生态球的制作 - 图文

平凉一中研究性学习 生物课题研究论文

——生态球的制作与生态平衡的研究

成员：朱涵儒 宋建强 郑忠成 金辉 于佳丽 陶雪

班级：高二14班

指导老师：李新正

二〇一二年三月

摘 要

生态系统（ecosystem）指由生物群落与无机环境构成的统一整体。生态系统的范围可大可小，相互交错，最大的生态系统是生物圈；最为复杂的生态系统是热带雨林生态系统，人类主要生活在以城市和农田为主的人工生态系统中。生态系统是开放系统，为了维系自身的稳定，生态系统需要不断输入能量，否则就有崩溃的危险；许多基础物质在生态系统中不断循环，其中碳循环与全球温室效应密切相关，生态系统是生态学领域的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次。生态球是用一个微观构造物体现出生态系统的特点。

关键词：生态系统，统一，整体，能量，循环

abstract

Ecological system (ecosystem) refers to the biological communities and inorganic

environment form the unified whole. The scope of the ecological system but can small, mutual crisscross, the biggest ecological system is the biosphere; Most complex ecological systems is tropical rain forest ecological system, human live mainly in the city and in the farmland artificial ecosystem mainly. Ecological system is an open system, in order to maintain their own stability, ecological system needs to constantly input energy, or it is the danger of collapse; Many basic substance in the ecological system continuously circulation, including carbon cycle and the global greenhouse effect closely related, the ecosystem is ecology field of the main structure and

functional unit, belongs to the ecology of the highest level. Ecological ball is to use a microscopic structures reflect the characteristics of the ecological system.

Keywords: ecological system, unified, whole, energy, circulation

目 录

一、摘要 二、abstract 三、生态球的概念 四、生态球的历史

五、制作生态球的原理和方法 六、课题研究的意义和目标 七、生态球的实验流程

1．选材 2.制定计划 3.制作过程 4.观察与数据收集 5反思 6完善

八、探究生态球在生活中的实际应用 九、参考文献 十、附录

十一、研究课题期间的研究成果 十二、致谢

生态球的概念

生态球是一个密封的生态系统，就像地球一样。生态球由透明的玻璃球体组成，内有小虾、藻类、细菌、经过滤的海水、Gorgonia、小石及空气 (太空总署的设计内还有小蜗牛。Gorgonia是无生命的树枝状物质。)

生态球拥有与地球一样的部份重要成份。生态球中的小石代表地球的土地，有约三分二的水及三分一的空气，能量来源同样是阳光，当然还有生命：虾、藻及细菌。

生态球内进行的生态循环代表着简化了的地球生态循环。光线及水中的二氧化碳让藻类可进行光合作用，产生氧气，它们也会使用水中的无机营养物，藻类因此是系统中之生产者（producer）；小虾呼吸用去氧气，放出二氧化碳，并以藻类及细菌为食物，排出废物，故此小虾是消费者（consumer）；细菌则把小虾之排泄物分解成无机营养物，供藻类使用，所以细菌成为分解者（decomposer）。Gorgonia及小石为微生物提供藏身处，免被小虾所吃，也为细菌提供生长地方，让其能作分解者分解生态系统中之废物。因此，生态球内的食物及气体皆可以不断的循环使用。

生态球是密封的，因此不能加入任何食物或气体，唯一可进入系统的是光线，整个系统也是靠光线作能量推动的。

细小的生态球平均寿命约2-3年，大型的可维持更长时间，最长的可达10年或以上。

自然界的生命都在一定生态系统中生存和繁衍。长期以来，人们一直在研究生态系统的构成和运行规律，并尝试制造符合自然规律的人造生态系统。这是意义重大的探索。 生态球就是依据自然界水生生态系统的结构和运行规律设计制造的简单的人造生态系统。其中的非生命物质有水、沙、无机盐类；生命物质包括三类：水草和藻类（初级生产者）；鱼（消费者）；微生物（分解者）；光线从外部向瓶内辐射，瓶内外不断进行热交换。 系统按以下规律运行：在光线照射下，含有叶绿素的水草和藻类从水中吸取无机营养盐和二氧化碳并进行光合作用，将上述物质转化为有机物存储在自身体内，同时放出氧气溶解在水中；水草和藻类自身生长需要消耗部分有机物和氧气，产生部分二氧化碳；鱼以藻类为食物，吸入氧气，呼出二氧化碳；鱼的排泄物和水草及藻类的残体被微生物分解成无机营养盐，分解时要消耗部分氧气，产生二氧化碳。新产生的无机盐和二氧化碳将在新的光合作用中再次被水草和藻类吸收、转化。物质和能量就这样在系统各环节中有规律的流动和循环往复，称这种状态为生态平衡。

生态系统的结构配置不合理，将不能实现预期的系统运行状态，甚至根本不能运行；运行中系统的某一环节出现变化时生态平衡将被打破，通过调节实现新的生态平衡；当出现的变化超过系统调节能力时，生态系统将遭到破坏。

生态球的历史

生态球 (Ecosphere) 是一细小、封闭的「微型世界」，其环境可支持球内的动

植物生存。

是由两位美国科学家，曹恒信博士（DR. JOE HANSON）和奇科森博士（DR. CLAIR FOLSOME）所发明。在1980年早期，美国太空总署（NASA）为了下列二个原因，对这生物球产生兴趣。 其一，是因为这个生态球可以提供更多作为研究美国太空总署宇宙开发使命的资料。

其二，是因为可以帮助到太空总署研究（人类生命维持系统计划），作为参考资料去兴建太空站，用作日后开发太阳系的基地。 如将生态球比作小型地球的话，小红虾就是代表人类。所以这生态球可以引身到现今的地球，自然生态环境不断受到破坏，如继续被破坏下去及不加改善的话，所有生命可能受到死亡的威胁。这生态球的构思，正好提醒人类，维持生态平衡对生命的重要性，也令我们联想到地球上各种生物间的连锁关系及个中的奥秘。 此技术其后在太空总署之技术转移计划 (Technology Transfer Program) 中被私人公司 (EcoSphere Associates Inc.) 用以制造生态球。该公司也应用相同的原理制作了半封闭的淡水生态系统。

课题研究的意义和目标

以制作生态球为例了解传统制作工艺的应用，通过对课题研究大致了解到生态系统在生活中的实例应用、生态球的制作流程、生态球的历史以及生态球的作用等；说明生态球的制作过程和原理；希望能通过亲身实践和亲身体验来直接获取有关生态球制作的知识；希望能通过调查研究获得生态球的有关知识，从而加深我们对生态球的了解；此外希望课题研究激发我们探索的热情；进一步提高资料收集、整理能力；锻炼同学之间的合作能力，发挥团队精神，让我们做好明确的分工，在知识上进行交流。希望这次课题研究的过程能更好的培养和锻炼我们各方面的能力，并希望能在探索生态球奥秘的同时，能更好地让人们了解它，肯定它存在的价值。

制作生态球的原理和方法

自然界的生命都在一定生态系统中生存和繁衍。长期以来，人们一直在研究生态系统的构成和运行规律，并尝试制造符合自然规律的人造生态系统。这是意义重大的探索。 生态球就是依据自然界水生生态系统的结构和运行规律设计制造的简单的人造生态系统。其中的非生命物质有水、沙、无机盐类；生命物质包括三类：水草和藻类（初级生产者）；鱼（消费者）；微生物（分解者）；光线从外部向瓶内辐射，瓶内外不断进行热交换。

系统按以下规律运行：在光线照射下，含有叶绿素的水草和藻类从水中吸取无机营养盐和二氧化碳并进行光合作用，将上述物质转化为有机物存储在自身体内，同时放出氧气溶解在水中；水草和藻类自身生长需要消耗部分有机物和氧气，产生部分二氧化碳；鱼以藻类为食物，吸入氧气，呼出二氧化碳；鱼的排泄物和水草及藻类的残体被微生物分解成无机营养盐，分解时要消耗部分氧气，产

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