水体微生物的来源、分布与生态角色

水体含有微生物所需的各种营养，是微生物的天然生境，里面既有荧光杆菌、铁细菌这类土著微生物，也有从外界输入的——比如雨水冲刷土壤带来的枯草芽孢杆菌，生产生活污水夹带的大肠杆菌，空气里的微生物随雨雪或尘埃沉降进来，还有垃圾中的微生物被雨水冲刷汇入水体。这些外来微生物中，有些病原体会因环境不适逐渐死亡，但也有少数能长期生存，可能引发传染病。

微生物在水体中的数量和分布受很多因素影响。洁净的湖泊、水库里有机物少，微生物只有10到103个/ml，主要是化能自养和光能自养菌；流经城市的河水、港口附近的海水里有机物多，每毫升能有107到108个菌。河流的两岸和底泥、湖泊的岸边和湖底，因为接触土壤，微生物更多，尤其是化能自养型的土著菌；靠近排污口、垃圾堆放处或者城市下游的水体，微生物数量大幅增加，里面还可能有对健康不利的细菌，不宜做饮用水源。

海水里的微生物分布和陆地水体有相似之处，近海因为靠近陆地，微生物数量比远海多。海洋表面的微生物受阳光影响大，但强烈的紫外线会抑制生长，所以最表层数量并不多；深海里的微生物能耐受高压，还多是嗜冷型——除了热带海水表面，大部分海水中的细菌适合在20摄氏度以下生长，而且因为海水含盐量高，很多是嗜盐菌。另外，从水环境中分离的细菌大多是革兰氏阴性杆菌，有些有鞘或附属物的都是水生的，光合细菌作为初级生产者，在水体碳、氮等元素循环里特别重要。

水体微生物种类繁多，每升水可能有数十亿个，活性很强，能快速分解有机物和无机物；适应性也强，能在低温、高盐、高压等恶劣环境下生存；对污染很敏感，水体稍有变化，微生物的种类和数量就会波动，因此可以作为水体健康的“指示剂”。比如城市景观水体生态养殖中，人们会用光合细菌、芽孢杆菌、乳酸菌等微生物制剂，利用它们的氧化、反硝化、解磷作用，分解鱼类排泄物和残饵，强化净水效果，降低富营养化，遏制水华。

在池塘生态系统中，微生物的分布和藻类不同：藻类主要在透光层，而微生物主要按氧化还原电位梯度分布，因为池塘里氧的分布有区域性。消毒对微生物生态影响很大——低产池塘消毒可能只杀死几种藻，藻类生态几天就能恢复；但高产池塘消毒会破坏微生物生态，重建需要几个月。这些微生物不仅在自然水体中参与元素循环，还在水处理、生态修复中发挥着关键作用，比如微生态活水工艺就是通过原位培育微生物，增加它们的活性，降解水中污染物，恢复水体的自净能力。