(Archaea) 古菌不仅在细胞化学组成、更是在分子生物学水平和系统发育上不同于细菌和真核生物的一类特殊类群，古菌大多生活在极端恶劣的环境或如生命出现初期的自然环境中；古菌是一大类形态各异、生理功能特殊、截然不同的微生物群落，如产甲烷菌、还原硫酸盐菌、极端嗜盐菌、无细胞菌等。
微生物研究方法中土壤样品采集、保存和预处理中需要注意的事项 。
采样：一般都在小田块（plot）尺度上采集样品进行土壤分析： 1. 通常代表性土样品随机多点样品混合而成，具有统一的质地和生境特性； 2. 农田土壤一般采集耕层，林地土壤一般根据特定层次来采集，如凋落物层、A层等； 3. 采样时间、频率等必需要考虑多方面因素，土壤物理（地形、母质、O 状况、 结构、温度和水分状况等）、化学（有机质、酸度和CO2）和样地的生物学性质（植被、土壤动物及有机物的输入状况等）都是有价值的信息； 4.采样时必需根据研究对象和样地充分考虑土壤生物的时空分布，例如，当地形和土壤理化性质均一时，植物对土壤生物分布的影响最大，最好在正式采样前进行初步的空间分布研究以确定最佳采样方案。样品保存生物分析最好在样品采集后尽快进行，任何保存技术都不能完全避免对土壤微生物群落的影响： 1. 新鲜土壤如若不能立即进行分析，在4 ℃条件下保存一般不应 该超过3周； 2. 对于某些生化性质的测定，如微生物量、酶活性等，样品可以在-20℃下保存更长时间，一般需在测定前2天在4℃升温；在-对于分子生物学分析，则可以在-80℃下保存更长时间； 3. 注意保证样品不被污染、不会失水及不会产生厌氧条件； 4. 在保存期间对土壤样品的任何扰动都能导致生物性质的变化。 样品预处理 进行生物学性质分析前一般要进行土壤样品的预处理，以保证测定结果的代表性和重现性： 1. 剔除肉眼可见的石块、根系、活的或死的有机物； 2. 一般至少过5mm筛，新鲜土可以稍微“干燥”再过2mm筛； 3. 注意样品处理时要小心谨慎，不要污染，不要对其物理性质产生太大的干扰； 4. 样品预处理的步骤应根据特定研究而改变，特别注意不能和实验处理产
生交互影响。
测定土壤微生物生物量的主要方法。
土壤微生物的数量和生物量是土壤生态学研究的基础；通过微生物数量可以估算微生物生物量及活性；微生物的数量和生物量、活性一样，对土壤各种扰动极为敏感，因此在土壤质量/健康/稳定性评价中具有重要地位。稀释平板培养法(Plating method):将从土壤悬液获 得的连续稀释系列接种到合适的培养基上，培养基上培养后出现的菌斑数量可以给出有关微生物数量的估计：the number of colony forming units (CFU)； 一般地，培养基种类会显著影响菌斑的数量，另外，很多较小的细菌是不能培养的，因此不能形成菌斑。为了提高该方法的效率，应保障细胞从土壤颗粒或团聚体上的分离效率，如采用一定的外力和分散剂。该方法对真菌计数并不适合，因为真菌的孢子和菌丝片段均可能形成菌斑，虽然相比细菌，真菌可培养的比例更高。当然，辅助技术可以提高测定效率，如对细胞或菌丝染色易于辨认，及最大概率数法（MPN）代替标准的平板法。直接计数法：注意结合荧光显微镜可以提高细菌的数量估测，如相比平板法可提高 100–1000倍(Johnsen et al., 2001). 荧光显微镜计数法通常采用对蛋白质和核酸的专性染色剂，如细菌活性细菌可以采用FDA, INT, CTC, XTT等; 真菌Phenol aniline blue (PAB), 而活性菌丝可以用FDA染色。熏蒸培养方法(CFI):用氯仿熏蒸土壤后再进行培养时，其CO2的释放量大幅度增加，比没有熏蒸的土壤要高得多，并且发现培养期间CO2的释放量与原来土壤中的微生物量存在着非常显著的相关性，因此通过测定一定培养时间内土壤CO2的释放量，就可以计算土壤微生物量；
无醇氯仿熏蒸24h后，土壤微生物大部分被杀死，但在随后10d 的培养中，土壤中存活的孢子和孢囊会利用细胞死亡后的溶解产物和所提供的碳源而快速增殖，释放出CO2 。 通过细胞利用效率（转化系数Kc在0.41-0.45之间）来计算微生物生物量。底物诱导呼吸法(SIR) ：通过测定加入有机碳后异养微生物 的初始呼吸（微生物种群没有显著增加）来
估计微生物生物量。自然状态下，土壤中微生物的代谢活动一般都很低，但当加入易活性有机物时，微生物的代谢活动迅速加强，在几分钟内就上升到很高的数量，并保持几个小时没有太大的变化，此时的呼吸量与土壤原始的微生物数量密切相关，可以反映土壤原始 微生物量的高低。碱液吸收法测定CO2 简单、快速而便宜，但是诱导CO 2释放的葡萄糖最佳浓度在不同土壤类型中不同，需要提前确定。精氨酸氨化法 精氨酸氨化法发现土壤中有50多种细菌能够利用精氨酸。当向土壤加入精氨酸水溶液，并培养一段时间后，土壤中的NH4+-N大量增加, 通过测定浸提液中NH4+-N的含量，就可以估计土壤微生
物量；生物标志物方法很多细胞的成分不能在细胞外稳定存在，它们可以用来估计土壤活性微生物量，包括ATP（三磷酸腺甙），脂类含量和呼吸醌等。 ATP含量法：细胞内所有的生物合成和异化代谢反应都需要ATP的参与，ATP对于磷酸酶很敏感，不能在土壤中以游离态持续存在，所以土壤ATP含量可以代表活性微生物量；脂类含量法：脂类出现在微生物细胞膜，已经鉴定的脂类超过1000种。磷酯存在于所有的活性细胞膜内，在细胞死亡后很快转化。磷酯脂肪酸技术（PLFA）被用来估计活性微生物生物量和不同微生物类群的生物量。胸腺嘧啶核苷或亮氨酸结合法测定细菌生长速率：细菌生长速率比微生物量和呼吸活性对胁迫的响应更敏感。胸腺嘧啶核苷能够结合到细菌的DNA中，因而可以反映DNA的合成和细胞分裂；亮氨酸是结合到蛋白质中的一种氨基酸。
土壤酶活性（Enzyme activity）: 土壤生态过程依赖于由微生物、 根系和土壤动物所释放的酶进行调控。土壤微生物多样性物种多样性遗传多样性功能多样性生态特征多样性 群落代谢图谱(CLPP), 也称作单一碳源利用模式（SCU) 最大的缺陷与传统培养法相似，即短时间的、非原位的（土壤提取液）和培养的（添加了底物） 第五章丰富多彩的土壤动物
土壤动物: 暂时或永久居住在土壤内、土壤表面 即土壤附属物中的无脊椎动物。
土壤生物营养或功能群分类：
土壤生物包括植物的地下部分 (Roots)，藻类(Algae)、微生物 (Microflora) 和土壤动物 (Soil fauna/Soil animal); 原生动物，线虫，轮虫、蚯蚓，螨类，昆虫幼虫。营养结构/功能群分类，植食者或寄生者，共生互利者，初级消费者－分解者，次级消费者－食微者，捕食者
基于动物个体大小的土壤动物分类标准；
一般土壤动物可以分为3个级别: 1) <0.2mm, 微型土壤动物, 2) 0.2-10mm, 中型土壤动物, 3) >10mm 大型土壤动物 土壤线虫群落的营养类群分类；
Feeding regimes: Microphagous, phytophagous, carnivorous. Bacterial feeders may ingest up to 5000 cells per minute or 6.5 times their own weight per day.Diverse, i.e. bacterial feeders, fungal feeders, root feeders, predators and omnivores. 简述土壤微型节肢动物的生态功能；
微型节肢动物是土壤生物多样性的重要组分，强烈影响(尤其森林生态系统)分解过程和养分矿化。① 微型土壤动物影响直接和间接影响植物生长② 微型节肢动物能够传播微生物，通过取食提高微生物活性和周转，影响菌丝形态和酶产量(Bretherton et al, 2006)，并直接和间接改变微生物群落结构和多样性。③ 微型节肢动物可以取食真菌和线虫，因此与微型土壤动物及微生物关系密切，是联接土壤食物网的关键环节。其排泄物在土壤微结构(microstructure) 的形成中占有重要地位④ 微型节肢动物灵敏响应环境变化也是很好的土壤生物指示者。
土壤动物生态功能：水分供应和阻止土壤侵蚀通过生物扰动和作穴等活动建造和维持土壤孔隙度；通过排粪和有机质转化产生稳定的生物团聚体；通过与植物根系及微生物相互作用改
善土壤生物和物理性质。养分循环 通过机械破碎同时促进有机质的矿化和腐殖化过程； 通过取食微生物、分泌及传播活动对土壤微生物活性的选择性促进；通过生物结构固持土壤有机碳和养分，尤其在微域内如根际、凋落物际及团聚体际的贡献较大；通过生物物理结构的改变调控养分的损失（淋失和反硝化）。促进植物初级生产通过刺激共生微生物（菌根及固氮菌）、抑制地上和
地下部病虫害等生物相互作用提高植物活性；通过对水分供应、养分循环和土壤结构的改善等间接作用提高土壤水肥和植物养分吸收，促进植物生长；动物－微生物相互作用还能刺激其它次生代谢物质（如植物类激素物质等），促进根系生长和活力。土壤形成（成土过程） 在较长时间尺度上，通过生物扰动、粪便沉积、选择性取食及研磨等改变土壤结构和质地 较小时空尺度的变化会在较长时空尺度上产生累积效应，改变土壤的理化和生物学过程； 土壤动物对成土过程的影响依赖于其它因素及时空尺度。气候调节土壤动物肠道对温室气体的消耗和促进、土壤生物结构对有机碳的物理保护、土壤动物对微域内资源数量和性质及微生物群落的改变均会在较大时空尺度上影响气候变化；土壤动物对植物生产及腐殖质过程的
促进，促进植物生物碳合成和难降解有机质的形成均可以有效提高生态系统固碳量。 论述蚯蚓的土壤生态功能
蚯蚓通过取食、消化、排泄、分泌和掘穴等活动对土壤物质循环和能量传统作出贡献，对土壤质量产生重要影响，被称为“生态系统工程师”。它在土壤 生态系统内的功能主要表现在：①对土壤结构(孔隙和团聚体)的形成和稳定具有重要作用，并进一步影响土壤有机碳的稳定性、土壤持水保肥性能、土壤渗透性、溶质运移及水土流失过程； ②促进有机物分解和养分矿化，一方面提高土壤肥力，促进植物生长，另一方面也可能促进养分流失及温室气体的排放； ③ 调节土壤酸度，从而对大多数土壤化学和生物化学过程产生影响； ④传播微生物、杂草及病原菌，促进或抑制土壤微生物的定殖；⑤ 直接代谢和间接促进微生物分泌的
激素类活性物质能够促进植物生长； ⑥蚯蚓作为土壤食物网结构的关键环节，是重要的土壤生物指示者。 重要的是思考题
为什么过量施用化肥会造成土壤生物多样性的下降？ 少免耕对土壤生物的影响如何？ 举例说明土壤生物与植物的密切关系？ 连作对土壤生态系统结构和功能造成的影响？ 土壤动物对土壤结构的影响包括哪些方面？