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第一章绪论1

第一节什么是微生物生态学1

目 录1

第二节微生物生态学的发展简史2

第三节微生物生态学研究的基本方法4

第四节研究微生物生态学的意义6

第二章自然环境中微生物群落的结构及其变化规律8

第一节土壤中微生物群落的结构及其变化规律9

一、土壤中微生物的分布9

二、土壤中的微生物群落10

三、影响土壤中微生物分布的因素11

第二节水体中微生物群落的结构及其变化规律12

一、淡水中微生物群落的组成和代谢活力13

二、海水环境中微生物群落的组成和代谢活力14

三、环境条件对水体中微生物群落结构的影响15

一、空气是微生物生长和生存的不良环境16

第三节空气中微生物群落的结构及其变化规律16

二、空气是传播微生物的介质17

三、室外空气中的微生物17

四、室内空气中的微生物18

五、空气中的微生物对生态的效应18

第三章极端自然环境中的微生物19

第一节低温环境中的微生物19

一、低温环境中的微生物19

二、高温对嗜冷菌的影响20

三、低温微生物适应低温的分子机理21

四、低温微生物的潜在应用22

第二节高温环境中的微生物23

一、高温环境中的微生物23

二、高温下微生物生命的分子机理25

三、嗜热菌的应用29

第三节在强酸环境中的微生物32

一、在强酸环境中的微生物33

二、微生物抗酸的分子机理35

三、嗜酸菌的应用36

第四节在强碱环境中的微生物36

一、在强碱环境中的微生物37

二、微生物抗碱的分子机理37

三、嗜碱菌的应用39

第五节低营养环境中的微生物42

一、低营养环境中的微生物43

二、低营养环境中的微生物生命机理44

三、低营养型微生物的应用44

第六节高盐环境中的微生物45

一、嗜盐微生物的类型45

二、嗜盐菌的分布46

三、嗜盐微生物抗高浓度NaCl的分子机理46

四、嗜盐菌的应用49

第七节高压环境中的微生物50

第八节高辐射环境中的微生物51

一、抗辐射微生物52

二、微生物抗辐射的分子机理53

第四章生物群体的相互作用56

第一节微生物群体之间的相互作用56

一、一种微生物群体中不同个体之间的相互作用56

二、不同微生物群体之间的相互作用58

第二节微生物与植物之间的相互关系65

一、微生物与植物根之间的相互作用65

二、微生物与植物其他部分之间的相互作用69

三、病原微生物与植物之间的关系71

第三节微生物与动物之间的相互关系72

一、微生物作为某些水生动物的食物72

二、微生物帮助动物消化食物和获取营养物质72

四、动物与发光细菌之间的关系75

三、动物与光合微生物之间的共生关系75

五、病原微生物与动物之间的相互关系76

第四节微生物与人体之间的相互作用77

一、皮肤表面的微生物与人体的关系77

二、口腔中微生物与人体的关系78

三、胃肠道中的微生物与人体的关系78

第五章微生物在生物地球化学循环中的作用80

第一节基本概念80

一、能量流（Energy flow）80

二、营养水平（Trophic level）81

三、生物地球化学循环（Biogeochemical cycling）81

第二节碳循环83

一、通过食物网进行碳的转移83

二、微生物在碳循环中所起的特殊作用84

三、环境因素和人类活动对碳循环的影响85

第三节氢循环86

第五节氮循环87

第四节氧循环87

一、N2的固定88

二、氨化作用90

三、硝化作用91

四、硝酸还原和反硝化作用92

五、环境因素和人类活动对氮循环的影响93

第六节硫循环93

一、硫和硫化物的氧化94

二、还原性硫的转化95

三、硫循环的生态学意义97

第七节磷的循环98

第八节其他元素的循环99

一、铁循环99

二、锰循环100

三、钙循环100

第九节各种元素循环之间的相互关系101

四、硅循环101

五、某些重金属元素的循环101

第六章微生物与化学污染物之间的相互关系103

第一节 自然界中化学污染物的种类、来源及其危害104

一、自然界中化学性污染物的来源和种类104

二、几种主要污染物的危害105

第二节化学性污染物对微生物的毒性107

一、重金属污染物对微生物的毒性效应107

二、有机污染物对微生物的毒性109

第三节微生物对化学污染物的抗性111

一、微生物对重金属的抗性111

二、抗重金属菌株的应用114

三、微生物对有机污染物的抗性115

第四节微生物对汞化合物的解毒机理116

一、自然界中的抗汞微生物116

三、微生物对无机汞和有机汞化合物的解毒机理117

二、微生物对无机汞和有机汞化合物的抗性范围117

第五节微生物对铬的解毒作用119

一、自然界中的铬还原菌119

二、微生物还原铬的分子机理120

第六节微生物对砷和锑的解毒作用120

第七节苯环类污染物的降解121

一、苯环类污染物降解的共同途径121

二、与降解苯环类污染物有关的微生物123

第八节多环芳香烃的微生物降解124

一、萘的微生物降解125

二、菲和蒽的微生物降解125

三、苯（α）并芘的微生物降解127

第九节石油中碳氢化合物的微生物降解127

一、各类碳氢化合物的降解128

三、能降解石油污染物的微生物130

二、石油混合物中碳氢化合物的降解130

四、石油污染物降解菌的分布131

五、环境因素对石油污染物降解的影响132

第十节有机氯农药的微生物降解133

一、降解有机氯农药的基本反应133

二、几种有机氯农药的微生物降解134

第十一节有机磷农药的微生物降解138

一、降解有机磷农药的基本反应138

二、几种有机磷农药的微生物降解139

第十二节合成洗涤剂的微生物降解141

一、烷基苯磺酸盐的微生物降解142

二、烷基磺酸盐的微生物降解144

第十三节偶氮染料的微生物降解144

一、环境中能使偶氮染料脱色的微生物144

二、偶氮染料的降解途径145

第十四节氰（腈）化合物的微生物降解145

第十五节PCBs的微生物降解146

第十六节厌氧环境中苯环化合物的降解147

一、厌氧微生物148

二、中心活性苯环中间产物的形成148

三、苯环的还原和水化作用148

四、厌氧和好氧代谢途径的比较150

第十七节降解质粒150

一、质粒与质粒的基本特性150

二、降解质粒的种类及其功能151

三、污染环境中细菌质粒分布的规律153

第七章污染物的微生物处理156

第一节基本概念156

一、BOD157

二、甲烯蓝稳定性试验158

三、COD158

四、TOD158

一、生物涤气器（Bioscrubber）159

第二节废气的微生物处理159

五、NOD159

六、SS159

二、滴滤池（Tricking filters）160

三、生物滤池（Biofilters）161

四、与废气处理有关的微生物162

五、含硫化氢气体的微生物处理163

第三节废水的微生物处理165

一、废水处理的基本过程165

二、活性污泥法166

三、生物滤池法171

四、生物转盘法175

五、生物接触氧化法176

六、厌氧发酵法177

七、氧化塘法180

八、光合细菌处理法182

九、现代生物工程处理法183

第四节重金属污染物的微生物处理185

一、生物吸附（Biosorption）185

二、利用固定化细胞吸附重金属185

三、硫化物沉淀法186

四、磷酸盐沉淀法186

五、利用微生物的转化作用去除重金属186

六、处理重金属污染物常用的工艺187

第五节固体废物的微生物处理188

第六节煤脱硫的微生物方法188

一、煤中的含硫化合物189

二、煤脱硫过程中所用的微生物189

三、微生物法煤脱硫的机理191

四、影响煤脱硫的环境因素193

五、煤脱硫的方法193

六、煤的微生物液化194

七、将来的方向195

第八章微生物及其代谢产物对环境的污染196

第一节病原微生物对环境的污染196

一、病原微生物对空气的污染196

二、病原微生物对水体的污染196

三、病原微生物对土壤的污染197

第二节富营养化作用及其控制方法197

一、引起富营养化作用的原因198

二、引起富营养化作用的藻类198

三、富营养化作用的危害198

四、富营养化作用的人工控制199

第三节重金属的甲基化作用对环境的污染201

一、汞的甲基化作用201

二、其他重金属的甲基化203

二、NO3-204

一、NH3204

第四节含氮化合物的微生物代谢对环境的污染204

三、NO2-205

四、羟胺205

五、亚硝酸胺205

第五节含硫化合物的微生物代谢对环境的污染206

一、H2S206

二、SO2和氧硫化碳206

三、有机硫化合物207

四、酸矿水207

第六节微生物产生的简单碳化合物对环境的污染208

一、乙烯208

二、CO209

三、有机酸209

第七节微生物产生的毒素对环境的污染209

一、细菌毒素210

二、藻类毒素211

三、真菌毒素213

四、微生物产生的毒素对生态的效应214

五、微生物毒素的用途214

第九章微生物生态模型216

第一节实验模型216

一、分批培养系统（Batch systems）217

二、流过培养系统（Flow-through system）217

三、微世界220

第二节数学模型221

一、群体生长方程式222

二、竞争方程式223

三、共生方程式224

四、捕食方程式224

五、生物群落的数学模型225

六、组建数学模型常用的方法227

一、自变量和因变量228

第十章微生物生态学中的统计学问题228

第一节数据收集和实验设计228

二、偏差229

第二节中心趋向的估计229

第三节变异性测量231

第四节假设检验232

一、显著性与假设检验232

二、参数的显著性检验234

三、非参数显著性检验238

四、U检验238

第五节相关和回归239

第六节成束分析（Cluster Analysis）241

第七节因子分析245

第八节计算机－程序化统计分析的方法247

参考文献248