替代的作用，能夠?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)功能進行維持。但從方法學角度，微生物影響機制受其自身多樣性特點影響仍有待于明確。對此在長期研究與實踐中對其多樣性生命層次進行總結(jié)，具體氛圍群落內(nèi)生物多樣性、群落之間的多樣性以及不同區(qū)域所表現(xiàn)的多樣性特點。而研究中的土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性主要指在外界環(huán)境干擾下系統(tǒng)能夠從結(jié)構(gòu)、功能等各方面保持穩(wěn)定性且具有一定的恢復能力與抵抗能力。以往在土壤真菌多樣性試驗過程中可發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定程度會隨多樣性的豐富程度逐漸升高。再如Wittebolle所研究的系統(tǒng)穩(wěn)定性受反硝化細菌群落的影響，發(fā)現(xiàn)微生物均勻程度以及物種的豐富度也會產(chǎn)生重要的作用。

二、土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性受環(huán)境脅迫的影響分析

（一）環(huán)境脅迫中土壤微生物響應分析

對環(huán)境脅迫的概念可理解為生物體生存過程中環(huán)境所帶來的壓力，或生態(tài)系統(tǒng)在環(huán)境影響下的發(fā)展受到一定的約束，通常表現(xiàn)為UV-B輻射、鹽堿脅迫、干旱脅迫以及冷害脅迫等。從土壤生態(tài)系統(tǒng)角度，其環(huán)境脅迫主要來源于土壤污染，特別在重金屬污染方面，對微生物群落結(jié)構(gòu)與微生物數(shù)量等造成嚴重影響，不利于土壤生態(tài)系統(tǒng)功能的發(fā)揮。也因如此，許多學者對重金屬影響進行一系列分析，如針對氮循環(huán)微生物，可將土壤添加其中并培養(yǎng)一段時間，其中土壤在汞濃度梯度方面不同。通過試驗發(fā)現(xiàn)硝化潛勢隨汞濃度的提高而逐漸減弱，證明貢脅迫下這種微生物在功能上能夠自行恢復。另外，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的反應也可通過微生物對一次干擾響應與二次干擾響應表現(xiàn)的不同特征進行反映。根據(jù)試驗可發(fā)現(xiàn)一次脅迫與二次脅迫在因子上具有極高的相似程度，能夠形成協(xié)同耐受性。而二者關(guān)系在一定條件下又表現(xiàn)出很大的差異，其原因在于響應上的不同。若對環(huán)境脅迫響應的類群消失后，便會出現(xiàn)新的類群，這些類群所表現(xiàn)的特征很容易對脅迫產(chǎn)生耐受性。

（二）以定量描述的方式分析

由前文可知，土壤微生物對其生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性能夠產(chǎn)生很大的影響，這就要求利用定量的方式對環(huán)境擾動與系統(tǒng)穩(wěn)定性間的關(guān)系進行描述。其中生態(tài)系統(tǒng)的恢復能力與抵抗能力計算中可利用樣品在環(huán)境擾動前后所表現(xiàn)的不同進行比較，并利用相應的計算公式如土壤間差異、土壤在擾動下的變化以及綜合計算方式等。通過這種定量描述方式，微生物多樣性與土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性間存在的數(shù)量關(guān)系能夠得到正確的分析與判斷。

三、土壤微生物對環(huán)境脅迫響應機制分析

（一）從抗性基因與微生物水平轉(zhuǎn)移角度

從前文中重金屬對土壤微生物的影響可分析，其恢復能力與抵抗能力的產(chǎn)生主要受四方面因素影響，即：第一，原有敏感性物種逐漸被耐受性物種所取代。第二，重金屬中具有抗性特征的基因會發(fā)生水平轉(zhuǎn)移。第三，抗性物種很可能受遺傳變異的影響而出現(xiàn)。第四，重金屬生物有效性的逐漸降低。通過一定的試驗研究便可推出土壤微生物群落多樣性與其自身結(jié)構(gòu)很容易受抗性基因與微生物的水平轉(zhuǎn)移而影響，這樣環(huán)境脅迫下的微生物群落在恢復能力以及抵抗能力等方面將逐漸提高。

（二）從功能冗余角度

功能冗余常發(fā)生在土壤微生物群落中，其具體指為物種的生態(tài)功能在一定條件下可能發(fā)生重疊情況，在一類群消失后，生態(tài)系統(tǒng)功能會在新類群作用下仍能夠保持正常狀態(tài)。很多情況下，受環(huán)境擾動影響，微生物群落結(jié)構(gòu)很可能發(fā)生改變，這時功能冗余的作用將充分發(fā)揮出來以確保群落的正常功能得以維持。因此有試驗研究表明，盡管環(huán)境脅迫影響下微生物群落可能無法以較快的速度向其初始狀態(tài)進行恢復，但生態(tài)系統(tǒng)不會受其變化影響。其原因在于新微生物群落與原有微生物群落存在重疊的功能冗余單元，而且群落整體水平不會受群落內(nèi)部功能單元的不同受到影響，這樣對土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性不會造成影響。

四、結(jié)論

在分析環(huán)境脅迫下土壤微生物的響應機制過程中，應注意結(jié)合土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性受土壤微生物影響、土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性受環(huán)境脅迫的影響分析，從而確定土壤微生物對環(huán)境脅迫響應機制。除文中所分析的響應機制外，也存在其他機制如生物細胞在環(huán)境脅迫下發(fā)生的變化等。因此實際研究過程中對響應機制的分析應不斷完善，確保其能夠為土壤污染修復工作提供參考依據(jù)。

參考文獻：

[1]蔡麗平.崩崗侵蝕區(qū)先鋒植物類蘆對環(huán)境脅迫的生理生態(tài)學響應機制[D].福建農(nóng)林大學，2012.

第4篇：微生物的多樣性范文

Abstract： Polymerase chain reaction and denaturing gel gradient electrophoresis method （hereafter abbreviated as PCR-DGGE） is getting a larger range of application. China has a slow start in this field but it is still gradually taken seriously and researched and applied by people. This paper analyzes the application and prospect of this in the field of environmental engineering.

關(guān)鍵詞： 環(huán)境工程；DGGE技術(shù)；污水處理

Key words： environmental engineering；DGGE technique；sewage treatment

中圖分類號：X32 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）03-0100-02

0 引言

基因工程是現(xiàn)代生物技術(shù)最為核心的內(nèi)容，屬于DNA的重新組合技術(shù)，也被稱為遺傳工程。該技術(shù)自問世以來已經(jīng)在諸多領(lǐng)域被廣泛研究和應用，這其中就涉及到環(huán)境工程。技術(shù)核心原理是一系列的DNA重組、拼接，實現(xiàn)該技術(shù)是在研究對象的細胞之外進行的。其目的是通過人為干涉來改變基因的組成。合理的使用該技術(shù)，能產(chǎn)生原有物質(zhì)本身不具備的特性；產(chǎn)生新的物種；合成能力更加強大?；蚬こ碳夹g(shù)已經(jīng)在環(huán)境項目中得到較好的應用，取得了相應的成果。

1 DGGE實現(xiàn)的基本原理

DNA指紋技術(shù)就是變性梯度凝膠電泳技術(shù)。屬于眾多的多態(tài)性分析技術(shù)中的一種。研究對象的DNA使用具有化學變性劑梯度的聚丙烯酰胺凝膠進行電泳，所使用的凝膠能有針對性的解鏈PCR的擴增產(chǎn)物。由于DNA雖然長度相同，在堿基序列上卻存在很大的差異。在DNA進行電泳時，雙鏈的解鏈所需要的變性劑濃度不同。在相應的變性劑濃度下序列不同的DN段發(fā)生變性，產(chǎn)生其空間構(gòu)型上的變化。雙鏈DNA在開始的時候會以線狀移向正極，當變性劑濃度逐漸增加后，G+C含量低含量的序列的部分會逐漸被打開，G+C高含量的部分仍然是雙鏈狀態(tài)。一旦DNA的雙鏈解鏈后，其分子端部的叉狀、中間的環(huán)形會發(fā)生部分熔化。此時，點用速度在聚丙烯酰胺凝膠中將會急速降低甚至停留在相對應的變性計對應的位置。經(jīng)過染色之后以分開的條帶形式呈現(xiàn)于凝膠之上。以上步驟可實現(xiàn)同長但有序列差異的DAN分子有效分開，形成變性的梯度主要用尿素和甲酰胺。

2 DGGE技術(shù)在環(huán)境工程領(lǐng)域中的應用

PCR-DGGE技術(shù)能有效的避開傳統(tǒng)微生物技術(shù)的局限性。當DGGE技術(shù)進入環(huán)境工程的微生物生態(tài)領(lǐng)域之后，這種新生技術(shù)很快變?yōu)檠芯课⑸锶郝浣Y(jié)構(gòu)最主要的技術(shù)手段之一。在活性污泥與生物膜等生物處理系統(tǒng)中，微生物具有多樣性。在進行相關(guān)的檢測、微生物鑒定以及種群演替研究的時候，DGGE技術(shù)已被廣泛應用。

2.1 污水生物處理中的應用方法 污水微生物群在CR-DGGE技術(shù)改變下與既有技術(shù)有很大差異，在這個過程中研究人員有了新的認識。

污水中的好氧細菌群落結(jié)構(gòu)和功能在溫度升高時會發(fā)生很大變化。運用DGGE技術(shù)我們可以分析出，不同溫度環(huán)境會存在不同的細菌群落。

在同等的工作環(huán)境下，使用PCR-DGGE技術(shù)，跟蹤分使用低溫菌、常溫菌分別接種的兩套活性污泥系統(tǒng)中的微生物群落結(jié)構(gòu)，進行及時動態(tài)觀察。在相同工藝條件下，對低溫菌群與常溫菌群進行相同的操作，結(jié)果是：產(chǎn)生的微生物群結(jié)構(gòu)有很強的相似性。隨著時間的推移，這兩類菌群在結(jié)構(gòu)上的相似度越來越強。

去除污水中的氨和氮主要使用硝化方法。在這種硝化作用過程中氨氧化細菌負責將氨氧成亞硝酸鹽。這種實現(xiàn)亞硝化作用過程是硝化過程中重要的步驟。所使用的氨氧化細菌具有生長速度低、相對生物種群較少的特點。傳統(tǒng)的細菌分離、培養(yǎng)、分析方法，會消耗工作人員大量的時間。采用PCR擴增16SrDNA、功能基因并且隨機克隆測序等相關(guān)技術(shù)手段。在高濃度氨氮廢水處理系統(tǒng)的不同時間，分析并且處理活性污泥樣品、氨氧化細菌的種類和氨單加氧酶的活性。御用PCR-DGGE相結(jié)合的技術(shù)，針對樣品將總細菌群進行差異性研究。實驗證明，PCR-DGGE技術(shù)可以使我們更為深入、全面的了解氨氧化細菌的類群及其相關(guān)功能。

應用PCR-DGGE工藝對城市污水處理與完全混合的傳統(tǒng)式處理工藝進行了相關(guān)的實驗對比。在同一反應器的不同位置，微生物群的分布、不同工況下的微生物種群結(jié)構(gòu)進行了相關(guān)的分析、研究。研究表明，這兩種污水處理工藝中的微生物種群都具有很強的多樣性，區(qū)別是：兩者種群的結(jié)構(gòu)差異巨大。

采用生物滴濾反應器與生物濾池處理相同的污水，然后采用PCR-DGGE研究不同反應器或反應器的不同位置中氨氧化細菌菌群的組成。種群對反應器的形式或者位置的差異沒有任何依賴性，不會隨這些因素變化而變化。

2.2 PCR-DGGE技術(shù)在廢氣生物處理中的應用 生物濾池與生物濾塔是處理臭味、異味行之有效的好辦法，這種生物過濾技術(shù)可以對惡臭與揮發(fā)性油劑廢氣體很好的遏制，從而該技術(shù)能夠很快的推廣。

在除臭生物濾池中較強酸性與中性兩種不同運行環(huán)境下，運用PCR-DGGE技術(shù)研究，可以發(fā)現(xiàn)：微生物種群的多樣性與生物種群結(jié)構(gòu)上發(fā)生的改變。利用擴增細菌16SrRNA基因的V3可變區(qū)，運用相關(guān)技術(shù)分析濾池內(nèi)的種群變化?；厥沼醒芯恳饬x的DN段，與PCR測序、T載體克隆測序有效的結(jié)合。最終確定眾多種群中的優(yōu)勢菌群。微生物對強酸性環(huán)境有很大影響；中性條件下的微生物種群更為豐富。此外，濾池的層次上的差異，也導致了種群空間分布的差異性。實驗證明，除臭過程中硫氧化細菌占有相對明顯的優(yōu)勢。

影響生物濾塔處理效率以及反應器的穩(wěn)定運行的主要因素是塔中的微生物種群的結(jié)構(gòu)，以及微生物的多樣性。我們可以采用DGGE技術(shù)，對處理含氨廢氣的生物濾塔中的微生物進行多樣性研究。隨時間的推移，對反應器不同填料、不同時期微生物多樣性比對研究。證明：微生物的多樣性與反應器運行時間的長短有直接關(guān)系，隨著時間的不斷延長其多樣性會有所降低；將填料方法進行對比可知：如果是堆肥填料，其微生物多樣性更為豐富，反應器也能達到很好的效果。

2.3 PCR-DGGE技術(shù)在污泥生物處理中的應用 污泥的穩(wěn)定化在污泥處理過程中是一個相當重要的過程。在此過程當中，微生物的穩(wěn)定對于整個污泥系統(tǒng)的穩(wěn)定起到了至關(guān)重要的作用。專家們采用DGGE指紋圖譜技術(shù)，研究污泥堆肥工藝中的細菌種群動態(tài)變化和種群的多樣性。研究證明：生物法污泥堆肥時間不大于8d。采用DGGE指紋圖譜與相似性系數(shù)Cs值對污泥堆肥各工藝環(huán)節(jié)樣品進行相關(guān)分析，可以發(fā)現(xiàn)，反應時間的持續(xù)，導致了微生態(tài)結(jié)構(gòu)的Cs值逐漸增高。這說明：微生物種群結(jié)構(gòu)會逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)。污泥微生態(tài)種群可以迅速進行選擇，進而調(diào)整內(nèi)部細菌種群數(shù)量和結(jié)構(gòu)。

采用PCR-DGGE技術(shù)，可以科學、直觀的研究出環(huán)境中細菌群落及多樣性。我們需要避開DGGE技術(shù)的先天缺陷，這就需要我們的科研工作人員，在該領(lǐng)域繼續(xù)加大研究力度，為環(huán)境工程做出更大貢獻。

參考文獻：

[1]王超，曾玉香.環(huán)境影響評價中公眾參與的問題和對策探討[J].環(huán)境科學與管理，2010.

第5篇：微生物的多樣性范文

關(guān)鍵詞：濱海鹽堿地；起壟溝播；堆肥；綠肥；改良；微生物區(qū)系

中圖分類號：S154.37+S156.4+2文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2016）06-0062-04

土壤微生物是構(gòu)成土壤微生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。分析土壤微生物區(qū)系的目的在于了解不同地區(qū)的土壤微生物生態(tài)系的特點及土壤內(nèi)部生態(tài)環(huán)境的變化對土壤微生物的生長活動規(guī)律的影響，為采取合理的農(nóng)業(yè)措施提供土壤微生物學方面的理論依據(jù)[1]。國外對鹽堿地土壤微生物的研究主要集中在耐鹽堿微生物的分離純化及極端鹽堿微生物的生態(tài)特征等方面，國內(nèi)研究主要包括鹽脅迫、不同改良措施及植被對鹽堿地土壤微生物的影響等[2]。在鹽堿地改良措施中，客土法在短期內(nèi)能改善土壤微生物各項指標，其次是排水法、生物法，排水法對土壤微生物不利，生物法改善土壤微生物生態(tài)狀況的速度相對較慢，但因其克服了客土法、排水法的缺點，因而有更好的應用前景[3]。受鹽分和pH值的脅迫，鹽堿地微生物區(qū)系和肥沃的糧田菜田土壤微生物區(qū)系有很大不同，其微生物總量一般在10-5～10-7cfu.g-1，比正常土壤的數(shù)量級低很多[4，5]，而且研究表明，高鹽度會降低微生物數(shù)量，尤其是放線菌數(shù)量。因此，土壤微生物對鹽脅迫極為敏感，可以作為土壤鹽脅迫過程中的重要指標[6]。鹽堿地起壟提高壟溝的表層土壤含水量，降低壟溝的土壤電導率，壟臺土壤EC升高，土壤表面出現(xiàn)積鹽現(xiàn)象，壟溝、壟臺的土壤物理狀況得到改善，增加了地表植被生物量和植被蓋度[7]。基于此，本試驗在起壟溝播小麥、玉米兩個輪作季的基礎(chǔ)上，研究了微生物數(shù)量區(qū)系與土壤其他理化性狀的相關(guān)性，為起壟改良鹽堿地提供科學依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗地概況

實驗基地位于東營渤海農(nóng)場，地理坐標為東經(jīng)118°07′～119°10′，北緯36°55′～38°12′；地處暖溫帶，四季溫差明顯，年平均氣溫11.7～12.6℃，年平均降水量530～630 mm，地下水埋深2～3 m，地下水礦化度10～40 g/L，受高礦化度地下水的影響，土壤極易返鹽退化[8，9]。試驗前土壤pH值8.4，全鹽3.8 g/kg，有機質(zhì)11.38 g/kg，全氮0.43 g/kg，全磷0.562 g/kg，全鉀17.9 g/kg，速效氮19 mg/kg，速效磷8.3 mg/kg，速效鉀112 mg/kg。土壤質(zhì)地砂質(zhì)中壤，前茬種植棉花。

1.2試驗設(shè)計與布局

試驗設(shè)計：①CK（平作）；②QL（起壟）；③DF（起壟+堆肥）；④LF（起壟+綠肥）；⑤DL（起壟+堆肥+綠肥）。

起壟工程標準：壟溝寬60 cm，壟背為梯形，底寬40 cm，頂寬10 cm，高20 cm。

小區(qū)設(shè)計標準：每個試驗小區(qū)30 m2，東西寬5 m（5壟），南北長6 m。重復3次，每個重復單元設(shè)置1.5 m的保護行路。

在試驗布設(shè)前，進行一次深翻、平整土地。堆肥選擇牛糞充分露天發(fā)酵，綠肥選擇鼠茅草、三葉草。

1.3測定指標及方法

分離計數(shù)培養(yǎng)基：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、馬丁氏孟加拉紅瓊脂培養(yǎng)基和高氏一號培養(yǎng)基，分別用于細菌、真菌和放線菌的分離與計數(shù)。

方法：稱取10 g鮮土樣置于已滅菌的裝有玻璃珠的三角瓶中，加入90 mL無菌水，振蕩 30 min使土樣分散成為均勻的土壤懸液，進行梯度稀釋，取合適的稀釋度涂平板，一般稀釋度好氧異養(yǎng)細菌采用 10-5～10-3，放線菌采用10-4～10-2，真菌采用10-3～10-1。將涂布均勻的平板倒置于30℃培養(yǎng)一定時間（細菌1～5 d，放線菌5～14 d，真菌3～6 d），進行 CFU（Colony Forming Unit）計數(shù)。

計算結(jié)果以每克烘干土中的微生物數(shù)量表示，計算公式為：每克干土中菌數(shù)=菌落平均數(shù)×稀釋倍數(shù)/干土質(zhì)量。

2結(jié)果與分析

2.1不同改良措施對鹽堿地土壤微生物區(qū)系的影響

從整體來看（圖1），細菌在6月數(shù)量達到最多；隨著季節(jié)的變化，8、10月數(shù)量明顯下降；等到來年春季4、5月數(shù)量慢慢回升。

與對照（平作）相比，起壟能夠顯著增加土壤細菌數(shù)量，增幅在4、5、6、8、10月分別為50.81%、35.62%、31.30%、64.29%、45.27%，起壟+堆肥處理同期增幅分別為104.76%、63.21%、38.39%、116.64%、84.89%，起壟+綠肥處理同期增幅分別為63.48%、48.28%、31.30%、73.79%、54.67%，起壟+堆肥+綠肥分別為128.57%、77.00%、72.73%、135.71%、99.94%?？梢?，不同改良措施對土壤細菌數(shù)量的影響：起壟+堆肥+綠肥>起壟+堆肥>起壟+綠肥>起壟>平作。

2.2不同處理微生物區(qū)系差異

由表1可知，各處理對細菌、放線菌和總菌數(shù)的影響效果基本相似，對真菌的影響有所不同。各處理細菌、放線菌數(shù)量和總菌數(shù)為起壟+堆肥+綠肥>起壟+堆肥>起壟+綠肥>起壟>平作，4個起壟處理之間均差異不顯著，但均顯著高于對照（平作），各處理真菌數(shù)量亦為起壟+堆肥+綠肥>起壟+堆肥>起壟+綠肥>起壟>平作，其中起壟+堆肥+綠肥、起壟+堆肥與對照差異顯著。

2.3土壤微生物區(qū)系與微生物多樣性、土壤理化性質(zhì)之間的相關(guān)關(guān)系

由表2可知，土壤細菌、真菌、放線菌的數(shù)量及總菌數(shù)與土壤鹽分含量之間呈負相關(guān)關(guān)系，與有機質(zhì)、水分之間呈顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，與pH值無顯著關(guān)系[15]。這表明鹽堿地鹽分、有機質(zhì)、水分是土壤微生物區(qū)系最直接的影響因子，而且其中有機質(zhì)影響作用比較顯著。

3討論與結(jié)論

鹽堿地微生物數(shù)量一般要少于普通農(nóng)用土壤，一般認為是鹽度導致的微生物生存適宜環(huán)境改變的結(jié)果[16]。土壤微生物群落是一個組成復雜的群體，不同微生物種類所要求的營養(yǎng)元素不盡相同[17，18]。施用有機肥能夠顯著增加土壤細菌、放線菌和真菌數(shù)量，說明施用有機肥為土壤微生物提供了較多的能源與養(yǎng)分，特別是有機碳源為微生物生命活動提供所需能量，且有機肥本身也含有大量活的微生物，促進了土壤微生物大量繁殖，使土壤微生物的新陳代謝加快，施有機肥更有利于提高土壤微生物活性以及維持土壤營養(yǎng)元素的良好循環(huán)，這與陳梅生等研究的長期施有機肥與缺素施肥對潮土微生物活性的影響結(jié)果一致[19]；孫文彥等[20]研究綠肥與苗木間種改良苗圃鹽堿地，認為種植翻壓耐鹽綠肥作物（毛葉苕子和二月蘭）可提高鹽漬土細菌、放線菌、真菌數(shù)量，改善鹽堿地土壤質(zhì)量狀況。

本研究結(jié)果表明：起壟和堆肥、綠肥相結(jié)合的各種處理對提高鹽堿地細菌、真菌、放線菌數(shù)量有良好的影響效果，5種處理對細菌、真菌、放線菌影響效果基本相似，均表現(xiàn)為：起壟+堆肥+綠肥>起壟+堆肥>起壟+綠肥>起壟>平作。從各種菌類增幅看，5種處理對細菌的增幅最大，其次是放線菌，對真菌的增幅相對來說較少。說明起壟溝播種植和地力提升技術(shù)（堆肥、綠肥）相結(jié)合具有良好的鹽堿地土壤改良作用，可以減緩由于鹽堿導致的土壤肥力損失，增加土壤微生物多樣性。

同時各種土壤理化性質(zhì)與微生物區(qū)系也存在相關(guān)關(guān)系。鹽堿地土壤鹽分含量及水含量限制了土壤微生物活動[10]，尤其對細菌的生長活動有重要影響[11]。有研究表明，土壤含水率的變化對土壤細菌多樣性影響不顯著，而對真菌多樣性影響差異顯著。此外，土壤含水率與鹽分的交互作用對細菌多樣性不顯著，對真菌多樣性的影響顯著。而有機質(zhì)也是微生物最主要的影響因子，已有研究結(jié)果表明，土壤有機質(zhì)含量是影響土壤微生物量的一個重要因素[12，13]。土壤有機碳對土壤微生物量起關(guān)鍵作用，有機碳控制著土壤中能量和營養(yǎng)物的循環(huán)，是微生物群落穩(wěn)定的能量和營養(yǎng)物的來源，有機碳越高，土壤微生物量就越大[14]。本試驗結(jié)果表明，微生物量與土壤鹽分含量之間呈顯著負相關(guān)關(guān)系，這與郭永忠等研究不同改良措施對銀川平原鹽堿地土壤微生物區(qū)系的影響結(jié)果一致[21]，與有機質(zhì)、水分之間呈極顯著或顯著相關(guān)關(guān)系，與pH值沒有顯著關(guān)系。

參考文獻：

[1]王梅，江麗華，劉兆輝，等.石油污染物對山東省三種類型土壤微生物種群及土壤酶活性的影響[J].土壤學報，2010，47（2）：341-346.

[2]李鳳霞，郭永忠，許興.鹽堿地土壤微生物生態(tài)特征研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2011，39（23）：14065-14067，14174.

[3]康貽軍，楊小蘭，沈敏，等.鹽堿土壤微生物對不同改良方法的響應[J].江蘇農(nóng)業(yè)學報，2009，25（3）：564-567.

[4]康貽軍，胡健.灘涂鹽堿土壤微生物生態(tài)特征的研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2007，26（增刊）：181-183.

[5]孫佳杰.天津濱海鹽堿土壤微生物生態(tài)特征的研究[J].南京林業(yè)大學學報，2010，34（3）：57-60.

[6]周玲玲，孟亞利，王友華，等.鹽脅迫對棉田土壤微生物數(shù)量與酶活性的影響[J].水土保持學報，2010，24（2）：241-246.

[7]關(guān)法春，苗彥軍，Tianfang Bernie Fang，等.起壟措施對重度鹽堿化草地土壤水鹽和植被狀況的影響[J].草地學報，2010，18（6）：763-767

[8]劉岳燕，姚槐應，黃昌勇.水分條件對水稻土微生物群落多樣性及活性的影響[J].土壤學報， 2006， 43 （5）： 828-834.

[9]李東坡，武志杰，陳利軍.有機農(nóng)業(yè)施肥方式對土壤微生物活性的影響研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2005，13（2）：99-101.

[10]林學政，陳靠山，何培青，等.種植鹽地堿蓬改良濱海鹽漬土對土壤微生物區(qū)系的影響[J]. 生態(tài)學報，2006，26（3）：801-807.

[11]趙勇，李武，周志華，等.秸稈還田后土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化的初步研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2005，24（6），1114-1118.

[12]Powlson D S， Boroks P C， Christensen B T. Measurement of soil microbial biomass provides an indication of changes in total soil organize matter due to straw incorporation[J]. Soil Biology and Biochemistry， 1987， 19： 159-164.

[13]Lovell R J S， Bardgett R. Soil microbial biomass and activity in long-term grassland： effects of management changes[J]. Soil Biology and Biochemistry， 1995， 27： 969-975.

[14]劉秉儒.賀蘭山東坡典型植物群落土壤微生物量碳、氮沿海拔梯度的變化特征[J]. 生態(tài)環(huán)境學報， 2010， 19（4）：883-888.

[15]王世強，胡長玉，程東華，等.調(diào)節(jié)茶園土壤pH對其土著微生物區(qū)系及生理群的影響[J].土壤， 2011， 43（1）： 76-80.

[16]張瑜斌，林鵬，魏小勇，等.鹽度對稀釋平板法研究紅樹林區(qū)土壤微生物數(shù)量的影響[J].生態(tài)學報， 2008， 28（3）：1288-1296.

[17]鄭華，歐陽志云，方治國，等.BIOLOG在土壤微生物群落功能多樣性研究中的應用[J].土壤學報，2004，41（3）：456-461.

[18]時亞南.不同施肥處理對水稻土微生物生態(tài)特性的影響[D].杭州：浙江大學，2007：37-41.

[19]陳梅生，尹睿，林先貴，等.長期施有機肥與缺素施肥對潮土微生物活性的影響[J].土壤，2009，41（6）：957-961.

第6篇：微生物的多樣性范文

關(guān)鍵詞：變性梯度凝膠電泳；微生物實驗；實驗教學改革

中圖分類號：G462 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）39-0247-02

微生物學是高等院校生物類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門實驗性和應用性很強的學科。微生物學實驗是微生物學的重要組成部分，是現(xiàn)代生物學技術(shù)的重要基礎(chǔ)，對于學生加深理論知識的理解，培養(yǎng)創(chuàng)新與實踐能力具有非常重要的作用[1]。傳統(tǒng)的微生物實驗教學內(nèi)容一般以驗證性和演示性為主，注重培養(yǎng)學生的基本實驗技能，但對學生綜合實驗技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有待提高。隨著國家對創(chuàng)新人才的需求，適當增加綜合性和研究性實驗內(nèi)容的比重是微生物實驗教學改革的發(fā)展方向，對于提高學生的思維能力、動手能力有著積極的作用[1-3]。

本校非常重視實驗教學改革工作，鼓勵學生在掌握基本實驗技能后，積極參加設(shè)計性、研究性實驗，包括院校兩級的大學生科研立項或教師的研究課題，并給予相應的創(chuàng)新學分。通過該項措施進一步激發(fā)了學生的學習興趣，并有效提高了學生的實驗技能及分析問題和解決問題的能力。目前微生物實驗教學主要包括傳統(tǒng)的微生物實驗技術(shù)，隨著分子生物技術(shù)的發(fā)展，微生物研究技術(shù)突破了以往主要依賴純培養(yǎng)物的局限性，特別是在生態(tài)環(huán)境樣品中的微生物群落結(jié)構(gòu)分析中，基于PCR擴增的分子生物學方法逐漸取代了傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法，大大拓展了微生物研究的范圍[4]。因此，我們在后續(xù)的研究性實驗中引入了變性梯度凝膠電泳在微生物群落結(jié)構(gòu)分析中的應用等創(chuàng)新型實驗項目，使實驗教學從基礎(chǔ)性向綜合性和研究性推進。

一、變性梯度凝膠電泳（DGGE）技術(shù)概述

由于自然環(huán)境中微生物生存條件的復雜性，大多數(shù)微生物以未可培養(yǎng)的形式存在。DGGE是一種不依賴微生物培養(yǎng)技術(shù)的研究方法，能快速、準確鑒定環(huán)境中微生物種群，在揭示復雜微生物群落演替規(guī)律和功能基因多樣性方面具有獨特的優(yōu)越性，已被廣泛應用于微生物分子生態(tài)學研究各領(lǐng)域[5]。DGGE技術(shù)的基本原理是在聚丙烯酰胺凝膠的基礎(chǔ)上，加入呈梯度分布的變性劑（甲酰胺及尿素），雙鏈DNA分子部分解鏈導致電泳遷移率降低，而序列不同的DNA分子解鏈行為不同，在凝膠中的移動速度也就不同，從而使得長度相同而序列不同的DN段分離。因此，通過測序分析凝膠上不同的譜帶，可以檢測微生物種群的遺傳多樣性和動態(tài)變化[6]。DGGE技術(shù)的工作流程主要包括以下幾個步驟：（1）環(huán)境樣品的采集；（2）樣品中微生物基因組DNA的提取；（3）DN段的PCR擴增；（4）PCR產(chǎn)物的DGGE分析；（5）DNA條帶的序列分析。

二、變性梯度凝膠電泳技術(shù)在微生物實驗教學中的應用

變性梯度凝膠電泳技術(shù)是一項綜合性較強的實驗技術(shù)，涉及的知識面較廣，要求學生既要有全面扎實的理論知識，又要求較強的實際動手能力。我校的微生物學實驗安排在大學二年級的上學期，通過學習使學生掌握微生物學實驗的基本原理和操作技術(shù)。此外通過后續(xù)的生化分析技術(shù)和分子生物學實驗等課程，學生掌握了聚丙烯酰胺凝膠電泳、基因組提取和PCR擴增等實驗技術(shù)。因此該項研究性實驗項目主要面向大學二年級和三年級的學生，我們?yōu)閷W生提供開放的實驗室環(huán)境，學生自己組成實驗小組，可根據(jù)自己的實際情況安排時間。整個實驗由學生實驗小組開展并完成，同時在實施過程中配備指導教師進行隨時指導。根據(jù)學生的學習興趣并結(jié)合實驗室的科研課題，我們近幾年開設(shè)了多項DGGE技術(shù)在微生物研究中應用的實驗，包括《氯嘧磺隆對土壤微生物類群的影響》、《SBR反應器中聚磷菌群的結(jié)構(gòu)分析》、《不同森林土壤中產(chǎn)漆酶細菌群落結(jié)構(gòu)的研究》和《厭氧污泥對偶氮廢水的脫色及污泥菌群結(jié)構(gòu)分析》等研究性實驗項目。環(huán)境樣品中DNA的提取是影響微生物多樣性的DGGE檢測結(jié)果的重要因素[7]，學生通過比較不同提取方法對DNA產(chǎn)量和純度的影響，確定了針對不同的實驗樣品（土壤或污泥）的最佳提取方法，在這一過程中加深了對DNA提取原理和方法的認識。通過DGGE圖譜的分析，學生可以直觀地了解到污染脅迫等環(huán)境條件下微生物群落結(jié)構(gòu)的改變及優(yōu)勢菌群形成的動態(tài)過程，更加深刻地理解富集培養(yǎng)技術(shù)在分離特定功能微生物上的應用。學生通過后續(xù)的序列比對分析，可以學習到相關(guān)環(huán)境中常見的微生物優(yōu)勢菌屬，特別是一些非培養(yǎng)微生物序列的出現(xiàn)豐富了學生對微生物多樣性的認識。通常面向本科生開設(shè)的微生物實驗主要以好氧微生物為對象，因此學生接受的微生物學知識側(cè)重于好氧微生物，對厭氧微生物的接觸和認識較少。我們通過引入?yún)捬醐h(huán)境中微生物結(jié)構(gòu)分析等實驗項目，使學生有機會接觸厭氧箱的使用，掌握厭氧微生物的培養(yǎng)方法等實驗內(nèi)容，進一步豐富實驗教學內(nèi)容，深化實驗教學改革。

三、小結(jié)

分子生物學技術(shù)的發(fā)展，展示了一個更為豐富的微生物世界。與目前基于高通量測序的微生物多樣性分析方法相比，DGGE技術(shù)具有快捷、方便、成本低等優(yōu)點，適合應用于微生物創(chuàng)新實驗教學。通過這些研究性實驗的開展，使學生完成無法在正常教學時間進行的實驗內(nèi)容，拓展了與其他學科實驗技術(shù)的綜合應用，在激發(fā)學生學習興趣的同時，不僅提升了學生的實驗操作技能和團隊協(xié)作能力，而且增強了綜合思考及分析解決問題的能力，為獨立完成畢業(yè)論文實驗及今后從事科研工作打下了堅實的基礎(chǔ)[8]。

參考文獻：

[1]張萍華，蔣冬花.微生物學創(chuàng)新實驗教學體系的構(gòu)建與實踐[J].微生物學雜志，2013，32（3）：107-109.

[2]袁生，徐旭士，戴傳超，何偉，張茵，尚廣東，戴亦軍.微生物學實驗課程的改革與實踐[J].高等理科教育，2012，（2）：138-140.

[3]賈艷萍，張?zhí)m河，馬姣.立足學科發(fā)展的微生物學實驗教學改革研究[J].實驗技術(shù)與管理，2012，29（12）：26-32.

[4]李曉然，呂毅，宮路路，柳陳堅.微生物分子生態(tài)學發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀[J].中國微生態(tài)學雜志，2012，24（4）：366-369.

[5]李琬，李景鵬.分子生物學技術(shù)在堆肥微生態(tài)研究中的應用研究進展[J].中國農(nóng)學通報，2012，28（18）：20-25.

[6]王洋清，楊，李勇.DGGE技術(shù)在森林土壤微生物多樣性研究中的應用[J].生物技術(shù)通報，2011，（5）：75-79.

[7]高慧琴，劉凌.PCR-DGGE技術(shù)中不同DNA提取方法綜述[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2011，39（1）：52，102.

[8]高健，周建良，蔣本桂，張潔.普通微生物實驗教學全面開放理論的建構(gòu)[J].當代教育理論與實踐，2012，4（3）：113-114.

第7篇：微生物的多樣性范文

選擇題

1.(2015·學軍月考)科學家在南極洲近海大陸架下850 m處的泥床盆地發(fā)現(xiàn)超過100萬只巨型帝王蟹。在帝王蟹所在水域的上方，生活著大量的植物和動物，其中棘皮動物包括海蛇尾、海百合和海參。這些棘皮動物都沒有生活在海蟹所在水域。下列有關(guān)說法錯誤的是()

A.南極水域所在的動物、植物和微生物共同構(gòu)成了生物多樣性

B.生物多樣性的形成是生物長期進化的結(jié)果

C.帝王蟹的入侵可能會導致某些物種滅絕，使生物多樣性減少

D.要保護當?shù)厣锒鄻有圆槐坏弁跣菲茐?，可以采用合理的有計劃的捕撈措?/p>

2.微山湖是山東境內(nèi)的一個面積較大的湖泊，二十年前這里是碧波萬頃、魚兒滿湖、野鴨成群，還有“接天蓮葉無窮碧，映日荷花別樣紅”的美麗景象。二十年來，湖區(qū)四周縣市的工業(yè)快速發(fā)展，城市居民急增，因而大量的工業(yè)廢水、生活廢水、垃圾涌入該湖。湖水變得不僅很渾濁，而且腥臭難聞。據(jù)有關(guān)專家說，近幾年來，微山湖中已消失了一些物種，例如，四鼻孔鯉魚、野鴨、水螅等。上述的現(xiàn)象說明的道理主要是()

A.環(huán)境污染是破壞生物的多樣性的重要原因

B.掠奪式的開發(fā)是破壞生物多樣性的主要原因

C.外來物種入侵破壞了生物的多樣性

D.環(huán)境教育缺乏是破壞生物多樣性的根本原因

3.(2014·江蘇高考)下列關(guān)于生物多樣性的敘述，錯誤的是()

A.生態(tài)系統(tǒng)中捕食者的存在可以促進物種多樣性的提高

B.把沼澤地改造成人造林是增加生物多樣性的重要手段

C.花費大量人力物力保護無經(jīng)濟價值的物種是為人類生存發(fā)展保留空間

D.農(nóng)田是具有高度目的性的人工生態(tài)系統(tǒng)，清除雜草與保護生物多樣性的原則不矛盾

4.我國科學家已成功培育出全球首例、遺傳性穩(wěn)定、能自然繁殖的四倍體魚類。雖然四倍體魚生長快、肉質(zhì)好、抗病性強，但研究人員并不是直接把它投入生產(chǎn)，而是將它與二倍體魚雜交，將它們的后入生產(chǎn)。你認為這樣做的主要意義是()

A.充分利用雜種優(yōu)勢

B.保護環(huán)境中物種的多樣性、維護生態(tài)平衡

C.保護自身知識產(chǎn)權(quán)

D.避免出現(xiàn)新基因

5.自然界中，有些新植物或動物物種的出現(xiàn)會打破原來固有的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，有時甚至給當?shù)丨h(huán)境帶來壓力和災難，造成生態(tài)系統(tǒng)退化。臭名昭著的入侵物種有能和鱷魚搏斗的緬甸蟒蛇、瘋狂繁殖的亞洲鯉魚、數(shù)量驚人的八哥等。下列關(guān)于生物入侵的敘述不正確的是()

A.生物入侵會使原生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性受到嚴重威脅

B.生物入侵會使生態(tài)系統(tǒng)的成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)變復雜，抵抗力穩(wěn)定性增強

C.生物入侵會打破生態(tài)系統(tǒng)中生物間的制約關(guān)系，破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)

D.適當引入外來物種，可增加物種多樣性，使當?shù)氐纳鷳B(tài)平衡更加穩(wěn)定

6.下圖甲為某清潔水體在遭受一次性有機物輕度污染后污染物含量的變化。水體中好氧性微生物數(shù)量變化的曲線最可能接近于圖乙中的曲線是()

A.Ⅰ B.Ⅱ

C.Ⅲ D.Ⅳ

7.調(diào)查某湖泊的水質(zhì)污染狀況，在注入湖泊的四個主要水源的入口處采集水樣，鏡檢水中動物、植物的種類和數(shù)量，結(jié)果如下：1號水源水樣中有單一種類的纖毛蟲，如草履蟲，且數(shù)量極多;2號水源水樣中單細胞藻類種類較多，且數(shù)量也極大;3號水源水樣中未見任何動物、植物，且發(fā)出刺鼻的氣味;4號水源水樣中浮游動物、植物均有發(fā)現(xiàn)，但數(shù)量不多。根據(jù)以上結(jié)果分析，該湖泊的污染中，污染的嚴重性由重到輕的排列順序是()

A.3、1、2、4 B.3、1、4、2

C.4、2、1、3 D.2、4、3、1

8.下面為人與環(huán)境關(guān)系的三種模式圖，下列對“環(huán)境容量”的理解錯誤的是()

A.環(huán)境容量是指生態(tài)系統(tǒng)對人口的承載能力

B.隨著生產(chǎn)的發(fā)展，環(huán)境容量在不斷加大

C.人口的過度增長會造成資源枯竭，環(huán)境容量降低

D.生物圈的穩(wěn)態(tài)是人類生存的前提和人類改造自然的基礎(chǔ)

9.(2014·臺州一模)為應對“垃圾圍城”危機，很多省市對生活垃圾進行分類管理。下列說法錯誤的是()

A.垃圾分類處理，實現(xiàn)了垃圾資源化和能量循環(huán)利用

B.微生物能分解垃圾說明生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力

C.垃圾分類處理減輕了環(huán)境污染，提高了城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

D.此舉有利于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展

10.天鵝洲自然保護區(qū)是為了實現(xiàn)麋鹿回歸自然而建立起來的，保護區(qū)內(nèi)野生動植物資源豐富，但沒有大型食肉動物。1993年以來，分三批從北京引進的94頭麋鹿，自由生活在保護區(qū)內(nèi)，完全以野生植物為食物，種群數(shù)量明顯增加，2003年約為450頭，目前已經(jīng)超過800頭，并形成了3個亞種群。但近年來，隨著人類在保護區(qū)內(nèi)的某些活動增加，麋鹿開始出現(xiàn)種群密度受制約的跡象。以下分析正確的是()

A.保護麋鹿的意義在于保護遺傳多樣性和物種的多樣性

B.建立自然保護區(qū)后，麋鹿的環(huán)境容納量就可以一直穩(wěn)定不變

C.麋鹿在保護區(qū)內(nèi)生活，沒有捕食者，食物充足，因此沒有環(huán)境阻力

D.由于出現(xiàn)生殖隔離，原來的一個麋鹿種群形成了3個種群

11.珍稀物種保護面臨的問題是棲息地的破碎。人類已經(jīng)把大部分陸地用于農(nóng)業(yè)種植，而很多野生動物是無法在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中生存的。其余的陸地很多都在經(jīng)歷破碎過程或已經(jīng)破碎成許多很小的板塊。下圖所示是棲息地破碎對種群動態(tài)的影響。

下列關(guān)于棲息地破碎對種群影響的敘述錯誤的是()

A.對于白臉猴來說，棲息地越大，種內(nèi)斗爭越少，個體生存機會越大

B.白臉猴種群越大，種群維持時間越長，是出生率高的緣故

C.白臉猴種群越小，種群維持時間越短，是因為氣候和疾病等容易導致種群內(nèi)生物忽然滅絕

D.棲息地的破碎也會導致基因交流的機會減少

12.奶牛場每天排放大量的糞便、飼料殘渣，如不處理會嚴重影響周邊人、畜的飲水安全等。下面是某奶牛場廢水處理流程圖，請據(jù)圖分析下列說法錯誤的是()

A.廢水流入?yún)捬醭厍埃杞?jīng)稀釋處理，是為了防止微生物失水過多死亡

B.控制廢水流入氧化塘的速率，除有利于氧化塘中有機物被充分分解外，還有利于無機鹽被充分吸收，使出水口處的水質(zhì)達到排放要求

C.輸入此氧化塘的能量有太陽能和化學能，氧化塘前部的溶解氧含量比后部的多

D.氧化塘后部種植蓮等挺水植物，有利于減少出水口處水中的浮游藻類，原因是挺水植物起遮光作用，影響浮游藻類進行光合作用

二、非選擇題

13.下面為組成生物多樣性的3個層次示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：

(1)生物圈內(nèi)所有的______________________，以及它們所擁有的全部________以及各種各樣的________，共同構(gòu)成了生物多樣性。

(2)保護生物的多樣性是在[]________、[]________、[]________3個層次上采取保護戰(zhàn)略和保護措施。

(3)在“蒲公英麻雀蛇”這條食物鏈中：

①蒲公英可以作為工業(yè)原料，蛇可以作為制藥原料。以上可說明生物多樣性具有________價值。

②在上述食物鏈中，麻雀數(shù)目的增多 ，導致蛇的數(shù)目也增多，但蛇增多后，麻雀數(shù)目受到抑制。這種內(nèi)在的調(diào)節(jié)作用屬于________，同時也說明生物多樣性具有________價值。

14.在草原設(shè)置固定樣地，研究不同程度下放牧和割草兩種利用方式的地上生物量和生物多樣性之間的關(guān)系，結(jié)果如下圖。

(1)研究小組首先選取一定大小的樣方，識別并統(tǒng)計________________________。

(2)在放牧草地中，有利于________植物的生長;在割草草地中，有利于________植物的生長。隨著割草強度的增加，草地的________整體呈現(xiàn)下降趨勢，但圖中________呈增加趨勢。

(3)低等、中等強度的放牧草地和割草草地比較說明，牲畜喜食________植物，導致各種植物間的________關(guān)系發(fā)生改變。

(4)放牧和割草不僅影響地上植物的生長情況，也會影響土壤小動物和微生物的數(shù)量及分布，從而改變草原群落的________結(jié)構(gòu)。

(5)放牧量和割草量的增加會導致土壤鹽堿化加重，研究小組通過大量的實驗發(fā)現(xiàn)鋪枯草層能有效地治理鹽堿地，其主要原因是：________________________，無機營養(yǎng)物質(zhì)不斷歸還土壤，有利于植物的生長。

1.選A　南極水域所有的動物、植物和微生物，它們所擁有的全部基因以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)，共同構(gòu)成了生物多樣性;生物多樣性的形成是生物長期進化的結(jié)果;帝王蟹的入侵可能會導致棘皮動物包括海蛇尾、海百合和海參等不能生存，使生物多樣性減少;要保護當?shù)厣锒鄻有圆槐坏弁跣菲茐?，就要減少帝王蟹的數(shù)量，可以采用合理捕撈措施。

2.選A　抓住題干信息中湖泊的前后變化及經(jīng)濟發(fā)展變化，比較二者，不難發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染的同時，生物種類減少，生物的減少，導致污染物凈化的減慢，二者形成惡性循環(huán)，最終造成生物多樣性的破壞。

3.選B　捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，為其他物種創(chuàng)造出更多空間，以促進物種多樣性的提高;把沼澤地改造成人造林，會使生物種類減少，生物多樣性降低;無經(jīng)濟價值的物種可能具有間接價值或潛在價值，保護生物多樣性，才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展;保護生物多樣性是對生物資源的合理利用和保護，清除農(nóng)田中的雜草是為了使能量盡可能多地流向?qū)θ祟愑幸娴霓r(nóng)作物。

4.選B　四倍體魚生長快、抗病性強，直接投入生產(chǎn)可能會導致其他物種的滅絕，不利于生態(tài)平衡的維持，而四倍體魚與二倍體魚雜交，所得的后代為三倍體，高度不育，這樣可以保護物種的多樣性、維護生態(tài)平衡。

5.選B　根據(jù)生態(tài)學原理，引入外來物種適當，可建立新的食物鏈，增加物種多樣性，使當?shù)氐纳鷳B(tài)平衡更加穩(wěn)定，達到生態(tài)效益和經(jīng)濟效益并重。但如果發(fā)生外來物種入侵或引種不當，則首先會減少當?shù)氐奈锓N，從而破壞當?shù)氐纳锒鄻有?其次是破壞生態(tài)系統(tǒng)的功能。

6.選D　污染開始時，水體中有機物的含量較高，好氧性微生物大量增加，達到一定限度后，隨有機物含量的減少，水中好氧微生物數(shù)量又逐漸減少。

7.選A　由題意可知，3號水源水樣受污染程度最重，因為水樣中未見任何動物、植物，且發(fā)出刺鼻的氣味;1號水源水樣受污染的程度較重，因為草履蟲數(shù)量多，說明水體中細菌數(shù)量大大增加;2號水源水樣受污染的程度較小，因為水樣中單細胞藻類種類較多，且數(shù)量也極大，說明水體富營養(yǎng)化嚴重;4號水源水樣受污染程度最小。

8.選B　從題圖所示看出，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，人口的過度增長會造成對資源的過度利用，導致新的環(huán)境容量比原來的環(huán)境容量小。

9.選A　垃圾分類處理，實現(xiàn)了垃圾資源化，提高了能量利用率，但不能使能量循環(huán)利用;微生物能分解垃圾，降低垃圾對生態(tài)環(huán)境造成的危害，提高了城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，說明了生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力;垃圾分類處理可以將廢物資源化，有利于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。

10.選A　由于環(huán)境的變化，建立自然保護區(qū)后，麋鹿的環(huán)境容納量并非一直穩(wěn)定不變;“隨著人類在保護區(qū)內(nèi)的某些活動增加，麋鹿開始出現(xiàn)種群密度受制約的跡象”，這個信息告訴我們，麋鹿在保護區(qū)內(nèi)生活，同樣存在環(huán)境阻力;3個亞種群間麋鹿并沒有發(fā)生生殖隔離，沒有形成新物種。

11.選B　若棲息地范圍較廣，則種內(nèi)斗爭不激烈，個體生存機會增大，出生率升高，同時死亡率降低，種群數(shù)量增多，種群維持時間變長;種群小，變異類型少，遇到不良環(huán)境容易被淘汰;棲息地的破碎在一定程度上形成地理障礙，阻礙了基因交流。

12.選C　廢水流入?yún)捬醭厍跋冉?jīng)稀釋處理，是為了防止微生物在高濃度廢水中失水過多死亡。適當減緩廢水的流速，延長廢水與微生物、水生植物的接觸時間，有利于廢水中有機物的充分分解和分解后產(chǎn)生的無機物的吸收，降低污染物含量。輸入此氧化塘的能量有塘中生產(chǎn)者固定的太陽能和流入的廢水中有機物含有的化學能;氧化塘前部的有機物含量較高，需氧微生物大量消耗氧氣分解有機物，故溶解氧含量比后部的低。挺水植物能適當遮光，不利于藻類的光合作用，從而減少藻類的數(shù)量。

13.解析：圖中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別是從遺傳、物種和生態(tài)系統(tǒng)三個不同層次說明生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。生物多樣性的直接價值是指對人類有食用、藥用和工業(yè)原料等實用意義，以及有旅游觀賞、科學研究和文藝創(chuàng)作等非實用意義的價值;間接價值是指對生態(tài)系統(tǒng)起到重要調(diào)節(jié)功能的價值，也叫生態(tài)功能。

答案：(1)植物、動物和微生物　基因　生態(tài)系統(tǒng)　(2)遺傳　物種　生態(tài)系統(tǒng)

(3)①直接?、谪摲答仭￠g接

14.解析：(1)調(diào)查物種豐富度時，要首先選取一定大小的樣方，識別并統(tǒng)計物種的名稱(種類、豐度)和數(shù)量。(2)據(jù)圖分析發(fā)現(xiàn)，在放牧草地中，有利于1、2年生植物的生長;在割草草地中，有利于禾本科植物的生長。隨著割草強度的增加，草地的地上生

物量整體呈現(xiàn)下降趨勢，但圖中物種豐富度呈增加趨勢。(3)比較低等、中等強度的放牧草地和割草草地，可以發(fā)現(xiàn)，牲畜喜食禾本科和豆科植物，導致各種植物間的競爭關(guān)系發(fā)生改變。(4)放牧和割草不僅影響地上植物的生長情況，也會影響土壤小動物和微生物的數(shù)量及分布，從而改變草原群落的垂直結(jié)構(gòu)。(5)枯草在分解者的作用下，無機營養(yǎng)物質(zhì)不斷歸還土壤，有利于植物的生長，所以鋪枯草層能有效地治理鹽堿地。

答案：(1)物種的名稱(種類、豐度)和數(shù)量(生物量)

(2)1、2年生　禾本科　地上生物量　植物種類(生物多樣性、物種豐度)

(3)禾本科和豆科　競爭

第8篇：微生物的多樣性范文

關(guān)鍵詞：土壤；細菌；多樣性；DGGE

土壤中微生物種類極其豐富，文獻曾報道，1g農(nóng)田土壤中就含有幾百萬細菌、數(shù)十萬真菌孢子和數(shù)萬個原生動物和藻類[1]。微生物以它所具有的各種生物化學活性 ，積極參與土壤中各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程 ，是土壤中各種生物化學和生理學過程動態(tài)平衡的主要調(diào)節(jié)者。目前在生態(tài)學和環(huán)境科學的研究領(lǐng)域，關(guān)于土壤微生物尤其是土壤中微生物多樣性及其在生態(tài)系統(tǒng)中的作用的研究越來越受到重視；而傳統(tǒng)的平板培養(yǎng)分離方法研究土壤微生物多樣性有很大的缺陷，能夠人工培養(yǎng)的土壤微生物的數(shù)量只占其總數(shù)的1%左右[2]，且這種分離培養(yǎng)方法不能很好地反映土壤微生物多樣性的原始狀態(tài)等[3]，這就使得采用新的技術(shù)和方法顯得尤為必要。

變性梯度凝膠電泳技術(shù)（Denaturing Gradient Gel Electrophoresis，DGGE）作為一種DNA指紋圖譜技術(shù)，最先由Muzyer等于1993年將其應用于微生物生態(tài)學研究[4]，證實了該技術(shù)在研究自然界微生物群落的種群差異和遺傳多樣性方面具有明顯的優(yōu)越性。DGGE因其可靠、方便快捷、重現(xiàn)性好等特點，迅速成為微生物群落多樣性和動態(tài)分析的強有力工具[5]。目前廣泛運用于土壤、水體、食品、活性污泥等各種樣品中的微生物多樣性檢測和種群演替的分析[6～9]。但昂貴的進口設(shè)備和比較復雜的操作，使得該技術(shù)在基層技術(shù)部門以及高等院校人才培養(yǎng)中的應用受到了限制。因此，選用適宜的引物，并對PCR及DGGE的實驗條件進行優(yōu)，以獲得較好的分析結(jié)果顯得尤為重要。本試驗優(yōu)化了DGGE電泳時間長度，篩選了最佳PCR引物，比較了兩種染色方法，得到了在國產(chǎn)DGGE系統(tǒng)分析土壤微生物多樣性的最佳條件。

1、材料與方法

1.1、試驗材料

試驗土壤樣品21個，于2011年9月采自許昌市襄城縣庾河村煙田。烤煙品種為當?shù)刂髟云贩N中煙100，種植方式為煙薯套種。對采集的土樣自然風干，研磨過100#篩子，裝袋標記，置于-20℃冰箱內(nèi)以備用。

1.2、試驗方法

1.2.1、土壤總DNA的提取

對處理過的土樣采用本實驗室優(yōu)化方法提取土樣總DNA。

1.2.2、PCR引物的設(shè)計和擴增體系的探索

（1） 引物合成

根據(jù)NCBI數(shù)據(jù)庫公開的細菌基因組16S保守序列設(shè)計了4對細菌通用引物：引物對Eubac10F/Eubac1507R用于第一輪擴增，引物對BV34F/BV56GC、BV67F/BV89GC和BacGC-P2/BacGC-P3用于第二輪擴增，對樣品總DNA進行巢氏PCR擴增。為了便于對污染源進行追蹤，在PCR擴增過程中，都設(shè)立了陰性對照。對照除了不加模板DNA外，其它組分全部相同。引物序列均由北京博尚生物技術(shù)有限公司進行合成，詳見表1：

（3）巢式PCR擴增條件：

引物對Eubac10F/Eubac1507R的第一輪PCR擴增程序為：95℃ 5min，1個循環(huán)；94℃ 50s，52℃ 50s，72℃ 1min，28個循環(huán)；72℃延伸10 min。PCR產(chǎn)物用1%的瓊脂糖電泳。

引物對BV34F/BV56GC的第二輪PCR擴增程序為：95℃ 5min，1個循環(huán)；94℃ 40s，52℃ 45s，72℃ 45s，28個循環(huán)；72℃延伸10 min。PCR產(chǎn)物用1%的瓊脂糖電泳檢測后用于DGGE電泳檢測。

引物對BV67F/BV89GC的第二輪PCR擴增程序為：95℃ 5min，1個循環(huán)；94℃ 40s，54℃ 45s，72℃ 45s，28個循環(huán)；72℃延伸10 min。PCR產(chǎn)物用1%的瓊脂糖電泳檢測后用于DGGE電泳檢測。

引物對BacGC-P2/BacGC-P3的第二輪PCR擴增程序為：95℃ 5min，1個循環(huán)；94℃ 40s，57℃ 45s，72℃ 45s，28個循環(huán)；72℃延伸10 min。PCR產(chǎn)物用1%的瓊脂糖電泳檢測后用于DGGE電泳檢測。

1.2.3、DGGE電泳時間長度的優(yōu)化

采用北京君意公司的梯度膠制備裝置（型號JY-TD331）進行垂直電泳。使用梯度混合器，配制聚丙烯酰胺凝膠的變性劑濃度梯度40%～ 60% （100%的變性劑為7mol/L的尿素和40%的去離子甲酰胺的混合物），凝膠濃度為6%，以引物對Eubac10F/Eubac1507R和引物對BV34F/BV56G的巢氏PCR產(chǎn)物為上樣模板，上樣50ul。設(shè)置電泳溫度60℃，電壓100V。電泳過程中，每2h上一次樣。電泳結(jié)束后，用EB染色15min。染色后凝膠用BIO IMAGING（美國UVP GelDoc-It Imaging Systems）的凝膠成像系統(tǒng)拍照。

1.2.4、DGGE最佳引物對的篩選

配制聚丙烯酰胺凝膠的變性劑濃度梯度40%～60%，凝膠濃度為6%，以引物對BV34F/BV56GC、引物對BV67F/BV89GC和引物對BacGC-P2/BacGC-P3的相同樣品的第二輪PCR產(chǎn)物為上樣模板，根據(jù)上述已優(yōu)化的電泳時間和條件進行電泳。電泳結(jié)束后染色照相。

1.2.5、EB和硝酸銀兩種DGGE染色方法的比較

根據(jù)上述已優(yōu)化的電泳時間和最佳引物平行的跑兩塊變性梯度凝膠。電泳結(jié)束后，分別用EB和硝酸銀兩種方法染色。通過比較兩種染色方法的DGGE條帶的亮度和數(shù)目得出最佳染色方法。

2、結(jié)果與分析

2.1、巢氏PCR擴增結(jié)果

擴增結(jié)果表明，細菌16S區(qū)的第一輪PCR擴增條帶亮度高，其大小約為1500bp，符合預期，且無非特異性擴增，陰性對照無條帶。分別以BV34F/BV56GC、BV67F/BV89GC和BacGC-P2/BacGC-P3的第二輪擴增得到的條帶片段的大小都符合預期，且無非特異性擴增，陰性對照無條帶，說明巢式PCR擴增效果好，能夠滿足DGGE上樣要求。

2.2、DGGE電泳時間長度的優(yōu)化

選取的3個樣品的巢氏PCR產(chǎn)物（以10F/1507R和BV34F/BV56GC的巢氏PCR產(chǎn)物為例）每隔2h加一次樣，以確定最佳電泳時間。從圖1可看出，電泳時間8～10h時，DGGE條帶沒有完全分離；而電泳時間14h時，條帶整體過于偏下方，因此確定12h為最佳電泳時間。

2.3、最佳引物對篩選

選取5個樣品，分別以引物對BV34F/BV56GC、引物對BV67F/BV89GC和引物對BacGC-P2/BacGC-P3的第二輪PCR擴增產(chǎn)物為樣品，根據(jù)上述已優(yōu)化的條件平行跑三塊變性梯度凝膠，三塊膠除引物不同，其他條件完全相同。染色照相以觀察樣品條帶。從圖2可知，以引物對BV34F/BV56GC的第二輪PCR擴增產(chǎn)物的DGGE條帶數(shù)量多且亮，而以引物對BV67F/BV89GC和引物對BacGC-P2/BacGC-P3的第二輪PCR擴增產(chǎn)物條帶數(shù)較少并且亮度不高。因此，選用10F/1507R和BV34F/BV56GC為組合進行巢氏PCR擴增和微生物多樣性測定。

2.4、EB和硝酸銀兩種DGGE染色方法的比較

選取5個樣品，以引物對10F/1507R和BV34F/56GC的巢氏PCR產(chǎn)物為上樣模板，根據(jù)上述以優(yōu)化的DGGE條件平行的跑兩塊變性梯度凝膠。電泳結(jié)束后，兩塊膠分別用EB和硝酸銀染色。試驗結(jié)果如圖3所示， EB染色圖譜清晰，且操作簡單，染色條件要求不是太苛刻；硝酸銀染色方法雖然靈敏性較高，但是操作復雜，每一步都要求非常精確。因此，選用EB對變性梯度凝膠染色。

3、討論

PCR—DGGE技術(shù)能夠直觀的體現(xiàn)出一個環(huán)境樣本的細菌群落組成和多樣性，推測出優(yōu)勢 種群，并可實現(xiàn)對多個樣品的快速同時分析，這是傳統(tǒng)的研究方法所無法比擬的。盡管DGGE技術(shù)存在一定的缺陷，但因其重現(xiàn)性強、可靠性高，可同時分析多個樣品，提供了群落中優(yōu)勢種群信息，彌補了傳統(tǒng)方法在分析微生物群落結(jié)構(gòu)方面的不足，已成為現(xiàn)代環(huán)境微生物生態(tài)學領(lǐng)域一種重要研究手段。

注：文中1～10表示不同的土樣

參考文獻：

[1] Chi Z M. Microbiology Ecology. Shan Dong University Publishing House. China，1999.

[2] KIRK J L，BEAUDETIE LA，HARTM，et a1.Methods of studying soil microbial diversity [J].Journal of Microbiological Method，2004，58：169—188.

[3] Amann R I，Ludwig W.Schleifer K H.Phylogenetic identification and in situ detection of individual microbial cells without cultivation.Microbio1.Rev.1995，59（1）：143～169.

[4] Muyzer G，Wall E C，Uitterlinden A G.Profiling of complex microbial populations by denaturing gradient gel electrophoresis an alysis of polymerase chain reaction amplified genes encoding for 16S rRNA[J].Appl Environ Microbiol，1993，59（3）：695—700.

[5] Muyzer G.DGGE/TGGE a method for identifying genes from natural ecosystems[J].Curr Opin Microbiol，1999，2（3）：17—22.

[6] 劉恩科，趙秉強.長期施肥對土壤微生物量及土壤酶活性的影響[J].植物生態(tài)學報，2008，32（1）：176—182.

[7] 柳棟升，王海燕，楊慧芬，等.DGGE技術(shù)在廢水生物脫氮系統(tǒng)中的應用研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學， 2011，39（19）：11695—11697.

[8] 李苗云，周光宏，徐幸蓮.應用PCR—DGGE研究冷卻豬肉貯藏過程中的優(yōu)勢菌[J].西北農(nóng)林科技大學學報（自然科學版），2008年56（9）：185～189.

[ 9] Maarit NR，Ilse H，Kaisa W，et a1.Extraction and purification in rhizosphere soil samples for PCR—DGGE analysis of bacteria consortia[J].Journal of Microbiological Methods，2001，45：155—165.

基金項目：河南省煙草公司科技攻關(guān)項目（項目編號HYKJ200814）。

第9篇：微生物的多樣性范文

關(guān)鍵詞：有機農(nóng)業(yè)；生態(tài)環(huán)境；生物多樣性；土壤改良；保護

環(huán)境農(nóng)業(yè)是人類有意識改造大自然以獲得食物來源的一種生產(chǎn)活動，是承載著人類文明延續(xù)與發(fā)展的根基。但發(fā)展到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)之后，農(nóng)藥和化肥的過度使用在生產(chǎn)出大量農(nóng)產(chǎn)品的同時，也造成了嚴重的食品安全隱患以及土壤肥力下降、自然環(huán)境污染嚴重、生物多樣性被破壞等嚴峻的環(huán)境問題[1]，人們必須要意識到現(xiàn)代石油農(nóng)業(yè)并不是解決人類溫飽問題的最佳途徑，應該尋求一種對環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。而有機農(nóng)業(yè)在保障農(nóng)產(chǎn)品安全、防止水土流失、改善生態(tài)環(huán)境等方面都能起到積極的作用[2]，是一種可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，應該得到大力推廣。但在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)域，政府與農(nóng)民在應用和推廣有機種植模式上的積極性不高。鑒于此，本文綜述近年來有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動對生態(tài)環(huán)境積極影響的相關(guān)文獻，以期為我國有機種植模式的進一步推廣提供科學依據(jù)。

1有機農(nóng)業(yè)的概念界定與生產(chǎn)準則準確地界定

有機農(nóng)業(yè)的概念是研究有機農(nóng)業(yè)的首要步驟，根據(jù)國家標準葉有機產(chǎn)品曳淵GB/T19630.1要2011冤，有機農(nóng)業(yè)是指遵照有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)標準，在生產(chǎn)中不采用基因工程獲得的生物及其產(chǎn)物，不使用化學合成的農(nóng)藥、化肥、生長調(diào)節(jié)劑、飼料添加劑等物質(zhì)，而是遵循自然規(guī)律和生態(tài)學原理，協(xié)調(diào)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的平衡，采用一系列可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)技術(shù)以維持持續(xù)穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式[3]。在有機生產(chǎn)體系中，以農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)為指導思想，核心要求是建立、恢復農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)包括動物、植物和土壤微生物在內(nèi)的生物多樣性以及由這些生物參與、推動的物質(zhì)和能量循環(huán)，以保持、提高土壤的長效肥力和易耕性[4]；具體的土壤培肥措施是激發(fā)系統(tǒng)內(nèi)稟的自然肥力供給，如將作物秸稈、畜禽糞便和有機廢棄物等腐熟還田以及輪作豆科作物、綠肥等，并采用農(nóng)作物淵間冤輪作、耕種抗性作物品種以及物理措施、生物措施和生態(tài)措施作為控制農(nóng)田病蟲草害的主要手段，同時配合合理的耕作方式以保持水土，達到維護農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系、保護生態(tài)環(huán)境的目的[5-7]。現(xiàn)代常規(guī)農(nóng)業(yè)是目前我國耕作面積最大的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，其長期、大量地施用農(nóng)藥、化肥等會抑制農(nóng)田生物多樣性的發(fā)展，而且殘留在農(nóng)田里的農(nóng)藥和化肥會嚴重污染、破壞土壤環(huán)境，并可能經(jīng)淋失和徑流進入地下水和河流、湖泊等水域環(huán)境造成嚴重的水污染[8-12]。而有機農(nóng)業(yè)作為一種環(huán)境友好、可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，堅持不使用農(nóng)藥、化肥等物質(zhì)，強調(diào)以自然、環(huán)保、不破壞農(nóng)田生態(tài)的方式進行耕作、生產(chǎn)，避免了對水體、土壤及大氣環(huán)境造成污染；而且有機農(nóng)業(yè)重視科學、合理的耕作制度，采用間作、輪作等科學栽培法，不僅可以改善耕作土壤的理化性質(zhì)，還能有效減少病蟲害發(fā)生的機率，進一步達到保護土壤環(huán)境和生物多樣性的目的[4-7，13]?？偟膩碚f，有機農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過程對環(huán)境友好，能夠控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中可能對水域環(huán)境產(chǎn)生的面源污染，促使土地肥力恢復，增加農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性，能夠切實有效地保護和修復當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。

2有機農(nóng)業(yè)的生態(tài)效益

有機農(nóng)業(yè)將動物、植物和土壤視作一個整體，強調(diào)在這個整體內(nèi)部的資源循環(huán)利用，而且生產(chǎn)過程更注重保護自然環(huán)境及生物多樣性，會充分考慮環(huán)境的承載力，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能與自然環(huán)境保護相協(xié)調(diào)，真正做到對環(huán)境友好。相關(guān)實踐表明，開展有機農(nóng)業(yè)可以使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所造成的面源污染情況得到有效控制，包括動物、植物、土壤動物和土壤微生物在內(nèi)的生物多樣性也能迅速增加，同時減輕土地、水體和動植物界的受損程度，進而恢復和改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境[14]。

2.1增加生物多樣性

有研究表明，在過去40年內(nèi)，集約化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動是許多農(nóng)田鳥類、雜草、土壤動物和土壤微生物等物種豐富度及多度下降的重要原因[8-9]。而有機農(nóng)業(yè)拒絕使用農(nóng)藥、化肥，對生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)各種動物、植物、土壤動物與土壤微生物的危害極小，可以有效地恢復和保持生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)生物的多樣性[15-16]。益鳥等動物天敵是有機農(nóng)業(yè)體系中生物防治蟲害的重要環(huán)節(jié)。與常規(guī)農(nóng)田相比，有機農(nóng)田中鳥類淵尤其是地面孵化的鳥類冤的種類和數(shù)量更高。如李現(xiàn)華等[17]對內(nèi)蒙古磴口縣境內(nèi)常規(guī)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)和有機農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中動物多樣性的調(diào)查結(jié)果表明，有機農(nóng)業(yè)種植區(qū)的有益鳥類等生物的數(shù)量較多，而且有益昆蟲淵尤其是七星瓢蟲冤的數(shù)量也明顯增加，而蚜蟲等害蟲的蟲口密度則明顯降低。節(jié)肢動物也是農(nóng)田中數(shù)量較多的一類動物，根據(jù)相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn)，有機農(nóng)田內(nèi)節(jié)肢動物的物種豐富度與多度都明顯高于常規(guī)農(nóng)田[18-19]，有助于實現(xiàn)對農(nóng)田害蟲的生態(tài)控制。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對雜草等植物的敵對態(tài)度不同，有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)允許相對多樣化的雜草生長，甚至在農(nóng)田休耕時期還會輪作某些能起到綠肥作用的草類。有機農(nóng)業(yè)對于雜草的態(tài)度較為溫和，因而在有機農(nóng)田中雜草密度、生物量或地面覆蓋物通常高于常規(guī)農(nóng)田系統(tǒng)[20-23]；還有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，采用有機種植的農(nóng)田內(nèi)有較高的闊葉雜草[24]以及除草劑敏感型雜草[25]的物種豐富度和多度。有機種植方式下，農(nóng)田中土壤動物的種類和數(shù)量也會有所增加，如蚯蚓就是土壤肥力的重要指示動物，蚯蚓的數(shù)量能反映土壤的結(jié)構(gòu)、微氣候、營養(yǎng)和毒性等土壤狀況。

有研究表明，采用有機管理方式的農(nóng)田中，土壤內(nèi)蚯蚓的密度、數(shù)量均比常規(guī)農(nóng)田高，如Brown[26]的研究報導發(fā)現(xiàn)，有機農(nóng)田內(nèi)蚯蚓的密度約為常規(guī)農(nóng)田的2倍；還有其他相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)，有機農(nóng)田較常規(guī)農(nóng)田擁有較多的蚯蚓種群數(shù)量[27]。土壤中的微生物體淵細菌、真菌等冤在維持、增強土壤肥力方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，比如有益微生物群落會參與腐殖質(zhì)的形成，能改善農(nóng)田土壤的團粒結(jié)構(gòu)，從而提高農(nóng)田土壤的肥力狀況。而有機農(nóng)田拒絕農(nóng)藥和化肥的施用，減少了對土壤的破壞，在一定程度上改善了土壤微生物的生活環(huán)境。已有多項研究表明，采用免耕、輪作、施有機肥等有機種植模式的農(nóng)田土壤微生物的生物量和生物活性均高于常規(guī)農(nóng)田[28-32]。此外，秸稈還田作為有機農(nóng)業(yè)種植體系中非常重要的土壤培肥手段之一，有大量研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田是有機農(nóng)田中土壤微生物數(shù)量增加、活性增強的重要原因，如Ocio等[33]研究發(fā)現(xiàn)，在將秸稈翻壓還田7d后，土壤中微生物的生物量增加了2倍；高美英等[34]對山西農(nóng)業(yè)大學教學果園各層土壤中固氮菌數(shù)量的調(diào)查研究也發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋還田可明顯增加果園各土層中固氮菌的數(shù)量，在整個0~60cm耕作層內(nèi)固氮菌數(shù)量年平均增加95.47%，尤其在0~20cm土層中的固氮菌年平均增加量更達到了123.80%?？偟膩碚f，有機種植方式能有效提高種植區(qū)域內(nèi)動植物、土壤動物和微生物的多樣化組成，而生物多樣性又具有重要的生態(tài)作用，有利于控制有害生物的發(fā)生，也有利于實現(xiàn)土壤營養(yǎng)的優(yōu)化循環(huán)和保持土壤肥力等。因此，農(nóng)業(yè)種植活動應采取對環(huán)境友好的技術(shù)措施，以保護種植區(qū)域內(nèi)的生物多樣性。

2.2改良土壤

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)長期、大量地使用農(nóng)藥、化肥、植物生長調(diào)節(jié)劑等物質(zhì)，在提高作物產(chǎn)量的同時也嚴重損害了土壤環(huán)境，造成了如土壤中有機質(zhì)減少、土壤微生物活力下降、土壤的蓄水保肥能力降低等惡果；而土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的根基，沒有健康、肥沃的土壤就沒有健康、營養(yǎng)的農(nóng)產(chǎn)品，農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的第一個要求就是保護和改良土壤。有機農(nóng)業(yè)作為一種環(huán)境友好型的可持續(xù)農(nóng)業(yè)，其發(fā)展初衷即是改善現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所造成的環(huán)境惡化，因而有機農(nóng)業(yè)對于培肥、改良土壤極其重視。有機農(nóng)業(yè)的培肥理論認為土壤是一個有生命的系統(tǒng)，施肥是在培育土壤，進而由肥沃土壤為農(nóng)作物提供所需養(yǎng)分。因此，有機農(nóng)業(yè)種植的第一步就是采取各種措施淵如施用有機肥和合理輪作等冤改良、培肥土壤，激活土壤的生命。對于有機農(nóng)業(yè)中培肥土壤的方式，歐陽喜輝等[35]總結(jié)了國內(nèi)外多項關(guān)于有機農(nóng)業(yè)的研究，得出有機農(nóng)業(yè)通過施有機肥、秸稈還田、免耕和輪作等措施可以有效增加土壤有機質(zhì)、促進土壤團聚能力以及提高土壤微生物活性，從而達到培肥土壤的目的。秸稈還田與輪作也是有機農(nóng)業(yè)提倡的改良土壤、維持地力的重要手段，如王寧等[36]的研究表明，秸稈還田能改善土壤環(huán)境，而且還能減少土壤堿性物質(zhì)的流失，可以在一定程度上減緩土壤的酸化，維持土壤肥力；楊景成等[37]的研究也發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)種植制度相比，糧草輪作結(jié)合秸稈還田可以有效地降低對土壤有機質(zhì)的衰減效應。土壤微生物量碳是土壤有機庫中的活性部分，是表征土壤質(zhì)量和肥力的一個重要指標。董博等[38]通過長期定位試驗發(fā)現(xiàn)，長期施用有機肥淵或有機肥與化肥配施冤可以明顯增加耕作層土壤中的土壤微生物量碳和土壤有機碳。胡誠等[39]通過多年施肥試驗發(fā)現(xiàn)，隨著有機肥施用量的提高，農(nóng)田土壤中微生物量碳、土壤可溶性碳、總有機碳等含量都隨之增加。改良土壤、保護土壤環(huán)境是有機農(nóng)業(yè)能夠持續(xù)發(fā)展的根本，而長期的有機種植反過來又能提高土壤肥力、增強土壤生產(chǎn)力，并通過改變土壤的通透性和孔隙度等自然結(jié)構(gòu)性狀改善土壤環(huán)境，同時還在一定程度上增強土壤生物與微生物的活性，這都說明了有機農(nóng)業(yè)是對環(huán)境友好且可持續(xù)的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。

2.3保護環(huán)境

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)藥、化肥的過度使用會破壞農(nóng)田土壤的理化性質(zhì)，加劇水土流失、旱澇災害，加劇對水、土和大氣環(huán)境的污染，威脅生態(tài)環(huán)境安全。而有機農(nóng)業(yè)采取對環(huán)境友好的方式、措施進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，能有效地保護環(huán)境，眾多學者通過調(diào)查研究認為，相較于現(xiàn)代常規(guī)農(nóng)業(yè)，有機農(nóng)業(yè)具有防止水土流失、減少土壤污染、保護生物多樣性、減少地下水污染、保護地表水水質(zhì)以及控制溫室氣體排放等良好的生態(tài)效益[40-45]。有機農(nóng)業(yè)在改善土壤環(huán)境、保持水土方面具有重要貢獻，如盧東等[46]在多個有機種植基地中的試驗表明，在控制好有機肥原料的情況下，有機農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染的威脅較常規(guī)農(nóng)業(yè)小；許恒周等[47]通過試驗研究得出了有機農(nóng)業(yè)有利于防止水土流失及土壤沙化、有助于農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的結(jié)論；RigbyD等[48]關(guān)于有機農(nóng)業(yè)的研究也顯示有機農(nóng)業(yè)可以改善土壤養(yǎng)分缺乏狀況，實現(xiàn)土壤肥力的持續(xù)供應和永久利用；此外，杜相革等[49]也認為有機農(nóng)業(yè)可以改善土壤環(huán)境及其中的營養(yǎng)循環(huán)、改善土壤動植物的生存條件等，能有效增加土壤生物多樣性，進而促進整個農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)功能。有機農(nóng)業(yè)對水環(huán)境的保護則主要體現(xiàn)在減少農(nóng)藥和化肥對地下水和地表水的污染，據(jù)相關(guān)學者估測，全世界施用于土壤中的氮肥有30%~50%經(jīng)淋失進入到地下水中[50]，而我國相關(guān)部門的統(tǒng)計也發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)面源污染對河流和湖泊富營養(yǎng)化現(xiàn)象的貢獻率達到60%耀80%[51]，可以說現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是造成地下水和地表水環(huán)境污染的主要原因。而有機農(nóng)業(yè)采用了輪作和休耕培肥地力、拒絕施用農(nóng)藥和化肥等，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水環(huán)境的污染，有效地保護了地表水和地下水的水質(zhì)安全，據(jù)席運官等[42]對有機稻田與常規(guī)稻田排水污染進行比較研究發(fā)現(xiàn)，有機水稻種植方式可減少農(nóng)田排水中氮的排放量，還會降低排水中的總磷濃度；徐田偉[52]也發(fā)現(xiàn)了有機種植業(yè)的發(fā)展可以控制區(qū)域水土流失、降低非點源污染的水平，認為發(fā)展有機農(nóng)業(yè)是我國控制農(nóng)業(yè)面源污染的有效途徑之一。

現(xiàn)代農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是主要的溫室氣體排放源，尤其是近年來CH4和N2O的排放量增加更是主要來源于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動[53]，而有機農(nóng)業(yè)鼓勵系統(tǒng)內(nèi)的資源循環(huán)利用，減少了內(nèi)部資源的浪費和外部資源的消耗，進而減少了溫室氣體的排放，改善了大氣環(huán)境狀況。在一項針對丹麥農(nóng)業(yè)的研究中發(fā)現(xiàn)，如果將丹麥所有的農(nóng)業(yè)用地全部轉(zhuǎn)換成有機農(nóng)業(yè)，則農(nóng)業(yè)體系中的能量消耗和氮流通的減少可使丹麥全國溫室氣體淵CO2、CH4和N2O冤的排放量相應減少13%耀38%[54]。綜合可知，有機農(nóng)業(yè)可以不斷改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，保護農(nóng)業(yè)耕作范圍內(nèi)的土壤、水體和大氣環(huán)境，尤其是在生態(tài)環(huán)境處于亞健康的地區(qū)發(fā)展有機農(nóng)業(yè)還能夠有效地減輕農(nóng)業(yè)面源污染，加快地區(qū)生態(tài)環(huán)境的恢復，促進有機農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3結(jié)語