1.3 湿地微生物和植物 因为有充足的水,湿地是多种微生物和植物的栖息地。湿地中的物质和化学作用的多样性导致生命形式从最小的病毒到最大的树都存在。这个生物的多样性产生内部特定的相互作用,形成更大的多样性,最后展现湿地生态系统的特性。对生物体及其数量的研究是将这些生命形式按相似性分类的简便途径。然而湿地有机物在遗传和功能上的响应是无限的,并且具有随环境条件变化而进行调整的能力,例如污水的进入。遗传的多样性和功能的适应性使得生物可以利用污水中的成分进行生长和繁殖。在使用这些成分过程中,湿地生物调整污染物质物理、化学和生物的转化并进而改变水质。在用于水处理的工程化湿地中,设计的基础是提供期望的转化有机物的可持续功能。本章主要讲述湿地处理系统中自然生长植物的多样性以及系统中存在的主要微生物和植物。这些微生物和植物是湿地的主要结构和功能组成。对其基本的生态知识的理解将有助于湿地设计者或运行者理解绿色污水处理系统的机理。1.3.1 湿地微生物 1.细菌和真菌 湿地和水生环境为微生物的繁殖和生长提供了适宜的环境条件。这些微生物有两个主要类型:细菌和真菌。这些微生物对湿地处理系统是非常重要的,对不同污水中的化学组分具有同化、转化和循环作用。细菌和真菌总是污水处理中的先行者,并对污水中的固体进行分解。微生物首先接近污水中的溶解成分并直接吸收和转化,或者捕获溶解性组分提供给动植物进行吸收和转化。细菌属原核微生物。原核微生物的显著特点是缺乏固定的细胞核,核质存在于细胞质中,藻霉菌或蓝绿藻属于原核微生物,和藻类一起在后文介绍。真菌属真核微生物,它们有细胞核、细胞核、细胞质被核膜分离。大多数细菌按形态分为四类:球菌、杆菌、螺旋菌和丝状菌。这些生物体可单独生长或联合生长,包括成对、成链或成群生长。细菌一般进行成倍分裂繁殖,细胞分成两个相同的子细胞。大多数细菌是异养菌,这意味着它们能从有机物中获得所需要的营养和能量。另外,一些自养菌从无机态(二氧化碳)中合成有机物,一些细菌是静止的,而其他一些利用鞭毛运动。在湿地中,大多数细菌与植物、腐烂的有机物和土壤的固体表面有关系。真菌包括酵母菌和霉菌。所有的真菌都是异养菌,从有机物中获得所需要的能量和碳。大多数真菌的营养是腐生物,意味着死亡有机物是降解的基础。湿地环境中真菌十分丰富,并且在水质处理中有重要作用。酵母菌是单细胞真菌,生长在水生环境中。酵母菌靠芽体繁殖,和细菌的裂变不同。因为单个母细胞芽体的发育产生大量子细胞。酵母菌可以通过耗氧呼吸将有机物降解为二氧化碳和水,或者利用有机物作为最终电子受体作为厌氧菌生存。厌氧吸收的副产物包括乙醇。水生态系统中的酵母菌可捕食水中的线虫。霉菌是丝状菌,产生称为菌丝体的细胞长链。通过产生孢子或与相近系统的结合进行繁殖。在生态学上,真菌对湿地是非常重要的,可以调节湿地或水生环境中的碳和营养物质在循环中的比例。水生真菌一般寄生在正在腐败的植物体上,以便进一步分解。腐生真菌生长可以改善死亡的有机物质,以为较大的消费者消化和分解。真菌与藻类(如地衣)和高等植物共生,可以增加宿主从大气、水体和土壤中吸收营养物质的效率。如果真菌受湿地中的重金属或某些化学物质抑制,微量元素的循环就会减少,进而大大限制藻类和高等植物的初级产量。湿地中的真菌一般生活在死亡或正在腐败的植物中。
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