生態瓶

生態瓶，就是“將少量的植物，以這些植物為食的動物和其他非生物物質放入一個密閉的光口瓶中，形成的一個人工模擬的微型生態系統”，在科學教學活動中，生態瓶是一種有趣、充滿活力且十分有用的工具。因為大多數的孩子都喜歡飼養、觀賞生態瓶中的魚和其他各種水生生物，這種飼養和觀賞可以增長知識，促進探究，增進理解，並帶來美的享受。

美國太空總署火箭推進實驗室里進階生命支持計劃的科學家漢生，發現細小的鹽水蝦、藻及蝸牛可以在一封閉之系統內生存一段很長的時間。水草在光合作用下增長藻類；小蝦吃藻類得以維生；硝化菌將蝦子的排泄物分解成為水草的養分。這三種生物體在這封閉的系統內形成一共生自足的“微型世界”。

生態瓶是一個密封的生態系統，就像地球一樣。

生態瓶由透明的玻璃球體組成，內有小蝦、藻類、細菌、經過濾的海水、Gorgonia、小石及空氣（Gorgonia 是無生命的樹枝狀物質）。

生態瓶中的小石代表地球的土地，有約三分二的水及三分一的空氣，能量來源同樣是陽光，當然還有生命：蝦、藻及細菌。

生態瓶內進行的生態循環代表著簡化了的地球生態循環。

光線及水中的二氧化碳讓藻類可以進行光合作用，產生氧氣，它們會使用水中的無機營養物，藻類因此是系統中之生產者；小蝦呼吸用去氧氣，放出二氧化碳，並以藻類及細菌為食物，排出廢物，故此小蝦是消費者；細菌則把小蝦之排泄物分解成無機營養物，供藻類使用，所以細菌成為分解者。

Gorgonia 及小石為微生物提供藏身處，免被小蝦所吃，也為細菌提供生長地方，讓其能作分解者分解生態系統中之廢物。

因此，生態瓶內的食物及氣體皆可以不斷的循環使用。

生態瓶是密封的，因此不能加入任何食物或氣體，唯一可進入系統的是光線，整個系統也是靠光線作能量推動的。

水草（如茨藻）、水生小動物（如椎實螺、環棱螺）、水、沙子、玻璃瓶（如標本瓶、大試管或醫用葡萄糖注射液瓶）、凡士林

一般，所需要的動植物，能夠在花鳥市場或類似的海洋館買到，不會很貴。

對於顏色及品種方面的要求可以諮詢售貨員，切記不可放大型的魚類，因為會比較消耗氧氣，導致生態瓶無法維持較長時間。

“準備一隻透明的塑料瓶（或食用油用完后收下的油桶），剪去上面的部分。”

瓶子來源一般有兩種：一是取自垃圾場、垃圾桶，二是自己喝了飲料留下的，三是自己家吃完了以後留下的。不管哪種情況，第一次使用時，都要先把它清洗一下。但不能用肥皂或去污劑來洗滌（孩子往往容易用這些東西來洗）。因為用這些化學物品洗滌后，塑料瓶上會有肥皂等殘留物，它們將對水生生物的生存會帶來危害。建議用熱水洗滌，必要時可加一些小蘇打。

由於是模擬生態系統，所以最好不要放過濾器等非原生態物品。

“在瓶底裝入一層水底的淤泥，並灌入大半瓶自然水域的水”

對於城市的孩子來講，“水底的淤泥”和“大半瓶自然水域的水”都是無法獲取的，即使是在農村地區，讓孩子課外去找“水底的淤泥”和“自然水域的水”也是一種比較危險的行為。而且根據筆者的實驗結果，淤泥對生態瓶水質的影響是很大的，很容易使整個生態瓶變得十分髒亂，而髒亂的生態瓶很多水生動植物是無法生存的。

建議取一些沙子和小石子，然後用自來水沖洗，除去其中的塵土和臟物質，然後鋪在瓶子底部替代淤泥，作用是為那些靠吃死爛植物和動物排泄物為生的細菌提供一個寄宿的場所。

無法獲取自然水域水的，可以把自來水放在陽光充足的地方曬兩天以上，裡面便會生長一些微生物。在生態瓶里灌好水后，最後用膠帶在生態瓶外面標出水面的精確位置。因為當瓶中的水不斷蒸發后，水中礦物質的濃度會變得越來越高，為了維持一個平衡的環境，就需要補充水分以維持瓶中的水量。

“在瓶子里'種'上幾棵有根水草，在水面放一些浮萍”

這裡需要注意的是加入生態瓶中的植物一般為藻類，應該先將水加到位，然後再放植物，從而避免加水時把植物衝起來，有個孩子就這麼一個細節沒注意，種了一個下午的水草還是沒種好。

加滿水、種上水草的生態瓶一般要等待幾個小時的時間，讓水中的一些渾濁物沉澱下來，再開始放進水生動物。

“把田螺、小魚、小蝦、小泥鰍等放進去。” （如果使用油桶則可放入幾條小魚）

很多學生會發現魚剛剛放進生態瓶的第一天是很容易死去的，第一天生態瓶的水質很好，魚為什麼這麼容易死去呢？

其實是魚不能適應新的環境造成的，大多數魚都對水溫的突然變化十分敏感，魚被突然換到不同水溫的水中后，自然容易死去。因此，將魚放進生態瓶也是有講究的。你可以在原來魚所在的水缸中放進一個塑料袋，將魚轉移到這個塑料袋中，然後連水連魚一起轉移到生態瓶中，約1.5小時后，你就可以放心地把魚放到它的新家中去了。

很多學生會問老師，一個生態瓶中到底放幾條魚好呢？生態瓶中放養的魚的數量和生態瓶中水的體積及魚在水中可獲取的氧氣量直接相關。如果養的是金魚，則每4升水放兩到三條成年金魚就可以了。還有一個判別生態瓶中魚是否太多的方法就是注意是否有魚浮在水面不斷“喘氣”，如果有這個現象發生，則表明水中沒有足夠的溶解氧，要麼是水質出問題了，要麼就是放入的魚太多了。

田螺、小魚、小蝦，對於城市的孩子來說，很難獲得，我們可以用水蝸牛來替代。一般一個20升的瓶子中放一兩隻水蝸牛就可以了。水蝸牛的繁殖速度也很快，不久你就會發現瓶壁上或水面上有膠質狀的卵，兩周內你和你的學生就會觀察到卵開始孵化成小蝸牛。水蝸牛主要以綠藻為食，綠藻就是生長在瓶壁上的那層綠色的薄膜狀物質。注意，生態瓶受到陽光的照射量和綠藻的生長速度有著直接的關係。在一個平衡的生態瓶中，每天綠藻增加的量應該與水蝸牛能吃掉的差不多。有了這個生態瓶后，我們可以每周一次，組織學生根據他們的觀察記錄進行討論，讓他們對所觀察到的變化的原因進行猜測，或預測一下這個水生生態系統可能會發生哪些變化。整個活動的持續時間至少在兩周以上，這與教材設計中的教學時間不同，要做好教學進度的調整。

生態瓶可以模擬一個池塘生態系統。從中可以了解生態系統中各種生態因素之間的相互作用和影響，加深對自然界的認識理解。

在生態瓶內，小蝦以綠藻為食，吸收綠藻光合作用放出的氧氣得以生存。綠藻則依靠自身的葉綠素，利用陽光、水和小蝦呼出的二氧化碳進行光合作用，合成自身需要的葡萄糖，同時放出氧氣。小蝦排出的糞便由細菌分解，分解后的糞便正好是綠藻的肥料。兩者相輔相存，得以長期生存。

結論

小小生態瓶實際上是地球生態系統的縮影。在生態系統的教學中，演示生物與環境之間的相互依存關係，生動直觀。該生態瓶製做容易，且可長期使用。

生態瓶中減少水和添加動物、植物會引起生態群落的變化。減少水量、增加動物的數量會使魚兒浮出水面呼吸的次數增加。在類似“生態瓶”的生態系統中，生存競爭是指同種或異種生物個體相互競爭，來維持個體生存和種族繁衍的自然現象。它包括種內競爭（同種個體間的競爭)、種間競爭（異種個體間的競爭）和生物個體與生態環境的鬥爭。生物的高度繁殖力是生存競爭的重要原因。一切生物都有高速率繁殖的傾向，而地球上的事物和生存空間有限，所以必然導致競爭。由於同種個體對事物和空間的需求最相似，所以種內競爭往往比種間競爭強烈。生存競爭的結果是適者生存，弱者淘汰。適應環境的生物不僅能獲得生存機會，而且更加重要的是能更好地繁殖後代。生存競爭學說是以自然選擇學說為核心的達爾文進化論的主要組成部分。

自然界的各種生物及其生活空間里的各種事物，構成了相生共存的生態系統。這個生態系統是一個和諧的整體，需要很長時間才能形成，其中任何一個環節受到了破壞，生態瓶中的生態系統都可能會失去平衡。