靈魂拷問:你上學時做的生態瓶,幾天臭的?

不管是小學、初中,還是高中的課本里,都會提到一個實驗——製作生態瓶。在大多數學校,這實驗都是可做可不做的,很少佔用寶貴的實驗課時間,通常是被老師佈置下去作為家庭作業,讓學生回家自己做去。

為什麼呢?因為這生態瓶真做出來的話,失敗率其實非常非常高

一般來說,生態瓶一開始都做得挺漂亮的——乾淨的底砂,搖曳的水草,活潑的魚蝦。可是往往過不了多久,狀況就開始不對,有的開始爆發綠藻,有的水草被啃個精光,還有的魚死蝦亡。如果瓶子沒有密封,死去的動植物還會被細菌分解,成為一瓶混濁臭水。

所以真要是每個學生做一個生態瓶在窗臺擺成一排,那不久之後就如同水族煉獄一般,令人不忍直視。真能堅持幾個月的生態瓶十分少見。

網上出售的現成的生態瓶,一切都很美好 | Wicker Paradise / flickr

一段時間後,爆藻、死蝦、臭水,狀況頻出 | Mike Prosser / flickr

那麼,生態瓶為什麼這麼難做呢?是學生手殘嗎?並不是。真正的原因,是課本把生態瓶的製作描述得太過簡略,由於受到教學內容難度限制,很多要點都沒能說清楚。

生態瓶裡都有什麼

我們先來複習一下課本上的知識。所謂生態瓶,實際上就是模擬一個封閉的生態系統,瓶子裡要有生態系統的四個組成成分:生產者、消費者、分解者非生物成分。其中,生產者主要是綠色植物和一些藻類,它們通過光合作用固定能量、製造有機物,消費者和分解者需要依靠這些有機物中的能量生存。

一個簡單的生態系統組成示意圖 | Roddelgado / Wikimedia

生態系統中的生物之間,通過吃與被吃的關係聯繫到一起,這就是食物鏈和食物網。由於每個生物都要把獲取的能量中的大部分用於自己的生長繁殖,所以能量沿食物鏈傳遞的效率很低,高中課本說是10%到20%,看上去很低,其實這已經算是高的了,一般出現在水域生態系統裡。而在陸地生態系統中,能量傳遞效率往往只有百分之幾。

由於生態系統裡的能量耗散了就不會再回來,所以一個封閉生態系統想要保持穩定,最重要的一點就是能量的平衡,動物攝入的總能量得遠遠小於植物固定的總能量。

與平時我們養金魚用的水缸等開放式體系(需要換水、投食)不同,生態瓶作為封閉體系,除了陽光,沒有任何輸入,如果其中的動物吃太多,超過生產者固定的能量,系統就會崩盤 | Souravgg8 / Wikimedia

用現實生活打個簡單的比方,植物就好比工作賺錢的父母,動物就像學齡的孩子。這個家庭想要穩定,最基本的條件就是孩子的必要支出要小於父母的總收入,不能入不敷出。

大多數生態瓶崩壞的原因,就是動物沒選好,瓶子裡養了個吞金神獸。

比如說,我見過有學生在一個1升的瓶裡放了幾根水草、一條金魚。且不說金魚愛不愛吃水草的問題,就算真吃,水草每天的生長量也完全不夠它吃的。最後眼看著金魚日漸消瘦,活了一個多月就餓死了

怎麼選動植物

所以說,要想生態瓶裡不發生饑荒,就要選好合適的定居者。生產者要選那些生長快或者繁殖快的植物,比如黑藻、伊樂藻。

的植物,比如黑藻、伊樂藻

黑藻 | Yercaud-elango / Wikimedia

至於動物呢,首先,我們先把範圍限定在肉眼看得見的種類裡。那些太微小的雖然從生態學角度比較合適,但是死是活你都看不出來。所以我們要找個頭小、飯量小、長得慢的水生動物,比如一些小型植食性或者雜食性魚類,孔雀魚那麼大的有個一兩條就差不多了。蝦也可以,就是容易暴斃,不太好養。螺雖然好養也符合要求,但是一定只能放一個,要不然會生出一堆小螺。

以2升的瓶或者缸為例,大概需要5~6根長度20釐米左右的黑藻和一兩條魚。具體比例還得大家慢慢摸索調整。

孔雀魚 | Vincent Eisfeld / Wikimedia

成功的生態瓶,很難

選好了植物和動物,生態瓶就可以說成功了一半,還有一半其實是最難把握的,那就是肉眼看不見的微生物。在地球上,不管是哪個生態系統,微生物都是非常重要的一環,其中有些能夠製造有機物,有些能夠分解其他生物的殘骸。

一個生態瓶中如果微生物的類群不對,同樣會迅速崩潰。

我曾經觀察過初中學生做的生態瓶,都是用玻璃罐頭瓶做的,魚都餓死了,其中一個蓋子打開,一個依然保持密封狀態。這樣一來,兩個瓶最主要的區別就是細菌等微生物。開蓋的那瓶由於有空氣中的細菌進入,迅速腐臭渾濁;而密封的那瓶,過了半年多,依然水清草綠,唯一的變化就是死魚變成了瓶底細膩的泥,一根魚刺都沒剩。

在有些課本里,讓學生去找自然水域的水和水底淤泥。這是不合理的,會讓生態瓶的可控性大幅降低,因為不同自然環境裡的微生物種類、數量相差很大。比較可行的方法是使用水族箱用的底砂或石子,再加上靜置過夜後的乾淨自來水。

,再加上靜置過夜後的乾淨自來水

顯微鏡下可以看到水中的眼蟲 | Environmental Protection Agency

不過,即便是這些要點都注意到了,也只是能夠提高生態瓶的成功率,並不能保證一定成功。這是因為生態系統是個非常複雜的體系,可以說牽一髮而動全身,幾十年前,耗費巨大人力物力建造的生物圈二號,最後都以失敗而告終,在家裡簡單模擬出來的小生態系統,會崩潰也是很正常的。

生物圈二號內部環境。前景為熱帶草原區,背景為海洋區 | Wikimedia

所以我認為,課本介紹生態瓶這個實驗的意義,並不是幫助人理解那些考試要考的生態學原理,而是要讓學生明白:小小的一個生態瓶你都養不長久,身邊的複雜生態系統,一旦被破壞了就更沒轍了。如果不保護好環境,你就會死得像瓶裡的魚一樣……

作者:沙漠豪豬

封面圖來源:pixabay

生態瓶不成功沒關係,來試試苔蘚缸吧!在家裡放一個美觀的生態小樂園!

相關文章