灵魂拷问:你上学时做的生态瓶,几天臭的?

使用CN2/CN2GIA顶级线路,支持Shadowsocks/V2ray科学上网,支持支付宝付款,每月仅需 5 美元
## 加入品葱精选 Telegram Channel ##

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。

生物圈一号

海洋污染+过度捕捞,未来的我们会不会无鱼可吃

经历了核污染的废墟,竟成了野生动物的“天堂”?

吃货能击退入侵物种?愚蠢的人类,乃衣服!

本文来自果壳,欢迎转发

如需转载请联系GuokrPac@guokr.com

最简单好用的 VPS,没有之一,注册立得 100 美金
comments powered by Disqus

See Also

兀鹫:我其实不秃,只是头发比较短

《阿房宫赋》说“蜀山兀,阿房出”,而在蜀山以西,绵延百万平方公里的世界屋脊上栖息着一种和蜀山一样“秃顶”的猛禽,它就是今天日历的主角——高山兀鹫(_Gyps himalayensis_),英文名Himalayan vulture,也 …

南方恐怖故事:成群结队的白蚁又来啦

👇全文高能预警👇 每当夏季雨水来临前后,我国南方局部地区的朋友们总会因一类小虫子而愁眉不展,甚至惊慌失措。 在南方中低海拔地区夏季的黄昏,山区林地附近屋子昏暗的灯光下,很快会出现一只扇着四片狭长灰翅的小虫子,接着是两只、三只、千千万万只…… …

没逮过抢手“红蜻蜓”的童年,是不完整的

红色的蜻蜓是我小时侯的小小英雄 多希望有一天能和它一起飞 在中国的多数地区,尤其人口稠密的城市环境,黄蜻(_Pantala flavescens_)是最常见的蜻蜓——这里可以没有之一。黄蜻在较早的中文文献中常被称为“黄衣”,在中国台湾地区被 …

天上的星星如果落到了人间,能吃吗?

如果想要栽种牵牛花,6月初是最后的时机了,现在播种,等到立秋还可以美美地看上一波花。毕竟,牵牛花是七夕特供,现在就要为七夕做准备了呀。 七夕特供的牵牛。图片:天冬 牵牛花,能吃吗 早起的人有花看!梅尧臣不但看到了花,还看到了采花女郎。 行旅 …

美国,核泄漏

(⊙_⊙) 每天一篇全球人文与地理 微信公众号:地球知识局 NO.1507-三哩岛核事故 作者:酸奶没泡沫  制图:孙绿 / 校稿:猫斯图 / 编辑:养乐多 上世纪七十年代末,美国三哩岛核电站发生了人称“美国商业核电史上最大的核事故”。事故 …