Ⅰ 微生物群落結構的研究方法有哪些
分離培養技術在土壤微生物的研究中有很大的局限性,因為土壤中的微生物大部分還處於不能被分離培養狀態.隨著微生物研究技術的發展尤其是分子生物學技術的發展,一系列不依賴於培養的技術在土壤微生物研究中得到廣泛應用.本文介紹了生物標志物法、SCSU、DNA復性分析、DGGE、TGGE、ARDRA、T-RFLP、SSCP、PAPD和ERIC-PCR圖譜分析等方法在土壤微生物群落結構研究中的應用.
Ⅱ 研究群落的基礎是什麼
群落由許多種群構成，研究種群是研究群落的基礎。不同群落的物種數目一般是不粗迅知同的，任何一個群落中，物種都是通過一定的聯系聚集在一起的，群落水平上研究的問題除了豐富度還有空間結構、群落的演替等。
生物群落生物群落是指在一定時間內一定空間內上的分布各物種的種昌扮群集合，包括動物、植物、微生物等各個物種的種群，共同組成生態系統中有生命的部分。組成群落的各種生物種群不是任意地拼湊在一起的，而有規律組合在一起才能形成一個穩定的群落。
如在農田生態系統中的各種生物種群是根據人們的需要組合在一起的，而不是由於他們的復雜的營養關系組合在一起，所以農田生態系統極不穩定，離開了人的因素就很容易被草原生態系統所替代。
群落的組成組成生物群落的種類成分是形成群落結構的基礎。群落中種類組成，是一個群落的重要特徵。營養物質的豐富程度不同，種類數目可以相差很大。
陸地生物群落中植物種類的多樣性和結構的復雜性能直接影響動物種類和數量。微生物和土壤動物是生物群落中的重要成員，促進岩消能量的多級利用和物質的循環過程。
Ⅲ 如何研究生物群落中的物種組成
做樣方調查，選擇合適的樣方，調查動植物種類。
另外，針對不同的生境，對應的群落主體不同，如，水體，土壤，森林，我們要調查的物種集中存在的區域也各不相同，所以，水體的生物有水體的專門的取樣調查方法，土壤中動植物，以及微生物的調查也有土壤的調查辦法，具體的，你可以參考生態學的野外調查相關的工具書，都是有的。
Ⅳ 研究生物群落要以研究什麼為基礎
本人是生物老師。正在講這一單元。。群落的研究重點是研究群落的結構特徵和種間關系。
群落實同一時間內聚集在同一區域的各種生物種群的集體。
種間關系包括捕食、競爭、寄生和互利共生四種。
群落的結構包括垂直結構和水平結構。
Ⅳ 如何利用群落學知識提高群落生產
演替中的群落向頂極群落發展，在此過程中，各層植物均有進行光合作用的機會，總初級生產量較高，頂極群落處於相對穩定狀態，有些植物在群落演替過程中可能被淘汰，高大樹木下層見光的機宴瞎者會少或無，總初級生產量不如演替中的群落高；並且演替中的群落用於植物呼吸消耗的能量比頂極群落少，用於植物的生長和繁殖的凈初級生產量比頂極群落多，凈初級生產量大於頂極群落，其生物量增加速率也大於頂極群落。因此，一個生態系統的凈初級生產量會隨著生態系統的成熟而減少。
群落(生物群落，biotic community)指特定時間內，由分布在同一區域的許多同種生物個體自然組成的生物系統。居住在一定空間范圍內的生物種群的集合。它包括植物、動物和微生物等各個物種的種群，共同組成生態系統中有生命的部分。
生物群落=植物群落+動物群落+ 微生物群落
生物群落上述的三個部分，從目前來看，植物群落學研究得最多，也最深入，群落學的一些基本原理多半是在植物群落學研究中獲得的。植物群落學(phytocoenology)也叫地植物學(geobotany)、植物社會學(phytosociology)或植被生態學(ecology of vegetation)，它主要研究植物群落的結構、功能、形成、發展以及與所處環境的相互關系。已形成比較完整的理論體系。
動物群落學的研究較植物群落困難，起步也相對較晚，但對近代群落生態學作出重要貢獻的一些原理，如中度干擾說對形成群落結構的意義，競爭壓力對物種多樣性的影響，形成群落結構和功能基礎的物種之間的相互關系等許多重要生態學原理，多數是由動物學家研究開始，並與動物群落學的進展分不開。最有效的群落生態學研究，應該是動物、植物和微生物群落的有機結合。
2.群落的性質
關於群落的性質，長期以來一直存在著兩種對立的觀點。爭論的焦點在於群落到底是一個有組織的系統，還是一個純自然的個體集合。
①"有機體"學派認為:沿著環境梯度或連續環境的群落組成了一種不連續的變化，因此生物群落是間斷分開的。法國的Braun-Blanquet、美國晌薯的Clements和英國的Tansley等支持上述觀點。
②"個體"學派則認為:在連續環境下的群落組成是逐漸變化的，因而不同群落類型只能是任意認定的。前蘇聯的Ramensky、美國Gleason的和法國的Lenoble等支持上述觀點。
雖然現代生態學的研究，群落存既在著連續性的一面，也有間斷性的一面。如果採取生境梯度的分析的方法，即排序的方法來研究連續群變化，雖然在不少情況下，表明群落並不是分離的、有明顯邊界的實體，而是在空間和時間上連續的一個系列。但事實上，如果排序的結果構成若干點集的話，則可達到群落分類的目的;如果分類允許重疊的話，則又可反映群落的連續性。這一事實反映了群落的連續性和間斷性之間並不一定要相互排斥，關鍵在於研究者從什麼角度和尺度看待這個問題。
3.群落與生態系統
群落和生態系統究竟是生態學中兩個不同層次的研究對象，還是同一層次的研究對象。這個問題，還存在著不同的看法，大多者認為應該把兩者分開來討論，如Om(1983)和Smith(1980)等人，但也有不少學者把它們作為同一個問題來討論，如Kreb(1985)和Whittaker(1970)等。
但我們認為，群落和生態系統這兩個概念是有明顯區別的，神簡各具獨立含義。群落是指多種生物種群有機結合的整體，而生態系統的概念是包括群落和無機環境。生態系統強調的是功能，即物質循環和能量流動。但談到群落生態學和生態系統生態學時，確實是很難區分。群落生態學的研究內容是生物群落和環境相互關系及其規律，這恰恰也是生態系統生態學所要研究的內容。隨著生態學的發展，群落生態學與生態系統生態學必將有機的結合，成為一個比較完整的，統一的生態學分支。
4.群落結構的鬆散性和邊界的模糊性
同一群落類型之間或同一群落的不同地點，群落的物種組成、分布狀況和層次的劃分都有很大的差異，這種差異通常只能進行定性描述，在量的方面很難找到一個統一的規律，人們視這種情況為群落結構的鬆散性。
在自然條件下，群落的邊界有的明顯，如水生群落與陸生群落之間的邊界，可以清楚的加以區分;有的邊界則不明顯，而處在連續的變化中，如草甸草原和典型草原的過渡帶，典型草原和荒漠草原的過渡帶等。多數情況下，不同群落之間存在著過渡帶，被稱為群落交錯區(ecotone)。
Ⅵ 群落研究的內容包括
（1）研究生物群落要以研究種群為基礎，在研究池塘群落時，主要研究該群落內種群數量（即群落的豐富度 ）、各種群之間的關系、群落演潛情況、群落的空間結構、群落范圍和邊界等方面的內容．
（2）在群落中，各個生物種群分別占據了不同的空間，使群落具有一定的空間結構，群落的空間結構包括水平結構和垂直結構．
（3）研究表明森林植物群落具有明顯的分層現象，森林植物的分層與對光的利用（光照強度）有關．而植物的垂直結構又為動物創造了多樣的棲息空間和食物條件，導致群落中的動物也具有分層現象．
故答案為：
（1）種群
（2）豐富度 各種群之間的關系、群落演潛情況、群落的空間結構、群落范圍和邊界等
（3）水平結構 垂直結構
（4）對光的利用（光照強度） 棲息空間和食物條件
Ⅶ 群落是指什麼因此研究生物群落要以研究什麼為基礎
（1）群落是指在一定的自然區域內，所有的種群組成一個群落，因此，研究生物群落要以種群研究為基礎．
（2）森林中植物的分層與光照有關，而動物的分層是因為食物和棲息空間不同．
（3）統計土壤動告肢磨物豐富度的方法有記名計演算法和目測估計法，其中記名計演算法指在一定面積的樣地中，直接數出各種群的個體數目，一般用於個體較大，種群數量有限的群落．
故答案為：
（1）在一定的自然區域內，所有的種群飢緩組成一個群落 種群
（2）光照 食物、棲息地
（3）記名計襪斗演算法目測估計法
Ⅷ 高中生物 群落問題
每個群落都是由一定的植物、動物、微生物種群組成的。不同類型的群落必然具有不同的物種組成，因此物種組成是決定群落性質最重要的因素，也是鑒別不同群落類型的基本特徵。不同群落物種組成的差異應從性質和數量兩方面進行分析。
首先，不同群落其種類組成的優勢種是不同的。以森林群落為例，組成熱帶雨林的植物種類特別豐富，數量占絕對優勢的是木本植物。在物種組成上，高等植物多為喬木，還富含藤本植物和附生植物。常綠闊葉林則主要以殼斗科、樟科、山茶科、木蘭科等常綠闊葉樹種為主。落葉闊葉林的優勢樹種為殼斗科的落葉喬木，如山毛櫸屬、櫪屬、栗屬、椴屬等，其次為樺木科、槭樹科、楊柳科的一些種。北方針葉林種類組成相對比較貧乏，喬木以松、雲杉、冷杉和落葉松等屬的樹種占優勢。
其次，不同群落的物種豐富度是不同的。一般說來，環境條件越優越，群落發育的時間越長，物種越多，群落結構也越復雜。從赤道到北極，人們會發現動植物的種類將逐漸減少。例如，在哥倫比亞營巢的鳥類有近1 395種，由此往北到巴拿馬，營巢鳥類就減少到630種，再往北到佛羅里達又減少到143種，而到芬蘭就只有118種了，格陵蘭只有56種。
2.如何研究群落的物種組成
物種組成是決定群落性質最重要的因素，也是鑒別不同群落類型的基本特徵。群落研究一般都從分析物種組成開始。物種組成可以從定性和定量兩個方面進行研究。
（1）物種組成的性質分析
通過最小面積的方法對一個群落的物種組成進行逐一登記，得到一份所研究的群落的生物種類的名錄。根據各個種在群落中的作用劃分群落成員型。植物群落中群落成員型包括以下幾類。
優勢種和建群種 對群落的結構和形成有明顯控製作用的植物稱為優勢種。群落的不同層次可以有各自的優勢種，其中優勢層的優勢種常稱為建群種。
亞優勢種 指個體數量與作用都次於優勢種，但在決定群落性質和控制群落環境方面仍起著一定作用的植物種。
伴生種 為群落中的常見種類，它與優勢種相伴存在，但不起主要作用。
偶見種或稀見瞎譽棚種是指那些在群落中出現頻率很低的種類，多半是由於本身數量很少的緣故。
同一個植物種在不同的群落中可以不同的群落成員型出現。在動物中，社會等級的確立與植物中的群落成員型有相似之處。
（2）物種組成的數量特徵
有了所研究的群落完整的生物名錄，只能說明群落中有哪些物種。要進一步說明群落特徵，在查清了它的種類組成後，還需要對種類組成進行定量的分析，種類組成的數量特徵是近代群落分析技術的基礎。數量特徵包括以下幾種指標。磨則
種的個體特徵
多度 是對物種個體數目多少的一種估測指標，用於生態系統野外調查。國內採用Drude七級制標准：極多（植物地上部分郁閉）、很多、多、尚多、不多（分散）、少、單獨。
密度 指單位面積或單位空間內的個體數。
蓋度 指植物地上部分垂直投影面積占樣地面積的百分比，即投影蓋度，又分種蓋度、層蓋度、總蓋度。
頻度 指某個物種在調查范圍內出現的頻率，即該種個體出現的樣方數/調查樣方總數。
高度 生物體外部在垂直方向上的大小。植物高度又分為自然高度和絕對高度。
重量 是用來衡量種群生物量或現存量多少的指標。一般用乾重（65～80 ℃烘乾至恆重），有時也用鮮重。
體積 是生物所佔空間大小的度量。
綜合數量指標
除了上述單一性的測量參數外，往往還用幾項參數綜合評估衡量一個種在生態系統中的地位。此處僅介紹優勢度和重要值。
優勢度 用虛歷以表示一個種在群落中的地位與作用的綜合指標。一般可以採用蓋度、密度或多度以及重量的組合衡量。
重要值 用來表示某個種在群落中的地位和作用的綜合指標。計算方法是：重要值=相對密度+頻度+相對優勢度（相對蓋度）。
由於動物有運動能力，多數動物群落研究中以數量或生物量為優勢度指標。
3.種間關系的其他實例
（1）種間競爭
種間競爭可以分為資源利用性競爭和相互干涉性競爭兩類。
在資源利用性競爭中，兩種生物之間沒有直接干涉，只有因資源總量減少而產生對競爭對手的存活、生殖和生長的間接影響。例如，兩種達爾文雀（勇地雀和仙人掌地雀）之間的競爭。在加拉帕戈斯群島的小島上，20世紀70年代晚期有一次乾旱大幅度降低了種子（兩種雀的食物）的產量，兩種雀都在乾旱中存活了下來，但食物改變了，勇地雀集中去採食小的仙人掌種子，而仙人掌地雀選擇較大的種子。
相互干涉性競爭也很常見。例如，某些植物能分泌一些有害物質，阻止別種植物在其周圍生長。
（2）捕食
對捕食的理解，有廣義和狹義兩種。廣義的捕食包括以下幾類：典型捕食，指食肉動物吃食草動物或其他動物，如獅吃斑馬，貓吃老鼠（狹義的捕食就是指這一類）；食草，指食草動物採食綠色植物，如羊吃草，在這種關系中，植物不一定全部被吃掉；寄生，指寄生物從宿主獲得營養，一般不殺死宿主。
（3）偏利共生
兩個不同物種個體之間發生的一種對一方有利的現象稱為偏利共生。例如，附生植物與被附生植物之間的關系就是一種典型的偏利共生。附生植物如地衣、苔蘚等藉助於被附生植物支撐自己，可獲得更多的光照和空間資源。幾種高度特化的魚類，其頭頂的前背鰭轉化為卵形吸盤，藉以牢固地吸附在鯊魚和其他大型魚類的身上，隨之移動並獲取食物，也是偏利共生的典型例子。
4.群落空間結構的實例
（1）群落的垂直結構
大多數群落的內部都有垂直分化現象，即成層現象。以陸生群落為例，成層現象包括地面以上的層次和地面以下的分層。層的數目依群落類型不同有很大變動。森林的層次比草原的層次多，表現也最清楚。大多數溫帶森林至少有3～4層，最上層是由高大的樹種構成喬木層，之下有灌木層、草本層，以及由苔蘚與地衣構成的地被層。在地面以下，由於各種植物根系所穿越的土壤深度不同，形成了與地上層相應的地下層。熱帶雨林的種類成分十分復雜，群落的層數最多。多數農田植物群落僅有一個層次。
正如群落中植物有分層現象一樣，各種動物也因生態位不同而占據著不同的層。例如，鳥類經常只在一定高度的林層做巢和取食。在我國珠穆朗瑪峰的河谷森林裡，白翅擬臘嘴雀總是成群地在森林的最上層活動，吃食大量的滇藏方枝柏的種子；而血雉和棕尾虹雉是典型的森林底層鳥類，吃食地面的苔蘚和昆蟲；煤山雀、黃腰柳鶯則喜歡在森林中層做巢。
在水域生態系統中，垂直分布也是很明顯的。藻類總是分布在陽光能夠照射或透過的水體上層；浮游動物生活在植物能延伸到的地區，而且能夠在較深的水域活動；軟體動物、環節動物和蟹類則生活在水體的底層。不同魚類也常分布在不同層次上，這些動物的垂直分布都與水體的物理條件（溫度、鹽度和氧氣含量等）和生物條件（食物、天敵等）有密切關系。
群落成層現象的出現使生物群落在單位面積上能容納更多的生物種類和數量，能最充分地利用空間和營養物質，產生更多的生物物質。農業生產中的間作、套種和「多層樓」等，就是人們模擬天然植物群落的成層性，在生產實踐中的一種創造性的應用。
（2）群落的水平結構
群落的水平結構主要表現特徵是鑲嵌性。鑲嵌性表明植物種類在水平方向上的不均勻配置，它使群落在外形上表現為斑塊相間的現象，具有這種特徵的群落叫做鑲嵌群落。在鑲嵌群落中，每一個斑塊就是一個小群落，小群落具有一定的種類成分和生活型組成，它們是整個群落的一小部分。例如，在森林中，林下陰暗的地點有一些植物種類形成小型組合，而在林下較明亮的地點是另外一些植物種類形成的組合。這些小型的植物組合就是小群落。內蒙古草原上錦雞兒灌叢化草原是鑲嵌群落的典型例子。在這些群落中往往形成1～5 m左右的錦雞兒灌叢，呈圓形或半圓形的丘阜。這些錦雞兒小群落內部由於聚集細土、枯枝落葉，具有良好的水分和養分條件，形成一個局部優越的小環境。小群落內部的植物較周圍環境中的返青早，生長發育好，有時還可以遇到一些越帶分布的植物。
群落鑲嵌性形成的原因，主要是群落內部環境因子的不均勻性，例如，小地形和微地形的變化、土壤溫度和鹽漬化程度的差異、光照的強弱以及人與動物的影響。人為的干擾，諸如過度放牧、粗放開墾等能破壞地表的植被，增加地表的蒸發，加快土壤鹽分向地表聚積的速度，導致地表土壤的含鹽量逐漸增加，使一些耐鹽鹼植物生活良好，而其他植物逐漸死亡，形成鹼斑裸地，在景觀上體現鑲嵌性或植物的斑塊分布。
由於存在不大的低地和高地而發生環境的改變形成鑲嵌，這是環境因子的不均勻性引起鑲嵌性的例子。由於土壤中動物的活動，像因田鼠活動而在田鼠穴附近經常形成不同於周圍植被的斑塊，這是動物影響鑲嵌性的例子。
5.猞猁和雪兔的經典研究
加拿大哈德遜灣公司從18世紀中葉開始就成為北美洲惟一的皮毛商業中心，它保存了多年的皮毛收購統計資料。英國生態學家埃爾頓（Elton）從1924年起，就利用該公司的資料進行研究，提出種群周期性波動的學說。在哺乳類中，常存在9～10年或3～4年的周期性。經典的例子是猞猁和雪兔的9～10年周期波動。
教科書73頁的圖是根據哈德遜灣公司記錄分析的結果。可以看出，猞猁以雪兔為食，當雪兔數量增加時，猞猁食物充足，數量也就不斷增加；但當猞猁數量過多時，雪兔數量急劇下降，猞猁會因食物缺乏而飢餓或病死，造成數量下降；同時，這也給雪兔提供了一個繁衍恢復的機會。雪兔的數量增多了，猞猁又隨之增多。通過這種捕食關系，使雪兔和猞猁的數量都出現了周期性的波動。應當注意，除猞猁對雪兔的影響外，雪兔還受到許多其他因素的影響，如雪兔所吃的植物也影響這個周期。當雪兔數量增加時，植物葉組織的質量變差，數量降低，當降低到不足以養活雪兔種群時，雪兔與其食料之間的相互關系就會成為決定種群動態的關鍵因素。植物食料減少，引起食物缺乏，這就會降低雪兔的生殖潛力。雪兔數量的減少將導致捕食動物（猞猁）和雪兔之間的比例失調，從而強化了捕食作用。因此雪兔—猞猁種群的周期最好認為是3個組分相互作用的結果：植物、雪兔和猞猁。
當然，這個例子表明的不只是種群數量的周期性變動情況，還說明猞猁數量的周期性變化是在雪兔周期性變化之後。換言之，由於猞猁種群密度的增加而產生的降低本種群增長率的效應，並不能即時發生作用，而是要經過一定時間才能顯現出來，猞猁數量變動周期較雪兔晚了1年。
6.城市立體綠化
城市立體綠化是指利用城市地面以上的各種不同條件，選擇各類適宜的植物，栽植於人工創造的環境中，使綠色植物覆蓋地面以上的各類建築物和構築物的表面，增加城市的綠化面積，改善城市的生態環境和居民的生活環境。它的主要形式有牆體綠化、陽台綠化、架廓綠化、籬笆與柵欄綠化、屋頂綠化（屋頂花園）、室內綠化等。
一些先進國家提倡建築與環境之間要成為一個有機統一體，實施建築形體與自然配合，即「與環境共生」的生態建築，其中立體綠化就成為重要的指標之一。如用綠色植物把屋頂、牆面、陽台、平台、立交橋、高架線的柱和邊沿等都包裝起來，不但補償了因建築佔用的綠地，更能取得良好的環境效果。城市立體綠化的鼻祖是公元前5世紀的古巴比倫國王尼布甲尼撒，他為王後修建的「空中花園」，是人類歷史上最早的立體綠化。1959年美國已考慮到屋頂綠化的獨特作用，在加州奧克蘭市6層車庫建了1.2 hm2的屋頂花園，被視為建築與園林藝術「雜交」的奇葩。1977年在加拿大溫哥華18層辦公樓上，採用輕型多孔材料，造成盆景式的空中花園。在德國，1990年已有綠化屋頂9×106 m2，僅漢諾威市用屋頂綠化法就復活了50%的綠地。巴西的庫的里提巴市聖都蒙特廣場周圍，雖然大廈林立，但由於牆面和屋頂綠草如茵，四季塵土不揚，炎夏涼爽舒適。法國巴黎、英國倫敦一幢幢高樓平頂上栽種各種樹木與花草，美不勝收。摩納哥首都摩納哥城的居民住宅不僅窗口、陽台，就連屋頂也種了各種植物，處處有精巧、別致的屋頂花園映入眼簾。香港也十分重視見縫插綠，新區屯門28層高樓屋頂就有花園27×104 m2。新加坡、吉隆坡等城市的過街天橋、橋體和多層停車場，花木扶疏、綠茵如毯，陽台、平台和屋頂花團錦簇。
綠化名城南京市近年實施立體綠化，在市內各主次幹道沿街的牆體、圍欄、屋頂、廊柱、河岸等處廣植垂直綠化苗木，給街道建築穿上綠裝。僅2004年春季以來，全市就栽種垂直綠化苗木50多萬株、建成立體綠化帶總計50多公里，引種的藤本植物有爬山虎、金銀花、凌霄、紫藤、常春藤、扶芳藤、木香、藤本月季等10多個品種，其營造的「綠牆綠房綠柱廊」的城市立體綠化空間，不僅使環境更加美麗，還將給市民度夏帶來更多陰涼。
Ⅸ 如何研究食品中微生物的群落結構
研究食品中微生物的群落結構，可以採用聚合酶鏈式反應 變性梯度凝膠電泳技術分別對食品中細菌16S rRNA和真菌18S rRNA的PCR產物進行分離。
根據基因指紋圖譜分析群落結構及其動態變化過程，並對細菌和真菌的主要優勢條帶進行克隆、測序、構建系統發育樹。
結果表明食品中的最初的微生物群落結構差異小，在發酵過程中細菌和真菌的種類均在二翻時迅速增加，群落結構產生顯著變化。而後不同種類的數量隨著發酵時間的推進有規律地增加或減少，最後趨於穩定。
Ⅹ 怎麼分析微生物群落結構和多樣性
微生物群落的種群多樣性一直是微生物生態學和環境學科研究的重點。近幾年來，微生物群落結構成為研究的熱點。首先，群落結構決定了生態功能的特性和強弱。其次，群落結構的高穩定性是實現生態功能的重要因素。再次，群落結構變化是標記環境變化的重要方面。因此，通過對目標環境微生物群落的種群結構和多樣性進行解析並研究其動態變化，可以為優化群落結構、調節群落功能和發現新的重要微生物功能類群提供可靠的依據。
從年代上來看，微生物群落結構和多樣性解析技術的發展可以分為三個階段。20世紀70年代以前主要依賴傳統的培養分離方法，依靠形態學、培養特徵、生理生化特性的比較進行分類鑒定和計數，對環境微生物群落結構及多樣性的認識是不全面和有選擇性的，方法的分辨水平低。在70和80年代，研究人員通過對微生物化學成分的分析總結出了一些規律性的結論，從而建立了一些微生物分類和定量的方法即生物標記物方法，對環境微生物群落結構及多樣性的認識進入到較客觀的層次上。在80和90年代，現代分子生物學技術以DNA為目標物，通過rRNA基因測序技術和基因指紋圖譜等方法，比較精確地揭示了微生物種類和遺傳的多樣性，並給出了關於群落結構的直觀信息。
1 傳統培養分離方法
傳統培養分離方法是最早的認識微生物群落結構和多樣性的方法，自1880年發明以來一直到
現在仍被廣泛使用。傳統培養分離方法是將定量樣品接種於培養基中，在一定的溫度下培養一定的時間，然後對生長的菌落計數和計算含量，並通過在顯微鏡下觀察其形態構造，結合培養分離過程生理生化特性的觀察鑒定種屬分類特性。培養分離方法採用配比簡單的營養基質和固定的培養溫度，還忽略了氣候變化和生物相互作用的影響，這種人工環境與原生境的偏差使得可培養的種類大大減少(僅占環境微生物總數的0.1%～10%[1])。而且，此方法繁瑣耗時，不能用於監測種群結構的動態變化。
2 群落水平生理學指紋方法(CLPP)
通常認為微生物所含的酶與其豐度或活性是密切相關的。酶分子對於所催化的生化反應特異性很高，不同的酶參與不同的生化反應。如果某一微生物群落中含有特定的酶可催化利用某特定的基質，則這種酶-底物可作為此群落的生物標記分子之一，標記了某種群的存在。由Garlan和Mills[2]於1991年提出的群落水平生理學指紋方法(CLPP)是通過檢測微生物樣品對底物利用模式來反映種群組成的酶活性分析方法。具體而言，CLPP分析方法就是通過檢測微生物樣品對多種不同的單一碳源基質的利用能力，來確定那些基質可以作為能源，從而產生對基質利用的生理代謝指紋。由BIOLOG公司開發的BIOLOG氧化還原技術，使得CLPP方法快速方便。商業供應的BIOLOG微平板分兩種：GN和MT，二者都含有96個微井，每一
128 生態環境 第14卷第1期（2005年1月）
微井平板的干膜上都含有培養基和氧化還原染料四唑[3]。其中，BIOLOG的GN微平板含有95種不同碳源和一個無碳源的對照井，而MT微平板只含有培養基和氧化還原染料，允許自由地檢測不同的碳源基質[3]。檢測的方法是：將處理的微生物樣品加入每一個微井中，在一定的溫度下溫育一定的時間(一般為12 h)，在溫育過程中，氧化還原染料被呼吸路徑產生的NADH還原，顏色變化的速率取決於呼吸速率，最終檢測一定波長下的吸光率進行能源碳的利用種類及其利用程度的分析[4]。
BIOLOG方法能夠有效地評價土壤和其它環境區系的微生物群落結構[3~6]。其優點是操作相對簡單快速，而且少數碳源即能區別碳素利用模式的差別[5]。然而，BIOLOG體系僅能鑒定快速生長的微生物，而且，測試盤內近中性的緩沖體系、高濃度的碳源及有生物毒性的指示劑紅四氮唑(TTC)使得測試結果的誤差進一步增大。姚槐應[5]的研究表明，應根據測試對象的特點（例如pH，碳源利用類型及利用能力）改進BIOLOG體系，並且，有必要研究更好的指示劑來取代TTC。
3 生物標記物方法
生物標記物(Biomakers)通常是微生物細胞的生化組成成分，其總量通常與相應生物量呈正相關。由於特定結構的標記物標志著特定類型的微生物，因此一些生物標記物的組成模式(種類、數量和相對比例)可作為指紋估價微生物群落結構。由於分類的依據是從混合微生物群落中提取的生化組成成分，潛在地包括所有的物種，因而具有一定的客觀性。並且分析簡便快速，適於定性甚至半定量地檢測微生物體系的動態變化。20世紀80年代以來常用於研究微生物群落結構的生物標記物方法包括：醌指紋法(Quinones Profiling)、脂肪酸譜圖法(PLFAs和WCFA-FAMEs)。測定時，首先使用合適的提取劑提取環境微生物樣品中的這些化合物並加以純化，然後用合適的溶劑製成合適的樣品用GC或LC檢測，最後用統計方法對得到的生物標記物譜圖進行定性定量分析。
3.1 醌指紋法(Quinones Profiling)
呼吸醌廣泛存在於微生物的細胞膜中，是細胞膜的組成成分，在電子傳遞鏈中起重要作用[7]。醌的含量與土壤和活性污泥的生物量呈良好的線性關系的研究表明，醌含量可用作微生物量的標記[8]。有兩類主要的呼吸醌：泛醌(ubiquinone, UQ)即輔酶Q和甲基萘醌(menaquinone,MK)即維生素K[9]。醌可以按分子結構在類(UQ和MK)的基礎上依據側鏈含異戊二烯單元的數目和側鏈上使雙鍵飽和的
氫原子數進一步區分。研究表明，每一種微生物都含有一種占優勢的醌[7]，而且，不同的微生物含有不同種類和分子結構的醌[9]。因此，醌的多樣性可定量表徵微生物的多樣性，醌譜圖（即醌指紋）的變化可表徵群落結構的變化。
用醌指紋法描述微生物群落的參數[7]有：(1)醌的類型和不同類型的醌的數目；(2)占優勢的醌及其摩爾分數含量；(3)總的泛醌和總的甲基萘醌的摩爾分數之比；(4)醌的多樣性和均勻性；(5)醌的總量等。對兩個不同的群落，由上述分析所得數據可以計算出另一個參數____非相似性指數(D)，用於定量比較兩個群落結構的差異。
醌指紋法具有簡單快速的特點，近幾年來廣泛用於各種環境微生物樣品(如土壤，活性污泥和其它水生環境群落)的分析。
考察了醌指紋法分析活性污泥群落的分析精度，證明此方法是一種可靠的分析方法。然而，醌指紋法也存在一定的局限性，它不能反映具體哪個屬或哪個種的變化。 3.2 脂肪酸譜圖法(PLFAs、WCFA-FAMEs和其它方法)
從微生物細胞提取的脂肪類生化組分是重要的生物量標記物，例如，極脂(磷脂)、中性脂類(甘油二酯)可分別作為活性和非活性生物量的標記物[10]。更重要的是，提取脂類的分解產物____具有不同分子結構的混合的長鏈脂肪酸，隱含了微生物的類型信息，其組成模式可作為種群組成的標記。多種脂肪酸譜圖法廣泛用於土壤、堆肥和水環境微生物群落結構的分型和動態監測[11~13]。
常用的脂肪酸譜圖法可分為兩種：磷脂脂肪酸(PLFAs)譜圖法和全細胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)譜圖法[14]。二者分析的對象實質上都是脂肪酸甲酯，不同之處在於提取脂肪酸的來源不同。磷脂脂肪酸(PLFAs)譜圖法提取的脂肪酸主要來源於微生物細胞膜磷脂即來源於活細胞，全細胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)譜圖法提取的脂肪酸來源於環境微生物樣品中的所有可甲基化的脂類即來源於所有的細胞（包括活細胞和死細胞）。因此，磷脂脂肪酸(PLFAs)譜圖法的優點在於准確，可靠；全細胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)譜圖法的優點在於提取簡捷，所需樣品量少。對多個環境微生物樣品分析而言，先用WCFA-FAMEs譜圖法預先篩選再用PLFAs法進行分析是提高效率的較佳選擇。
脂肪酸譜圖分析包括兩種形式：一種是脂肪酸，採用GC分析儀達到分離不同結構的分子的目的；另一種是脂肪酸甲基化產物____脂肪酸甲酯，採用GC-MS分析儀進行不同分子的分離和鑒定。