城市绿地微生物及其对城市化的响应

城市绿地微生物的稳定性是城市绿地发挥其重要生态系统功能的重要因素。人类世时代的快速城市化会改变城市绿地土壤理化性质、输入新兴污染物、加剧微生物生态系统潜在风险、改变微生物群落多样性及生态系统功能多样性,深远地影响了城市绿地的生态系统服务功能。本文综述了城市绿地微生物的特征,以及城市化进程对城市绿地微生物组(包括土壤、植物叶际和空气)、抗生素抗性基因、病原微生物和稀有物种群落的影响。与自然微生物相比,城市绿地微生物普遍具有较高的异质性,受人类活动影响大。同时,抗生素抗性基因水平以及人类致病菌数量则显著增加,体现了城市化对城市绿地生态系统健康和功能的扰动。今后研究中应更加关注城市化对于城市绿地微生物的影响,为其对人群健康影响风险评价提供可靠理论支持。     

微生物调查与湖泊生态健康的研究

湖泊生态系统是人类赖以生存和发展的生态基础,湖泊生态系统在提供给人类所需要的各种物质资源的同时也遭到了人类的破坏。本文针对微生物多样性指标在水生态健康评价体系中的重要性进行阐述,微生物与湖泊水质具有较强的相关性,水体中的氮、磷循环以及有机污染物的降解、重金属的富集都与微生物有密不可分的关系,它是环境中物质循环和能量循环的重要参与者,在水体净化过程中起着主导作用,微生物具有数量大、分布广、代谢能力强、方便检测等优势使微生物指标在湖泊生态健康评价体系中发挥重大作用。     

土壤生态系统微生物多样性-稳定性关系的思考

自20世纪50年代以来,生物多样性与生态系统稳定性的关系一直是生态学中重点讨论的理论问题之一.在当今人类活动对自然生态系统产生重大影响的情况下,全面理解生态系统多样性与稳定性的关系,有助于我们更好地应对环境变化和生物多样性丧失等生态问题.在陆地生态系统中,关注重点多集中在地上植物生态系统;而对地下生态系统,尤其是对微生物多样性与系统稳定性关系的研究尚重视不够.事实上,土壤微生物作为生命元素循环的驱动者,主导和参与地下生态系统中一系列重要生态过程,对土壤能否正常有序地执行各项生态功能至关重要.对土壤微生物多样性的研究,能使我们明确土壤中微生物对各种环境条件(包括自然和人为因素)变化的响应机制,更好地维持土壤生态系统的稳定性及其生态服务功能.本文在介绍土壤微生物多样性概念、研究方法、地下生态系统稳定性的基础上,重点讨论了土壤微生物多样性对土壤生态系统稳定性的影响,对多样性-稳定性关系在土壤微生物生态学中的应用进行了较为深入和全面的思考.作者提出,土壤微生物系统是一个动态变化的自组织系统,通过遗传来维持其组成和结构的相对稳定性,通过变异而适应外界干扰,共同构成土壤微生物系统的抵抗力(resistance)和恢复力(resilience),维护土壤生态系统的稳定性.今后土壤微生物多样性-稳定性关系的研究,需要注重地上与地下生态系统的结合与统一,借鉴宏观生态学理论来构建微生物生态学的理论框架,建立微生物多样性-稳定性关系的机理模型,从定性描述向定量表征方向发展.     

中国喀斯特地区微生物群落结构和功能的研究进展

频繁的人类生产活动使植被遭到破坏,造成基岩裸露的石漠化现象,严重制约了喀斯特地区自然和社会经济的发展,随着生态修复工程的大力开展,微生物群落的结构和功能在生态修复中逐渐受到重视,因为微生物作为喀斯特生态系统的重要组成部分,不仅在物质循环过程中起着重要作用,也在喀斯特生态系统修复中占有十分重要的地位。所以微生物群落结构和功能的研究可以作为衡量生态系统稳定性的重要指标。就中国喀斯特地区的典型植被恢复的不同阶段、成土过程、不同的土地利用方式、矿山修复过程以及不同水域中的微生物群落结构及功能等方面的研究状况进行系统梳理,结合实例综合论述喀斯特地区生态修复过程中微生物作用的研究进展,以期为喀斯特地区生态修复提供参考。     

人类健康和生物多样性

1　人类健康和生物多样性之间的关系当前 ,科学家们开始关注人类健康和其他物种健康之间关系。本文拟介绍植物、动物和微生物支持人类健康的一些方式 ,以及生物多样性提供的“生态系统服务”,这一“生态系统服务”使所有生命 ,包括人类能够生存于地球上。随着物种的继续灭绝 ,在今后几十年里了解它们之间的联系对任何关注健康的人将变得越来越重要。1.1　潜在的医药　正在失去的植物、动物和微生物 ,可能大多数还没有被发现但却可以作为有价值的新医药。只有约 15 0万种物种已被记录 ,但科学家认为物种数目应是已做记录物种数目的 10倍甚至…     

全球气候变化下干旱及复水对植物和土壤微生物的影响：进展与展望

陆地生态系统是维持人类生命活动的重要场所，为人类的生存和发展提供多种生态服务。随着全球变暖和降水格局的改变，干旱事件发生的频度和强度显著增加，严重影响了陆地生态系统的结构和功能。植物和土壤微生物作为陆地生态系统的重要组成部分，在物质循环和能量流动等方面发挥不可或缺的作用。目前，有关干旱如何影响植物和土壤微生物的研究已受到学者们的广泛关注，但大多聚焦于干旱过程，对干旱后复水过程的理解仍十分有限。此外，干旱后复水不仅可以对植物的生长起到补偿作用，而且能够调节陆地生态系统的恢复。因此，开展干旱后复水对植物和土壤微生物影响的相关研究是当前全球气候变化领域的重要生态热点。本文以植物生长、生理性状及土壤微生物为切入点，概述了气候变化下干旱及复水过程对陆地生态系统植物和土壤微生物的影响，并基于当前研究存在的问题，提出了未来需要深入研究的方向，以期为气候变化下植物和土壤微生物如何响应干旱及复水过程的相关研究提供理论参考，进而为维持陆地生态系统的结构和功能并保护生物多样性提供科学依据。     

为什么要保护生物多样性

生物多样性是生态系统的主要组成部分,绿色植物吸收太阳的光能和土壤中的水分和养分,制造有机物质,而微生物又分解有机残落物为矿质养分,供应植物生长的需要,这个过程使生物多样性得以生存和不断发展。它是人类赖以生存的物质基础,没有植物,人类就无法生存。但是,在世界已知的265000种高等植物中,只有大约 150种被作为食物的主要来源,只     

生态系统

生物群落及其环境组成的功能整体。由各自独立但相互作用的各部分所形成的统一整体称为系统。由人类角度来理解,生态系统包括人类和人类的生命维持系统,后者再包括空气、水分、矿物质、土壤、植物、动物和微生物,它们共同发挥作用并形成一     

植物-微生物联合对环境有机污染物降解的研究进展

环境中有机污染物的过量积累对生态系统及人类健康造成严重威胁。近年来,许多学者研究发现植物-微生物联合作用对环境中有机污染物的去除及生态系统的修复具有非常显著的效果。本文主要从植物-内生菌、植物-菌根菌以及植物-根际微生物这三个层面详细阐述植物-微生物联合降解有机污染物的研究现状,分析植物-微生物在联合降解中的作用,揭示植物-微生物联合降解的机理。但就目前而言,植物-微生物联合降解有机污染物仍存在许多问题,植物-微生物联合降解有机污染物的机理及生态学效应仍不清楚。因此,还需要进一步探讨其潜在作用机制并加强应用实践,这将有助于污染生态系统的治理,促进环境可持续发展。     

变酸的葡萄酒——微生物学的兴起

微生物作为生态系统的重要组成部分,维持着地球生命的基础生存环境,使碳、氮等重要元素重新进入生命循环。但今天我们也很清楚地知道,某些微生物却是威胁人类健康的大敌,正是它们引发了霍乱、伤寒、梅毒、肺结核等赫赫有名、让人避之唯恐不及的急性或慢性传染病。虽然早在1676年,列文·虎克率先观察     

土壤微生物组与土壤健康

土壤健康在保障粮食安全和维持陆地生态系统功能方面起到举足轻重的作用,是农业可持续发展之本.土壤作为一个动态生命系统,其健康与土壤微生物组息息相关.土壤微生物组通过自身代谢参与元素循环和污染物降解等过程,同时在增强根际免疫,提高土壤肥力和作物产量方面扮演关键的角色,对土壤健康乃至人类健康具有重要意义.由于土壤生态系统的复...     

草藻型稳态转换对湖泊微生物结构及其碳循环功能的影响

湖泊是地球表层系统中水、土、气等各个圈层相互作用的联结点,对区域物质如碳等元素循环具有重要影响.微生物是湖泊等水生态系统中的重要组成部分,是湖泊等生态系统中碳等元素物质循环的主要驱动者,是深入了解湖泊碳循环过程的关键.受人类活动等影响,湖泊生态系统,尤其是浅水湖泊生态系统往往表现出以高等水生植物(草型)为主要初级生产者的清水稳定态和以浮游藻类(藻型)为主要初级生产者的浊水稳定态,而随着湖泊营养负荷和湖泊环境条件的变化,这两个不同的稳定态之间可以发生转换或者剧变,这种剧变不仅影响湖泊生态系统中的微生物结构,而且对湖泊中有机碳的形成、循环过程及其微生物驱动机制产生重大影响.本文重点就湖泊生态系统中有机碳的转换与微生物关系以及草藻型稳定态的转换对微生物结构及其碳循环功能的影响等进行综述,进一步分析其中的关键科学问题,以期为深入了解湖泊生态系统中碳等元素循环的微生物驱动过程与机制提供帮助.     

口腔及肠道微生物与自身免疫性疾病的研究进展CSCD

微生物在人类疾病中的作用不容忽视,这些微生物与人类共同进化,协同机体维持免疫和代谢功能。超过100万亿个共生微生物在人体各处定植,包括口腔、皮肤和胃肠道。口腔是人体微生物种类最丰富的地方之一,仅次于胃肠道。环境和功能上的差异使得口腔和肠道的常驻微生物群的组成基本不同,并在两个黏膜部位形成独特的微生态系统。新的证据表明,口腔和肠道微生物及其代谢产物为研究人类的反应机制打开了新的大门。更重要的是,它揭示了新的和潜在的治疗方法,包括粪菌移植、益生菌和益生元等,但是确切的作用机制仍不明确。作为一种有价值的治疗方法,值得我们进行更深入的研究。     

海洋微生物高通量培养方法和分选技术的研究进展

海洋环境中蕴含着丰富的微生物资源,其在生态系统中发挥着重要作用,与人类生活息息相关。但是迄今通过传统的培养方法可被培养分离的海洋微生物不到1%。本文论述了海洋微生物的重要性,大多数海洋微生物不可被培养的原因,以及高通量培养方法和分选技术的研究进展。随着研究的深入,将会有更加实用有效的高通量培养方法和分选技术出现。     

微生物生态系统代谢网络研究进展

微生物生态系统代谢网络是自然生态系统中微生物遗传分子发挥功能作用的主要形式。本文通过全面介绍微生物生态系统代谢网络的特点及其研究的重要意义,综述了基于共培养技术、免培养高通量技术和计算生物学模拟技术的微生物生态系统代谢网络研究进展和所取得的主要发现,以及近年来快速发展的微生物生态系统代谢网络研究技术和方法体系。在此基础上,提出目前微生物生态系统代谢网络研究中存在的主要问题和重点研究方向,并对其在环境污染治理和资源化利用方面的应用潜力进行了展望。     

土壤微生物网络复杂性预测黄土高原造林恢复生态系统多功能性

人类活动导致黄土高原土地退化和生物多样性丧失,进而降低了生态系统功能。人工造林是该区域退化土地恢复的重要措施。现有的生态修复研究通常侧重于微生物群落物种多样性的恢复对单一生态系统功能的影响,而忽略了微生物间存在的相互作用与生态系统多功能性(Ecosystem multifunctionality, EMF)的关系。为探究造林恢复过程中土壤微生物多样性和网络复杂性与EMF的关系,本研究采用时空代换法(space-time substitution method),沿50年造林恢复时间序列,分析了黄土高原地区造林恢复对土壤微生物群落多样性、土壤微生物网络复杂性以及与土壤养分循环相关的10个生态系统功能指标的影响,明确了土壤微生物群落特征与EMF的关系。结果表明,随造林恢复时间序列的增加,土壤微生物群落的综合多样性、网络复杂性和EMF均呈现出显著增加后下降的趋势(P<0.05),其中土壤微生物综合多样性和网络复杂性在第8年达到最高值,EMF在第20年达到最大值。在未控制土壤环境因素时,细菌和古菌多样性与EMF无显著相关性,真菌多样性与EMF呈显著正相关(P<0.001);土壤微生...     

现代生物化学与分子生物学研究技术在植物微生物生态学中的应用

随着生物学的不断发展、进步,植物微生物生态学也日益受到研究者的关注,这是因为微生物系统会影响人们生活的生态环境,而世界各国都在致力于保护人类生活的环境。所以植物微生物生态系统的研究是一件必不可少的工作。而植物微生物生态学的研究依赖于现代生物化学和分子生物学所提供的技术。本文浅要分析这两项生物技术给植物微生物生态学的研究提供的一些科学方法,以及分析该研究发展方向。     

植物与土壤微生物在调控生态系统养分循环中的作用

陆地生态系统的地上、地下是相互联系的。植物与土壤微生物作为陆地生态系统中的重要组成部分, 它们之间的相互作用是生态系统地上、地下结合的重要纽带。该文首先介绍了植物在养分循环中对营养元素的吸收、积累和归还等作用, 阐述了土壤微生物对养分有效性及土壤质量具有重要的作用。其次, 重点综述了植物与土壤微生物之间相互依存、相互竞争的关系。植物通过其凋落物与分泌物为土壤微生物提供营养, 土壤微生物作为分解者提供植物可吸收的营养元素, 比如共生体菌根真菌即可使植物根与土壤真菌达到互惠。然而, 植物的养分吸收与微生物的养分固持同时存在, 因而两者之间存在对养分的竞争。通过植物多样性对土壤微生物多样性的影响分析, 以及土壤微生物直接或间接作用于植物多样性和生产力的分析, 探讨了植物物种多样性与土壤微生物多样性之间的内在联系。针对当前植物与土壤微生物对养分循环的调控机制的争论, 提出植物凋落物是调节植物与土壤微生物养分循环的良好媒介, 植物与土壤微生物的共同作用对维持整个生态系统的稳定性具有重要意义。也指出了目前在陆地生态系统地上、地下研究中存在的不足和亟待解决的问题。     

我国三大水系环境微塑料污染现状及其表面微生物群落特征的研究进展

微塑料(microplastics,MPs)广泛存在于水生生态系统表层,可为水环境中微生物的富集提供独特的生态位,并对生态系统及人类健康造成潜在威胁。我国是塑料生产及使用大国,正面临着严重的塑料污染问题,我国水系的微塑料污染状况及其表面微生物群落的生态效应受到重点关注。本文总结了我国三大水系(长江、黄河、珠江)微塑料污染现状、微塑料表面微生物群落的分布特征及影响因素,最后对我国水环境中微塑料表面的微生物研究现状和未来发展提出总结与展望。     

稀土元素对农田生态系统的影响研究进展

稀土矿的开采和冶炼、稀土农用等导致农田土壤稀土元素含量不断积累,对农田生态系统结构和功能稳定产生严重的影响。综述了近20年来国内外农田生态系统稀土元素的主要来源、分配和输出,土壤和植物中稀土元素的测定方法,稀土元素对农田生态系统中植物、微生物、动物以及人类健康影响的研究进展。探讨了农田生态系统稀土元素的毒性评价和稀土污染土壤的修复措施。最后提出开展稀土元素对农田生态系统影响研究还需要加强的一些问题。