灵魂拷问：你上学时做的生态瓶，几天臭的？

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不管是小学、初中，还是高中的课本里，都会提到一个实验——制作生态瓶。在大多数学校，这实验都是可做可不做的，很少占用宝贵的实验课时间，通常是被老师布置下去作为家庭作业，让学生回家自己做去。

为什么呢？因为这生态瓶真做出来的话，失败率其实非常非常高。

一般来说，生态瓶一开始都做得挺漂亮的——干净的底砂，摇曳的水草，活泼的鱼虾。可是往往过不了多久，状况就开始不对，有的开始爆发绿藻，有的水草被啃个精光，还有的鱼死虾亡。如果瓶子没有密封，死去的动植物还会被细菌分解，成为一瓶混浊臭水。

所以真要是每个学生做一个生态瓶在窗台摆成一排，那不久之后就如同水族炼狱一般，令人不忍直视。真能坚持几个月的生态瓶十分少见。

网上出售的现成的生态瓶，一切都很美好。图片：Wicker Paradise / flickr

一段时间后，爆藻、死虾、臭水，状况频出。图片：Mike Prosser / flickr

那么，生态瓶为啥这么难做呢？是学生手残吗？并不是。真正的原因，是课本把生态瓶的制作描述得太过简略，由于受到教学内容难度限制，很多要点都没能说清楚。

生态瓶里都有啥

我们先来复习一下课本上的知识。所谓生态瓶，实际上就是模拟一个封闭的生态系统，瓶子里要有生态系统的四个组成成分：生产者、消费者、分解者和非生物成分。其中，生产者主要是绿色植物和一些藻类，它们通过光合作用固定能量、制造有机物，消费者和分解者需要依靠这些有机物中的能量生存。 

一个简单的生态系统组成示意图。图片：Roddelgado / Wikimedia

生态系统中的生物之间，通过吃与被吃的关系联系到一起，这就是食物链和食物网。由于每个生物都要把获取的能量中的大部分用于自己的生长繁殖，所以能量沿食物链传递的效率很低，高中课本说是10%到20%，看上去很低，其实这已经算是高的了，一般出现在水域生态系统里。而在陆地生态系统中，能量传递效率往往只有百分之几。

由于生态系统里的能量耗散了就不会再回来，所以一个封闭生态系统想要保持稳定，最重要的一点就是能量的平衡，动物摄入的总能量得远远小于植物固定的总能量。

与平时我们养金鱼用的水缸等开放式体系（需要换水、投食）不同，生态瓶作为封闭体系，除了阳光，没有任何输入，如果其中的动物吃太多，超过生产者固定的能量，系统就会崩盘。图片：Souravgg8 / Wikimedia

用现实生活打个简单的比方，植物就好比工作赚钱的父母，动物就像学龄的孩子。这个家庭想要稳定，最基本的条件就是孩子的必要支出要小于父母的总收入，不能入不敷出。

大多数生态瓶崩坏的原因，就是动物没选好，瓶子里养了个吞金神兽。

比如说，我见过有学生在一个1升的瓶里放了几根水草、一条金鱼。且不说金鱼爱不爱吃水草的问题，就算真吃，水草每天的生长量也完全不够它吃的。最后眼看着金鱼日渐消瘦，活了一个多月就饿死了。 

怎么选动植物

所以说，要想生态瓶里不发生饥荒，就要选好合适的定居者。生产者要选那些生长快或者繁殖快的植物，比如黑藻、伊乐藻。

黑藻。图片：Yercaud-elango  / Wikimedia

至于动物呢，首先，我们先把范围限定在肉眼看得见的种类里。那些太微小的虽然从生态学角度比较合适，但是死是活你都看不出来。所以我们要找个头小、饭量小、长得慢的水生动物，比如一些小型植食性或者杂食性鱼类，孔雀鱼那么大的有个一两条就差不多了。虾也可以，就是容易暴毙，不太好养。螺虽然好养也符合要求，但是一定只能放一个，要不然会生出一堆小螺。

以2升的瓶或者缸为例，大概需要5~6根长度20厘米左右的黑藻和一两条鱼。具体比例还得大家慢慢摸索调整。

孔雀鱼。图片：Vincent Eisfeld / Wikimedia

成功的生态瓶，很难

选好了植物和动物，生态瓶就可以说成功了一半，还有一半其实是最难把握的，那就是肉眼看不见的微生物。在地球上，不管是哪个生态系统，微生物都是非常重要的一环，其中有些能够制造有机物，有些能够分解其他生物的残骸。

一个生态瓶中如果微生物的类群不对，同样会迅速崩溃。

我曾经观察过初中学生做的生态瓶，都是用玻璃罐头瓶做的，鱼都饿死了，其中一个盖子打开，一个依然保持密封状态。这样一来，两个瓶最主要的区别就是细菌等微生物。开盖的那瓶由于有空气中的细菌进入，迅速腐臭浑浊；而密封的那瓶，过了半年多，依然水清草绿，唯一的变化就是死鱼变成了瓶底细腻的泥，一根鱼刺都没剩。

在有些课本里，让学生去找自然水域的水和水底淤泥。这是不合理的，会让生态瓶的可控性大幅降低，因为不同自然环境里的微生物种类、数量相差很大。比较可行的方法是使用水族箱用的底砂或石子，再加上静置过夜后的干净自来水。

显微镜下可以看到水中的眼虫。图片：Environmental Protection Agency

不过，即便是这些要点都注意到了，也只是能够提高生态瓶的成功率，并不能保证一定成功。这是因为生态系统是个非常复杂的体系，可以说牵一发而动全身，几十年前，耗费巨大人力物力建造的生物圈二号，最后都以失败而告终，在家里简单模拟出来的小生态系统，会崩溃也是很正常的。

生物圈二号内部环境。前景为热带草原区，背景为海洋区。图片：Wikimedia

所以我认为，课本介绍生态瓶这个实验的意义，并不是帮助人理解那些考试要考的生态学原理，而是要让学生明白：小小的一个生态瓶你都养不长久，身边的复杂生态系统，一旦被破坏了就更没辙了。如果不保护好环境，你就会死得像瓶里的鱼一样……

本文是物种日历特约稿件，来自物种日历作者@沙漠豪猪。

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