1. Vai trò của vi sinh vật trong vòng tuần hoàn vật chất có thể hình dung ở qui mô nhỏ
lấy ví dụ như ở thủy vực dạng hồ (hình 75). Ở tầng mặt luôn có đầu đủ ánh sáng vào ban ngày và môi trường ở đó là thoáng khí. Trong khi đó ở tầng đáy và trong lớp bùn
đáy thì thiếu hẳn ánh sáng và điều kiện môi trường ởđây là yếm khí.
Hình 75. Sự phân bố của vi sinh vật ở các tầng nước trong thuỷ vực dạng hồ
Giả sử nguồn dinh dưỡng được cung cấp vào hồ ổn định và không có sự xáo trộn giữa các tầng nước thì hệ sinh thái trong hồ cũng sẽổn định với sự tuần hoàn vật chất giữa các cơ thể sống diễn ra như sau:
2. Ở tầng mặt do có đầy đủ ánh sáng và O2 nên CO2được cốđịnh và O2được tạo ra nhờ
vào sự quang hợp của thực vật, tảo và vi khuẩn lam. Vi khuẩn lam còn có thể cốđịnh nitơ phân tử. Sinh vật sống ở tầng mặt bao gồm các vi khuẩn hiếu khí, côn trùng,
động và thực vật nổi.
3. Ở tầng đáy và trong lớp trầm tích ở đáy do thiếu ánh sáng và oxy nên phần lớn là sự
hoạt động của nhóm vi khuẩn lên men tạo các axit béo, H2 và CO2. Các hợp chất này lại được các vi khuẩn sinh metan sử dụng tạo CH4. Các vi khuẩn yếm khí sử dụng NO3 và SO4 để sinh NH3 và H2S. Kết quả là có nhiều loại khí được thải vào môi trưởng nước bao gồm: H2, CO2, CH4, NH3 và H2S.
Các quá trình sinh học ở tầng giữa nhất là nơi giao lưu giữa tầng mặt và tầng đáy xảy ra rất phức tạp. Ở tầng này có các vi khuẩn yếm khí quang hợp sử dụng các tia sáng có bước sóng dài có thể xuyên qua tầng mặt và không bị các thực vật có chlorophyll ở tầng mặt hấp thu. Các vi sinh vật dinh dưỡng metan phân bốở vùng hiếu khi của tầng này sử dụng CH4 được sinh ra từ tầng đáy làm nguồn cacbon và giải phóng CO2. Các vi sinh vật khoáng dưỡng nitơ và lưu huỳnh hoạt động giống nhau là sử dụng NH3 và H2S sinh ra từ
8.2 VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG CÁC VÙNG NƯỚC 8.2.1 Tham gia phân giải chất hữu cơ trong thủy vực