张廷勇生态缸制作
生 态 缸 制 作
作 者高二1班 林俊东 张均伟 学校罗山高中 指导老师张廷勇
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图一用word 文档及文字表达如下
理论设计的生态系统流程图
图一
图二
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
1 水生环境包括水泥沙小石头大石块 2 陆生环境包括泥土石头。 3 空气 水生植物 鱼类15-30 寄居蟹1-4 乌龟1-2 田螺2-8 分解者 陆生植物 阳光供能 水草藻类 鱼类20条 龟1只 分解者 陆生植物
三 物种
1 水生物种鱼类水草原生藻类浮游生物 2 两栖物种乌龟寄居蟹田螺青蛙等 3 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上图二。
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。