生 态 缸 制 作

生 态 缸 制 作

四川营山二中高三（11）班 侯怡梅

指导老师：杨通林

一、背景介绍（制作原因）

   应学校科技节要求，设计并制作生态缸。

   制作地点：林俊东同学的家里。

二、实验原理

生态系统的稳定性是其结构与功能发展协调的重要标志。生态系统的稳定程度，则取决于它的物种组成、营养结构和非生物因素之间的协调关系。

设计和制作一种模拟池塘岸边生态系统的生态缸，观察这个封闭的微型生态系统中动植物的生存状况，有助于理解生态系统稳定性的原理。

三、流程设计

由于考虑到生态缸的大小和所放置的地点的光照程度和温度，所以在选材和生态结构制作方面有比较大的限制，导致了一些比较稳定而复杂的设计无法实施。

首先从生态系统的多样性和复杂程度与生态系统的稳定程度成正比这个角度去考虑，决定制作一个包含水生生态系统和陆生生态系统两部分的生态缸。这样能够保证这个生态系统在环境条件温和的情况下能够承受更多的环境变化和波动，延长生态缸内生态系统的崩溃时间。

其次，从生态系统的稳定性以及群落与无机环境之间的关系去考虑，然后综合了空间，温度以及环境允许的最大含氧量浓度波动，得出了必须保留一半以上的空间给空气，作为环境含氧量浓度的缓冲区，并且需要有适量的水和适量的而不是大量植物的结论。同时由于设计加入了陆生生态系统，所以植物的选择也需要加上陆生植物，而不单单是水生植物。

最后，考虑到食物链的营养级结构和能量流动效率的问题，在设计中营养级不能超过三级，否则会造成能量流动的效率低下，造成整个生态系统的破坏。因为如果在最高的营养级施放生物体（就算仅仅一个），那么所需要的最低营养级的生物体个数就会非常庞大，而整个生态缸的空间有限，所以无法容纳太多的物种。那么在考虑到食物链越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越强这种规律的同时，也应该考虑好整个生态缸的环境合理容量和环境最大容量。

综合上述，我们制作了一份有关整个生态系统的设计图，如右图，其文字表达如下： 

理论设计的生态系统流程图                                                                                       

生态缸结构：

（一）空间大小：越大越好，但是要考虑到运输和材料的收集，所以选择了一种适中的大小，大约是长60×宽40×高50（单位cm）。 

（二）无机环境：                                  图二

（1） 水生环境：包括水，泥沙，小石头，大石块；陆生环境：包括泥土，石头。（2）空气 

（三） 物种：

（2） 水生物种：鱼类，水草，原生藻类，浮游生物；

（3） 两栖物种：乌龟，寄居蟹，田螺，青蛙等；

（4） 分解者：细菌类，微生物类。

（四）食物链食物网关系简单示意图（包含分解者以及物种数量）（此图为实际制作的生态缸生态系统）：如下图。

四、制作过程

1、考察：

带上保鲜袋和小铲到农田里进行实地勘察，对植物进行取样，确定可得到的材料，对原设计进行相应修改。

可得到材料：泥土（河泥——含分解者和少量微型水生生物），水，沙石，陆生植物。

具体的考察过程，大致可以分为三个步骤：首先是确定考察地点，因为林俊东同学的家住在具体农田比较近的地方，所以在制定考察地点的时候，首先选择的就是他家附近的农田。然后是考察的方向和需要考察的内容。这部分由我们一同整理之后，记录在纸上。最后是考察的整理。

考察内容包括：

(1).能获得哪些天然生物，包括细菌，浮游生物，植物等；

(2).土壤的肥沃程度以及是否适合用来制作生态缸；

(3).农田的水质是否适合；

(4).采集过程是否方便，会不会有危险或者其他特殊情况；

(5).采集过程是否影响到当地的菜农；

(6).采集时需要准备的工具。

2、购买材料：

清单：1适当大小的鱼缸、2鱼、3乌龟、4水草

购买地点：实验小学正门前10米，水族馆

3、采集过程：

带上水桶，小铲，足量保鲜袋到已经勘察的地方。借当地农民的农具，将河泥挖到水桶里，然后用小铲挖取几颗10—15厘米高的萝卜、河边杂草和一颗矮小的车前草（挖掘时连根带土地将植物挖出），把萝卜和车前草放到保鲜袋。在路边用保鲜袋装取小量沙石，最后用保鲜袋装3袋水田里的水。

4、生态缸制作：

1.用砂石薄薄地将缸底覆盖一层，然后将河泥堆放到鱼缸一角的位置，用手整理河泥，把植物插到河泥里，在河泥表面加一层干泥土。

2.将一块瓷片打碎，堆到泥土的斜对角，最后在上面加一块小石。（作用：为小鱼提供一个可以躲避乌龟捕食的地方，防止小鱼全被乌龟捕食）

3.将生态缸运到学校后，在鱼缸一角缓慢加水，防止泥土融在水中，然后加上水草、小鱼和乌龟。最后用保鲜袋和透明胶对缸口进行密封。

五、自我评价及反思：

 1、评价：

①生态缸整体较美观

加入了多种植物，以及在整个的结构设计上面，考虑了一定的美学性质，生态缸看起来不会太过于僵硬。

②有水陆两种

增加了生态系统的食物链结构，理论上增强了生态系统的稳定性。

③有多个物种及分解者

同上，分解者的存在，促进了生态缸内的物质循环，所以能够延长生态缸内生态系统的崩溃时间。

④足够的生存空间

考虑到了环境容量和生存空间与生态系统的食物链之间的协调问题。

2、反思：

①流程设计 

问题：设计存在单向性(没有明确区分水陆生植物)，不稳定，波动大

②制作过程 

问题：材料采集量估计不足，没有对材料进行清洗就制作，制作先后步骤存在不合理性

六、收获与体会：

这次的生态缸制作，应该算是比较成功的了，至少在理论设计方面，考虑算比较全面，不过在制作过程中还是暴露出了许多问题，这也就是我们能从中学到的东西。通过这次生态缸的制作，我们受益匪浅，懂得了生物知识在实际生活中的应用，也懂得了光有理论是不行的，实践才是检验真理的唯一标准。