李斯陶

摘要：生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)是在全球范圍內(nèi)進(jìn)行的生物化學(xué)運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)換，實(shí)質(zhì)是將各種元素在地球生物圈中進(jìn)行循環(huán)。物質(zhì)循環(huán)是自然界的特有規(guī)律，其中包含了三種角色，生產(chǎn)者、消費(fèi)者以及分解者，分解者多是異養(yǎng)型微生物，而微生物在有機(jī)物礦化中具有重要意義，同時(shí)，對于物質(zhì)循環(huán)也有一定的意義?，F(xiàn)本文就對微生物在物質(zhì)循環(huán)中的作用淺做分析，以期能夠幫助公眾更好的了解微生物在物質(zhì)循環(huán)中的具體作用。

關(guān)鍵詞：微生物；物質(zhì)循環(huán)；作用

物質(zhì)循環(huán)主要分為兩個(gè)方面，簡單來講就是生物合成與礦化、分解作用，而微生物就是進(jìn)行分解作用的執(zhí)行者。微生物多是以異養(yǎng)型為主，在物質(zhì)循環(huán)中占據(jù)分解者的地位，是物質(zhì)循環(huán)的基石。微生物在生物循環(huán)中的作用體現(xiàn)主要是通過講解微生物在以下幾種元素中循環(huán)的作用：C元素、N元素、P元素以及S元素，因此，本文將通過這幾個(gè)方面來對微生物在物質(zhì)循環(huán)中的作用進(jìn)行整合、分析。

微生物在自然界中的分布十分廣泛，活動(dòng)能力較強(qiáng)，另外，微生物的種類也是非?？捎^的，繁殖能力又強(qiáng)，這些方面就可以很好地保證了微生物在物質(zhì)循環(huán)中基石地位

[1]。一般，微生物多是分解者，從事分解動(dòng)植物以及微生物的排泄物和尸體等工作，也有一部分微生物以生產(chǎn)者的形式出現(xiàn)，進(jìn)行化能合成，從而影響物質(zhì)循環(huán)。

一、微生物在碳素循環(huán)中的作用

碳素自然界最基本的元素，所有的生物體中都會(huì)有碳元素的出現(xiàn)，可以說沒有碳元素就沒有生命。碳素循環(huán)主要講的就是二氧化碳的固定與生成，這一過程離不開生產(chǎn)者的光合作用和微生物的化能合成以及分解作用。

二氧化碳的生成涉及到多個(gè)方面，生產(chǎn)者、消費(fèi)者、以及分解者都有參與。生產(chǎn)者在進(jìn)行光合作用時(shí)會(huì)釋放大量的二氧化碳，消費(fèi)者在進(jìn)行基本的生命活動(dòng)中也會(huì)呼吸生成二氧化碳，，而微生物也會(huì)由于呼吸作用生成二氧化碳。此外，二氧化碳的產(chǎn)生途徑還來自于微生物、生產(chǎn)者和消費(fèi)者的尸體，通過微生物的分解，一部分有機(jī)碳化物幸運(yùn)的被保留，經(jīng)過時(shí)間的積累成為了石油、天然氣、煤炭等化石燃料。另一部分則被分解為二氧化碳重新進(jìn)入物質(zhì)循環(huán)。

二氧化碳的固定一部分是由綠色植物進(jìn)行光合作用的暗反應(yīng)時(shí)固定的，另一部分則是由微生物進(jìn)行固定的，一般，厭氧或是兼性厭氧的微生物進(jìn)行分解時(shí)，會(huì)產(chǎn)生甲烷、氫氣、有機(jī)酸以及二氧化碳，而好氧或是兼性厭氧微生物會(huì)徹底分解得到二氧化碳。

二、微生物在硫素循環(huán)中的作用

硫元素在生物界中也是不可或缺的元素，通常是作為一些氨基酸、微生物、輔酶等的成分出現(xiàn)，雖然需要量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及氮元素，但是其作用卻也是相當(dāng)大的。

一般，硫元素多以硫化物的形似存在于自然界，硫酸根是最穩(wěn)定的存在形式，硫酸根會(huì)被植物以及微生物還原為有機(jī)硫化物，也會(huì)通過動(dòng)物進(jìn)食微生物、植物來變成有機(jī)硫化物。

而那些動(dòng)植物或是微生物尸體上也會(huì)出現(xiàn)有機(jī)硫化物，主要是動(dòng)物皮、毛等一些富含蛋白質(zhì)的部位、植物某些纖維器官以及微生物的蛋白類經(jīng)過長時(shí)間的腐化便有了硫蛋白的形成

硫素循環(huán)主要包括脫硫作用、同化作用、反硫化作用以及硫化作用這幾方面，微生物在這幾方面所起的作用還是很大的。為了能夠更好地進(jìn)行解釋，現(xiàn)舉出一例：硫化作用，希望能夠讓大家進(jìn)一步了解。

硫化作用就是微生物對還原態(tài)的無機(jī)硫化物（比如：硫化氫、硫單質(zhì)）進(jìn)行氧化，從而形成硫酸及硫酸鹽的過程。這一過程必須要在有氧環(huán)境中進(jìn)行，需要微生物對含硫蛋白質(zhì)進(jìn)行分解，然后得到含硫氨基酸，進(jìn)而分解出硫化氫，再在硫化細(xì)菌的作用下形成硫酸。該過程得到的硫酸以及硫酸鹽可以被植物利用，但需注意量的投入。

三、微生物在氮素循環(huán)中的作用

氮元素也是構(gòu)成生物體的必需元素，一般常見于蛋白質(zhì)、氨氣、化肥等。微生物可以將空氣中的氮?dú)膺M(jìn)行固定，再加工，生成有機(jī)氮化物，有機(jī)氮化物可以被植物利用，動(dòng)物吃了植物后又可以在體內(nèi)進(jìn)行氮元素的轉(zhuǎn)化，形成蛋白質(zhì)。氮元素也存在于氨氣中，一般是微生物將動(dòng)植物、微生物的尸體進(jìn)行分解而后可以得到刺激性的氨氣。

在不同環(huán)境中，微生物對氮元素的轉(zhuǎn)化也不同，在有氧環(huán)境下，微生物會(huì)通過硝化作用將氨氣進(jìn)行氧化，從而得到硝酸、銨鹽以及硝酸鹽；在無氧環(huán)境下，微生物又會(huì)將硝酸鹽還原為氮?dú)?，釋放到空氣中，這樣的結(jié)合模式，可以很好的保證氮循環(huán)的正常進(jìn)行。

氮素循環(huán)又包括多個(gè)方面：微生物固氮、硝化作用、同化作用、反硝化作用以及氨化作用。同講解硫素循環(huán)一樣，在這一方面主要講解微生物的固氮。

微生物固氮就是微生物將分子態(tài)的氮還原為其他氮化物的過程。還原的得到的氮化物可以充當(dāng)植物的肥料，被植物利用、消耗，對于農(nóng)業(yè)方面有很大的幫助，現(xiàn)今，農(nóng)民都將一些枯枝爛葉、農(nóng)家肥投入土地，很起到了促進(jìn)植物生長的作用。

四、微生物在磷素循環(huán)中的作用

磷元素對于生物體的生存來講也是極為必要的，一般，本身就存在于自然界中的難溶性無機(jī)磷化物難以直接被植物吸收利用，這就需要微生物來進(jìn)行轉(zhuǎn)化。微生物可以將磷酸根由無效化轉(zhuǎn)為有效化，以促進(jìn)植物吸收磷元素，實(shí)現(xiàn)磷元素在自然界的有效利用

往往磷元素會(huì)將有機(jī)物進(jìn)行降解，在這個(gè)過程中就容易將其中所含有的有機(jī)磷化物降解掉，另外，有些個(gè)別的微生物具有很強(qiáng)的分解能力，可以很好地將有機(jī)磷化物降解，以供動(dòng)植物的吸收利用。

總之，微生物在這幾種元素的循環(huán)中都占據(jù)了一定的地位，或是通過分解作用，或是通過化能合成作用來促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)，無論是以哪種方式，但是不可否認(rèn)的是微生物對于物質(zhì)循環(huán)的重要性。

五、結(jié)語

物質(zhì)循環(huán)在自然界中極為普遍，但同時(shí)也十分重要，如果想要地球生物圈正常進(jìn)行就必須保證物質(zhì)循環(huán)的可持續(xù)性發(fā)展。而微生物在物質(zhì)循環(huán)中占有很大的地位，是物質(zhì)循環(huán)的基石，為物質(zhì)循環(huán)拓展可持續(xù)性發(fā)展的空間做出了巨大貢獻(xiàn)，促進(jìn)了物質(zhì)循環(huán)在全球范圍內(nèi)的進(jìn)行。因此，分析微生物在物質(zhì)循環(huán)中的作用是極為必要的。

參考文獻(xiàn)

[1] 王敬國.微生物與根際中物質(zhì)的循環(huán)（綜述）[J].北京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，04（4）：98-105.

[2] 劉銀銀，李峰，孫慶業(yè)，謝永宏.濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物研究進(jìn)展[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2013，03（8）：547-552.

[3] 邢鵬，胡萬婷，吳瑜凡，吳慶龍.淺水湖泊湖泛（黑水團(tuán)）中的微生物生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展[J].湖泊科學(xué)，2015，04（12）：567-574.