1、v 19931993年月，八名科學(xué)家住進(jìn)一個(gè)由玻璃和鋼架建成年月，八名科學(xué)家住進(jìn)一個(gè)由玻璃和鋼架建成 的人造小世界里，從事生態(tài)實(shí)驗(yàn)。里面除了有一部電傳機(jī)的人造小世界里，從事生態(tài)實(shí)驗(yàn)。里面除了有一部電傳機(jī) 和電能供給外和電能供給外, ,與外界完全隔離。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)被稱為與外界完全隔離。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)被稱為”生物圈生物圈 二號(hào)二號(hào)”。它占地。它占地12 000m12 000m2 2, ,容積容積141 600m141 600m3 3, ,內(nèi)有微型的森林、內(nèi)有微型的森林、 沙漠、草地、農(nóng)田、沼澤、湖泊、海洋和溪流沙漠、草地、農(nóng)田、沼澤、湖泊、海洋和溪流; ;有有3 8003 800種動(dòng)植種動(dòng)植物，以及豬、牛、

2、羊、雞、鴨等畜禽類；還有供人居住的房子物，以及豬、牛、羊、雞、鴨等畜禽類；還有供人居住的房子和可制造人工風(fēng)雨的裝置。科學(xué)家們利用計(jì)算機(jī)控制射入的陽(yáng)和可制造人工風(fēng)雨的裝置。科學(xué)家們利用計(jì)算機(jī)控制射入的陽(yáng)光，調(diào)節(jié)各區(qū)所需的溫度光，調(diào)節(jié)各區(qū)所需的溫度; ;一邊從事科學(xué)研究一邊從事科學(xué)研究, ,一邊親自飼養(yǎng)畜一邊親自飼養(yǎng)畜禽禽, ,耕種收獲耕種收獲, ,過著完全自給自足的生活。科學(xué)家們?cè)噲D使這個(gè)過著完全自給自足的生活。科學(xué)家們?cè)噲D使這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)維持在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，以利于人和其他生物生存。生態(tài)系統(tǒng)維持在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，以利于人和其他生物生存。 遺憾的是，一年多以后，遺憾的是，一年多以后，“生物圈生物圈

3、號(hào)號(hào)”中的中的O O2 2含量大幅含量大幅度下降度下降( (從從2121迅速下降到迅速下降到1414) )，COCO2 2和和NONO2 2含量大量增加；糧含量大量增加；糧食嚴(yán)重減產(chǎn)食嚴(yán)重減產(chǎn); ;大氣和海水變酸，很多物種死去。而用來吸收大氣和海水變酸，很多物種死去。而用來吸收COCO2 2的牽牛花卻瘋長(zhǎng)。大部分脊椎動(dòng)物死亡的牽牛花卻瘋長(zhǎng)。大部分脊椎動(dòng)物死亡, ,所有的傳粉昆蟲的死所有的傳粉昆蟲的死亡亡, ,造成靠花粉傳播繁殖的植物也全部死去。由于降雨失控，造成靠花粉傳播繁殖的植物也全部死去。由于降雨失控，人造沙漠變成了叢林和草地人造沙漠變成了叢林和草地實(shí)驗(yàn)雖然失敗了，但是它用事實(shí)驗(yàn)雖然失敗了

4、，但是它用事實(shí)告訴人們實(shí)告訴人們 “ “地球仍是人類和其他生物的唯一家園，我們應(yīng)地球仍是人類和其他生物的唯一家園，我們應(yīng)該珍惜和愛護(hù)地球該珍惜和愛護(hù)地球”。 v 生態(tài)球生態(tài)球（EcosphereEcosphere，BiosphereBiosphere，Ecosystem BallEcosystem Ball）是一個(gè)封閉的微型世界；）是一個(gè)封閉的微型世界；是一個(gè)簡(jiǎn)化的地球生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。其環(huán)境是一個(gè)簡(jiǎn)化的地球生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。其環(huán)境可支持球內(nèi)動(dòng)植物的生存可支持球內(nèi)動(dòng)植物的生存，因此因此也也稱稱瓶瓶中生物圈中生物圈。v 雖然雖然物物質(zhì)因封閉而進(jìn)質(zhì)因封閉而進(jìn)出受限，出受限，但熱但熱能能開開放，仍允放，仍允

5、許許光光與熱與熱的的出出入。入。理論上講理論上講，生生態(tài)態(tài)球球應(yīng)應(yīng)能能自自給給自足自足。不論是不論是碳、氮、氧碳、氮、氧或其他物或其他物質(zhì)質(zhì)的的循環(huán)循環(huán)，一旦密封，一旦密封后后，動(dòng)動(dòng)、植、植物便物便可無可無限期地存活限期地存活在其中。在其中。v1 1 設(shè)計(jì)一個(gè)生態(tài)球設(shè)計(jì)一個(gè)生態(tài)球/ /瓶瓶/ /缸，建立一個(gè)長(zhǎng)久穩(wěn)定的缸，建立一個(gè)長(zhǎng)久穩(wěn)定的微型生態(tài)系統(tǒng)，觀察和記錄其中各種生物的生存微型生態(tài)系統(tǒng)，觀察和記錄其中各種生物的生存狀況，初步學(xué)會(huì)觀察生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的方法，狀況，初步學(xué)會(huì)觀察生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的方法，理解影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的各種因素。理解影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的各種因素。 v2 2 建立及觀察生

6、態(tài)球建立及觀察生態(tài)球/ /瓶瓶/ /缸，理解物種之間、生缸，理解物種之間、生物與環(huán)境之間密不可分的牽連關(guān)系物與環(huán)境之間密不可分的牽連關(guān)系破壞一破壞一種生物，其他生物就會(huì)滅絕種生物，其他生物就會(huì)滅絕這一基本事實(shí)。進(jìn)這一基本事實(shí)。進(jìn)一步理解一步理解地球?qū)嶋H上就是一個(gè)大的生態(tài)球，破地球?qū)嶋H上就是一個(gè)大的生態(tài)球，破壞其中的一種生物，就會(huì)給其他生物及人類自己壞其中的一種生物，就會(huì)給其他生物及人類自己帶來災(zāi)難甚至死亡帶來災(zāi)難甚至死亡這一基本道理。這一基本道理。v3 3 在建立起這個(gè)穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一在建立起這個(gè)穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步開展科學(xué)研究。步開展科學(xué)研究。v1 1 生態(tài)球生態(tài)球/

7、/瓶瓶/ /缸是一個(gè)有限的空間，應(yīng)根據(jù)生態(tài)缸是一個(gè)有限的空間，應(yīng)根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的原理，將生態(tài)系統(tǒng)具有的基本成分進(jìn)行組系統(tǒng)的原理，將生態(tài)系統(tǒng)具有的基本成分進(jìn)行組織，其內(nèi)應(yīng)同時(shí)包括生產(chǎn)者織，其內(nèi)應(yīng)同時(shí)包括生產(chǎn)者(producer)(producer)、消費(fèi)者、消費(fèi)者(consumer)(consumer)和分解者和分解者(decomposer)(decomposer)，在這樣構(gòu)建，在這樣構(gòu)建適宜的生物群落與非生物環(huán)境之間，形成了合理適宜的生物群落與非生物環(huán)境之間，形成了合理的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。因此，該生態(tài)系統(tǒng)能夠的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。因此，該生態(tài)系統(tǒng)能夠保持較長(zhǎng)時(shí)間的相對(duì)穩(wěn)定，并具有一定的自動(dòng)調(diào)保

8、持較長(zhǎng)時(shí)間的相對(duì)穩(wěn)定，并具有一定的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力。小型生態(tài)球節(jié)能力。小型生態(tài)球/ /瓶應(yīng)能維持瓶應(yīng)能維持1-3Y1-3Y。v2 2 生態(tài)球生態(tài)球/ /瓶必須是密封的，不能添加食物和氣瓶必須是密封的，不能添加食物和氣體，唯一可進(jìn)入系統(tǒng)的只有光線，整個(gè)系統(tǒng)也是體，唯一可進(jìn)入系統(tǒng)的只有光線，整個(gè)系統(tǒng)也是靠光線作能量推動(dòng)的。在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，除了靠光線作能量推動(dòng)的。在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，除了可見的動(dòng)物、植物外，水中還有浮游動(dòng)物、浮游可見的動(dòng)物、植物外，水中還有浮游動(dòng)物、浮游植物和微生物，而且還溶解有各類礦質(zhì)元素。植物和微生物，而且還溶解有各類礦質(zhì)元素。( (生態(tài)缸可以是開放的生態(tài)缸可以是開放的) )太陽(yáng)太陽(yáng)

9、動(dòng)物（消費(fèi)者）動(dòng)物（消費(fèi)者）植物（生產(chǎn)者）植物（生產(chǎn)者）微生物（分解者）微生物（分解者）光能光能光合作用產(chǎn)物光合作用產(chǎn)物O2有機(jī)物有機(jī)物呼吸呼吸提供提供 動(dòng)物生長(zhǎng)動(dòng)物生長(zhǎng)CO2光合光合 作用原料作用原料水水排遺及排泄物、尸體排遺及排泄物、尸體CO2等無機(jī)物等無機(jī)物提供植物提供植物 生長(zhǎng)生長(zhǎng)熱量熱量v1 1 生態(tài)球生態(tài)球/ /瓶瓶/ /缸必須是無色透明的，既有利于植物缸必須是無色透明的，既有利于植物采光，又便于學(xué)生進(jìn)行觀察。采光，又便于學(xué)生進(jìn)行觀察。v2 2 生態(tài)球生態(tài)球/ /瓶瓶/ /缸中的生物應(yīng)具有較強(qiáng)的生活力。缸中的生物應(yīng)具有較強(qiáng)的生活力。v3 3 要特別注意各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的合適比例，以能夠

10、形要特別注意各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的合適比例，以能夠形成食物鏈為原則。投放的動(dòng)物數(shù)量宜小而少，要考成食物鏈為原則。投放的動(dòng)物數(shù)量宜小而少，要考慮生產(chǎn)者的能力，以免破壞食物鏈。慮生產(chǎn)者的能力，以免破壞食物鏈。v4 4 要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)照組。在水質(zhì)、植物數(shù)量、動(dòng)物數(shù)要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)照組。在水質(zhì)、植物數(shù)量、動(dòng)物數(shù)量、基質(zhì)類型、見光與否等項(xiàng)目上設(shè)計(jì)多種對(duì)照實(shí)量、基質(zhì)類型、見光與否等項(xiàng)目上設(shè)計(jì)多種對(duì)照實(shí)驗(yàn)。最終找出較好的設(shè)計(jì)方案。驗(yàn)。最終找出較好的設(shè)計(jì)方案。v5 5 人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是有條件的，也可能是短人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是有條件的，也可能是短暫的。暫的。v1 1 實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)材料v1.1 1.1 容器：容積最好大

11、于容器：容積最好大于500ml500ml、直徑最好大于、直徑最好大于10cm10cm的無色透明塑料瓶（或玻璃瓶）。的無色透明塑料瓶（或玻璃瓶）。v1.2 1.2 植物：水草（茨藻、金魚草、黑藻、輪藻、植物：水草（茨藻、金魚草、黑藻、輪藻、浮萍浮萍）v1.3 1.3 動(dòng)物：魚類（孔雀魚、斑馬魚、太陽(yáng)魚、紅動(dòng)物：魚類（孔雀魚、斑馬魚、太陽(yáng)魚、紅十字魚等）、蝦類（米蝦）、貝類（椎實(shí)螺、田十字魚等）、蝦類（米蝦）、貝類（椎實(shí)螺、田螺等）。螺等）。v1.4 1.4 浮游生物及微生物浮游生物及微生物v1.5 1.5 水源水源: :海水海水/ /淡水淡水( (河水、井水、礦泉水、自河水、井水、礦泉水、自來水

12、均可來水均可) )。水量。水量: :放入容器容積放入容器容積2/3-4/52/3-4/5的水量。的水量。v1.6 1.6 其它：水草砂（鋪墊其它：水草砂（鋪墊1cm1cm厚）、珊瑚、電光厚）、珊瑚、電光源、溫度計(jì)、源、溫度計(jì)、PHPH計(jì)、凡士林、標(biāo)簽紙等。計(jì)、凡士林、標(biāo)簽紙等。v2 2 日常管理日常管理v2.1 2.1 容器：保持外面清潔容器：保持外面清潔v2.2 2.2 放置：陽(yáng)光雖然對(duì)水草生長(zhǎng)有幫助，放置：陽(yáng)光雖然對(duì)水草生長(zhǎng)有幫助，但也極易造成藻類的蔓延；同時(shí)蝦類也怕但也極易造成藻類的蔓延；同時(shí)蝦類也怕熱。在春夏秋季，每日斜射（散射）熱。在春夏秋季，每日斜射（散射）4-6h4-6h為宜，冬季可延長(zhǎng)至為宜，冬季可延長(zhǎng)至12h12h。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，不要隨意變動(dòng)生態(tài)中，不要隨意變動(dòng)生態(tài)球球/ /瓶瓶的擺放位置。的擺放位置。v2.3 2