Page 39 - 碳中和视角下环保产业的发展研究

第二章 土壤污染与微生物修复技术

第二节 土壤微生物代谢模式

一、土壤微生物代谢模式

（一）土壤生态系统
土壤具有以植物、化能营养细菌和藻类为代表的生产者，以土壤中草食动物

和肉食动物为代表的消费者及以细菌、真菌、放线菌和食腐动物等为代表的分解
者，同时也具有进行物质迁移转化和能量传递的功能。土壤系统生态功能中有机
质分解、养分循环、生物扰动、病虫害控制都与土壤生物多样性密切相关，其中

由根系 - 微生物构成的复杂系统承担了主要的生物化学过程。当土壤生态系统受
外界干扰相对较少时，微生物种类可能演替成一个单一的、“功能最优”的群落，
以适合有用资源的开发。

极端环境成为重要的微生物宝库，但环境异质性更容易引起土壤 - 微生物相
互作用的变化，使土壤生态系统长期处于更迭演替的非平衡状态，这严重削弱了
土壤系统生态功能。由于抗干扰敏感性不同使各微生物群落对环境变化表现出巨
大差异，土壤代谢等生物化学过程将更加难以捉摸，微生物作为土壤与外界环境

进行物质交换和信息传递的重要群体，是土壤生态系统响应外界胁迫的主导者及
土壤微生态的核心驱动，同时它也可辅助植物根系的生长塑造。土壤微生物群落

组成和功能的动态变化能及时反映土壤水分、pH 值、温度和养分的状态，是土
壤质量和健康的有效指标。
1. 物质流与能量流
在生态系统中，物质循环于各生物体之间，能量嵌入食物链的物质中，而整

个系统的唯一外部输入是太阳能，包括碳和其他养分在内的循环都与生态系统的
主要物质流有关。能量流是复杂系统的重要组成部分，开放的个体生物、生态群

落、生态系统和生物圈从环境中获取能量，能量驱动了系统的发展和演化过程。
树木和其他绿色植物在光合作用的过程中把入射的太阳辐射能转化成生物量，为
复杂食物链中其它生物提供可利用的能量。化学能随生物质的呼吸作用在食物链
不同营养级间进行复杂转移，即使能量在系统中不可避免地耗散，但最终都是以

热量的形式结束，辐射回太空。

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