Проектная работа по биологии на тему"Аквариум - искусственная экосистема" (5 класс). Замкнутый аквариум Как создать устойчивую экосистему в аквариуме
Аквариум, как искусственная экосистема.
Мишустин Дмитрий 3 «Б»
Экосистема – единство живых организмов и их среды обитания, в котором живые организмы разных “профессий” способны совместными усилиями поддерживать круговорот веществ.
Аквариум – это модель пресного водоема, где происходят почти все биологические процессы, свойственные пресным водоемам. Аквариум считается экосистемой, потому что в нем есть все ее компоненты – это воздух, вода, почва, производители, потребители, разрушители. Искусственной ее считают, потому что она создается руками человека, а не природой.
«Производителями»
в аквариумах являются растения. Они
могут быть как водными цветковыми
(Вольфия, Ряски, Гигрофила, Кабомба
каролинская), так и водорослями (Спирогира,
Ксенококкус, Кладофора). Они помогают
установить гармонию в воде. Если водоросли
хорошо и правильно приживаются - то вода
в аквариуме кристально чистая и
прозрачная.
«Потребителями» в аквариумах являются рыбы. Рыбы могут быть как тепловодными, так и холодноводными. Их нельзя помещать в один аквариум, так как им нужен разный температурный режим. К группе тепловодных относятся меченосцы, гамбузия, каллихт, гурами, гуппи, данио рерио, макропод, моллиенизия, цихлиды.
К холодноводным аквариумным видам относят группу рыб, приспособленных к жизни и условиям комнатного не подогреваемого аквариума. Самый древний представитель – карась (золотая рыбка), вуалехвост, вьюн, телескоп.
Стенки аквариума постепенно покрывается зеленым налетом – мельчайшими водорослями. Они задерживают свет. Тогда на помощь приходят «разрушители», живущие в аквариумах. Ими являются улитки, которые счищают водоросли со стекла. Еще улитки поедают умерших рыбок и остатки живого корма, не давая воде испортиться.
Кроме рыб в аквариумы поселяют и других животных. Это черепахи и раки. Но их содержание вместе с рыбками не желательно, так как они их поедают и наносят вред растениям. Поэтому для них необходимо особое содержание.
Экосистема каждого аквариума уникальна и зависит от огромного количества факторов. При соблюдении простейших правил ваш подводный мир получится по-настоящему устойчивым и будет долго радовать глаз.
Лачева А.А. 1 Смирнова А.А. 1
Салова Н.К. 1
1 Муниципальное образовательное учреждение «Средняя школа поселка Ярославка» ЯМР
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1. Введение.
«Для увлекающегося и любопытного человека аквариум - это не только эстетическое удовольствия, но и прекрасная возможность приобретения знаний самого обширного круга, это маленькое окно в большой, сложный и удивительный мир живых существ» (А. С. Полонский).
Понятие экосистема обычно применяют к природным объектам разной сложности и размеров: тайга или небольшой лес, океан или маленький пруд. В них функционируют сложно уравновешенные природные процессы. Существуют также биологические системы, созданные искусственно. Примером может служить экосистема аквариума, необходимое равновесие в которой поддерживается человеком. Аквариум - маленькая искусственная экосистема, структура которой мало отличается от природной. Составляющими экосистемы являются биотоп и биоценоз. В аквариуме неорганической природой (биотопом) служит вода, грунт, их свойства. Она же включает в себя объем пространства водной среды, ее подвижность, температуру, освещенность и другие параметры. Необходимые свойства среды обитания создаются и поддерживаются человеком. Он кормит обитателей аквариума, заботится о чистоте грунта и воды. Тем самым создает лишь модель экосистемы, а ее устойчивость зависит от того, насколько учтены все условия.
Цель работы: изучить влияние факторов среды на устойчивость экосистемы аквариума.
Определить значение абиотических факторов в школьном аквариуме, сравнить их с оптимальными;
Описать функциональные группы организмов аквариума, их влияние друг на друга
Сделать вывод об устойчивости экосистемы аквариума
Актуальность темы заключается в том, что аквариумы широко используются как оригинальный элемент интерьера в квартирах, учреждениях, в школах. Вместе с тем он доставляет много хлопот по уходу за обитателями. На занятиях объединения «Юный эколог» мы рассматривали аквариум как экологическую систему и решили выяснить значение различных факторов на ее устойчивость. Гипотеза исследования:если обустроить аквариум с учетом закономерностей естественных экологических систем, то равновесие в нем будет сохраняться долго и он потребует минимального ухода.
Методы исследования:
Наблюдение
Измерение
Световая микроскопия
Сбор литературных источников
Использование интернет - ресурсов
Оборудование:
Цифровой микроскоп
Цифровой фотоаппарат
Биологическая микролаборатория
Цифровая лаборатория Relaf Late
Аналитические весы
2. Основное содержание
2.1 Абиотические факторы
Подготовку аквариума начинают с грунта. В грунте укореняются растения, из него же они берут незначительное питание, на его поверхности удерживается грязь. В качестве грунта обычно используют речной песок и гравий. Обычный речной песок темного цвета средней или крупной зернистости укладывают на дно аквариума в один слой толщиною в 4—5 см. Песок предварительно промывают, интенсивно помешивая до тех пор, пока сливаемые порции воды становятся прозрачными. Мы используем крупнозернистый речной песок и речную гальку, при этом обязательно кипятим их в течение 1 часа. Под слой песка можно внести немного глины, это положительно сказывается на развитии растений.
Основными параметрами и показателями качества аквариумной воды являются:
Жесткость воды (hD);
Водородный показатель (pH);
Наличие растворенного кислорода
Температура
Жесткость аквариумной воды (hD) обусловлена наличием в ней карбонатов и гидрокарбонатов кальция и магния. Их концентрация составляет общую жесткость, которую можно разделить на временную (KH) и постоянную (GH). Временная жесткость аквариумной воды (КН) - это концентрация углекислых солей кальция и магния. Такая жесткость может меняться в течении суток и зависит от интенсивности фотосинтеза. Постоянная жесткость аквариумной воды (GH) - это количество растворенных сульфатов и хлоридов кальция и магния. При кипячении такой воды концентрации этих катионов и анионов практически не изменяются - отсюда и название «постоянная жесткость». Жесткость воды имеет важнейшее значение для жизни аквариумных рыб, так как соли кальция и магния используются для построения скелета. Для различных видов аквариумных рыбок показатели жесткости воды различны, большинство комфортно себя чувствуют при жесткости от 3-15° hD, изменение ее в ту или иную сторону может привести к ухудшению самочувствия рыбок, к нарушению функции размножения и оплодотворения икры.
Общая жесткость аквариумной воды измеряется немецкими градусами (hD). 1° hD - это 10мг окиси кальция в 1литре воды.
Аквариумная вода с параметрами жесткости:
от 1 до 4° hD - очень мягкая;
от 4 до 8° hD - мягкая;
от 8 до 12° hD - средней жесткости;
от 12 до 30° hD -очень жесткая;
В поселке Ярославка вода очень жесткая, мы снижаем ее с помощью фильтрации, используя фильтр «Арго» и отстаивания в течение 1-2 дней. Измерение общей жесткости аквариумной воды методом титрования мыльным раствором показывает жесткость воды в пределах 7-8 hD.
(Измерения проводились 2 раза в месяц в течение пяти месяцев). Водородный показатель воды (pH) определяет нейтральную, кислую и щелочную реакцию воды. Аквариумная вода с параметрами pH: - от 1 до 3 - сильнокислая; - от 3-5 кислая; - от 5-6 слабокислая; - 7 нейтральная; - 7-8 слабощелочная; - 10-14 сильнощелочная. Большинство аквариумных рыбок предпочитают pH от 5,5 до 7,8. При необходимости кислотность воды можно изменить: если необходимо снизить - подкисляют воду настоем торфа; если необходимо увеличить - используют пищевую соду. Мы проверяем кислотность аквариумной воды с помощью индикатора pH цифровой лаборатории Relab Lite, она равна 7,76 (на момент измерения 05.02.18г.) и колеблется в пределах 7,3-7.8.
Кислород необходим для жизни всех обитателей аквариума. Есть научные расчеты, показывающие, что молекулы кислорода из воздуха, граничащего с поверхностью воды, только за счет процесса диффузии могут углубиться не более чем на 1,86 см за сутки. Это очень медленно. Чтобы растворить в воде достаточное для жизни аквариума количество кислорода, аквариумную воду надо искусственно кислородом насыщать. Делают это с помощью специальных аквариумных компрессоров и фильтров.Содержание кислорода в воде аквариума должно быть от 5 - 7 мл/л кислорода для требовательных рыб, 3 - 4 мл/л - неприхотливых. Однако острой необходимости специально тестировать воду на содержание кислорода обычно нет. Если рыбы ухаживают друг за другом, проявляют другие формы активности, ярко окрашены и нормально едят, не задыхаясь (то есть не поднимаясь к поверхности тяжело и часто дыша) после еды, то с кислородом в аквариуме всё в порядке. При необходимости узнать о недостатке кислорода можно с помощью аптечной 3% перекиси водорода. Если её добавление в аквариум в количестве 15 мл на 100 л вызывает заметное оживление рыб, опускание их в нижние слои воды, где они до этого не плавали, то в аквариуме кислорода было маловато. Следовательно, не обеспечена аэрация воды или аквариум сильно перенаселён. В нашем аквариуме установлен внутренний фильтр с функцией подкачки воздуха, он обеспечивает концентрацию кислорода 5-6 мл/л. (рассчитана производителем фильтра для аквариумов объемом 130л), это объем нашего аквариума.
Температура воды
Рыбы - это хладнокровные животные, полноценная жизнедеятельность которых обеспечивается за счет постоянства температуры воды в среде обитания. Температура тела рыбы превышает температуру воды примерно на 1 о. Изменение температуры среды обитания непосредственно влияет на состояние здоровья хладнокровных организмов. Все виды рыб имеют свой верхний и нижний порог t o . Рыбы чувствительны к тем параметрам, которые выходят за пределы допустимых. Когда граница нарушается на несколько градусов, здоровье рыбок резко ухудшается. Частые и резкие перепады температур негативно сказываются на их самочувствии. Чтобы поддерживать оптимальный режим температур в аквариуме, нужно знать допустимые температурные режимы для тепловодных и холодноводных рыб. Для тепловодных рыбок t o воды ниже 18-20 градусов считается недопустимой. У аквариумных рыб этой категории получается выжить и в более низких диапазонах на протяжении длительного времени. Но этой рыбе требуется много кислорода и пространства, необходима хорошая аэрация. Для холодноводных рыб подойдет аквариум без подогрева, 14-25 градусов для них - максимум. Они также нуждаются в обилии растворенного кислорода. Медленное изменение на 2-4 градуса не приводит к трагическим последствиям. Наш аквариум разновидовой, но почти все виды рыб (кроме золотой) -тепловодные, поэтому термометр автоматически поддерживает температуру 25 градусов.
Интенсивность и продолжительность освещения влияет как на рыб, так и на состояние растений, причем им она гораздо важнее. Излишняя продолжительность и малая интенсивность приводит к возникновению водорослей, которые очень быстро размножаются и покрывают собой не только высшие растения, но и стенки аквариума и элементы декора.Для освещения используют специализированные люминесцентные лампы. Комфортное освещение аквариума лежит в пределах от 0.5-0.65 Вт/литр. При таком освещении комфортно себя чувствуют большинство растений, рыбки приобретают более яркую и контрастную окраску. В нашем аквариуме в крышку в крышке закреплены две люминесцентные лампы. При освещении аквариума необходимо соблюдать следующие правила:1. Не устанавливать аквариум в таком месте, куда бы падали прямые солнечные лучи - это приведет к возникновению огромного числа различных микроскопических планктонных водорослей и к зацветанию воды.2. Продолжительность освещения должна колебаться в пределах 9-12часов в сутки.
2.2 Биотические факторы
2.2.1 Продуценты
В аквариуме, как и в естественных экосистемах, должны быть три функциональные группы организмов: продуценты, консументы и редуценты. От их оптимального сочетания и зависит устойчивость экосистемы аквариума. Роль растений в аквариуме огромна. Они являются поставщиками кислорода, которым дышат рыбы да и сами растения, и, что не менее важно, потребителями углекислого газа, выделяемого и теми и другими, — все это происходит в разных количествах в зависимости от времени суток. Растения, особенно мелколиственные, играют роль естественных фильтров, удерживающих на себе мельчайшие взвешенные в воде частицы неорганических веществ. Помимо того, они необходимы как укрытия для небольших, физически слабых рыб и как субстрат (основа) для откладывания икры во время нереста икромечущих рыб. Сочная мягкая растительность - незаменимый источник натуральных витаминов, микроэлементов и других биологически активных веществ. Используя цифровой микроскоп, мы обнаружили в аквариуме одноклеточные водоросли хламидомонаду и хлореллу.Хлорелла имеет сферическую форму, ее размер от 2 до 10 мкм. Она является активным продуцентом биомассы с большим процентным содержанием полноценного белка, жиров, углеводов, витаминов. Скопления этих водорослей образуют зеленый налет на стенках аквариума, на камнях. Хлорелла обогащает воду кислородом и является пищей для некоторых инфузорий. Хламидомонада - одноклеточная водоросль продолговатой грушевидной формы. Ее питание может быть как автотрофное, так и гетеротрофное. Так, в условиях достаточной освещенности в процессе фотосинтеза поглощается солнечная энергия, и синтезируются органические вещества в клетке водоросли. При недостатке света водоросль способна всасывать растворенные в воде органические вещества через клеточную стенку, переходя на гетеротрофный тип питания и таким образом участвует в биологической очистке воды. На поверхности воды плавает печеночный мох риччия, который участвует в обмене минеральных и органических веществ, создает тень, является хорошим укрытием для мальков; в нем хорошо плодятся простые инфузории, а это прекрасный корм для мелких рыб. Остальные растения относятся к высшим и делятся на три группы: плавающие на поверхности воды (ряска малая); плавающие в толще воды (элодея канадская, элодея зубчатая) и те, которые укореняются в грунт (валлиснерия спиральная, криптокорина, эхинодорус).
2.2.2 Консументы
Основные консументы в аквариуме - рыбы. Они представлены видами: Моллинезия черная, сомик Анциструс, сом Таракатум, Скалярия, Золотая рыбка, Тетра, Гурами мраморный, Лабео. Гурами-лабиринтовые рыбы, у них есть особый орган - лабиринт. Он выполняет очень важную функцию: позволяет особям дышать атмосферным воздухом, не отфильтровывая кислород из воды жабрами. Именно поэтому они отличаются высокой выживаемостью. Всего в аквариуме 20 рыбок - это оптимальное количество для аквариума объемом 150 литров. Кроме рыбок в аквариуме есть улитки - мелании, ампулярии, катушки и микроскопические животные:
Одноклеточные - Инфузории (Инфузория-Трубач, Спиростомум, Инфузория - туфелька, Сувойки, Стилонихии); Раковинные амебы (Арцелла, Небела).
Многоклеточные организмы: различные виды водных клещей, имеющих разную окраску, а так же круглые черви - уксусные угрицы.
2.2.3 Редуценты
Они представлены сапрофитными бактериями; детритными частицами питаются хламидомонада, раковинные амебы, сомики, улитки.
2.3 Характеристика способов питания и пищевых цепей в экосистеме аквариума
У аквариумных растений питание почвенное и с помощью фотосинтеза; рыбки получают готовый корм, его количество должно быть строго ограниченным, так как остатки корма могут вызвать порчу воды. Среди инфузорий есть виды всеядные (полифаги) и с более узкой пищевой специализацией (монофаги). В качестве полифагов можно назвать трубача и стилонихию, которые питаются одноклеточными водорослями, бактериями, мелкими видами инфузорий. Другие инфузории предпочитают однородную пищу (растительную или животную). Так, например, туфелька и сувойка питаются преимущественно бактериями и продуктами гниения, а стилонихия главным образом поедает мелких инфузорий. Раковинные амебы питаются одноклеточными водорослями, бактериями, детритными частицами; нематоды - растительной пищей и бактериями; клещи - типичные хищники. Таким образом, в аквариуме есть все функциональные группы организмов - продуценты, консументы различных порядков, редуценты; они образуют много пищевых цепочек, например:
Водоросли нематоды рыбы Водоросли инфузории рыбы Детрит бактерии инфузория -туфелька стилонихия клещ Инфузория-туфелька моллюскиХламидомонада инфузория-туфелька дафния;Зеленые водоросли лабео;Бактерии дафния неон
Цепи питания в аквариуме короткие, так как необходимо постоянное внесение корма для рыб человеком. Так как известно, что с одного трофического уровня на другой передается только 1% энергии, то количество трофических уровней, которые могут обеспечиваться энергией, аккумулированной в кормах, ограниченное. И потому цепи в аквариумах характеризуются наличием 2-4-х звеньев.
2.4 Устойчивость экосистемы аквариума
Чтобы рыбки жили долго, да еще и приносили потомство, необходимо в аквариуме поддерживать биологическое равновесие. Под биологическим равновесием понимают такое состояние водной среды, при котором продукты жизнедеятельности рыб и других обитателей успевают разрушиться, не принося им вреда, а физические свойства воды (прозрачность, цвет и др.) остаются почти без изменений.
Наш аквариум является устойчивой экосистемой, так как мы грамотно спланировали его:
Правильно подобрали грунт и оборудование; - Виды растений, рыб, моллюсков и их количество соответствуют условиям абиотических факторов; - Все параметры водной среды регулярно отслеживаются и при необходимости корректируются.
Благодаря достаточно большому видовому разнообразию всех обитателей аквариума его экосистема очень устойчива и требует минимального ухода.
3. Заключение
Выполняя проект, мы изучили правила обустройства аквариума, научились готовить временные микропрепараты, работать с цифровым оборудованием, ухаживать за обитателями аквариума и проводить наблюдения за ними, представлять результаты своей работы.
Эта работа нас очень увлекла, мы определили для себя направления дальнейших исследований:
Влияние на обитателей аквариума факторов окружающей среды
Изучение различных форм размножения и развития обитателей аквариума
Библиографический список
1. В.В. Сивкова. Справочник школьника нового типа.
2. В.Ф. Натали. Зоология беспозвоночных, Москва, «Просвещение» 1975г.
3. К. Вилли. Биология, Москва «Мир», 1974г.
4. Жизнь животных, т1, Москва, «Просвещение», 1987 (под редакцией Ю.И. Полянского).
5. В.П. Герасимов. Беспозвоночные животные (изучение в школе).М., Просвещение, 1978г.
6. М.А. Козлов, И.М. Олигер. Школьный Атлас-определитель беспозвоночных.
М. «Просвещение», 1991г.
Интернет - ресурсы:
http://ru/wikipedia.org
http://www.aqa.ru/fo...
Приложение 1
Приложение 2
«Аквариумные растения»
Хлорелла Хламидомонада
Валлиснерия Элодея
Риччия Эхинодорус
Криптокорина Ряска
Приложение 3
Микроорганизмы
Трубач Спиростомум
Сувойки Стилохиния
Небелла Водяной клещ
Арцелла Инфузория-туфелька
Приложение 4
Моллинезия чёрная Гурами мраморный
Сом Таракатум Золотая рыбка
Сомик Анциструс Лабео
Если кто-то хочет сделать для себя и детей яркое наглядное пособие о морской жизни и окружающей среде, придется заняться созданием самоподдерживающейся водной экосистемы. Функционировать она будет самостоятельно без какого-либо внешнего вмешательства. К тому же это потрясающий элемент декора, который станет украшением любой комнаты.
Креветки питаются водорослями, а те в свою очередь в качестве пищи используют продукты жизнедеятельности креветок. Воду для проекта лучше всего брать из пруда или реки, поскольку в ней содержится достаточно водорослей и других полезных микроорганизмов. Экосистема будет функционировать лучше с вентиляционным отверстием. Это обеспечит газообмен с внешней средой. С надлежащей вентиляцией экосистема может функционировать на протяжении десяти лет или даже дольше!
Шаг 1. Сбор необходимых материалов.
Стеклянная банка с антикоррозийной крышкой;
- галька или песок для аквариума;
- свежая вода из пруда;
- растения для размножения и укрытия креветок.
креветки и/или улитки, хорошим выбором станут такие виды как Ghost Shrimp, Cherry Shrimp и Japanese Algae-eater.
Совет.
Если прудовой воды нет, то вместо нее можно использовать обычную водопроводную, но банку с водой нужно подготовить, по крайней мере, за день раньше, чтобы вода самоочистилась. Для питания креветкам нужны или водоросли из прудовой воды или специальная основа для водорослей, прежде чем растения выработают их самостоятельно.
Шаг 2. Сверление отверстия в крышке банки для лучшей вентиляции
Нужно быть осторожным, сверление стекла может быть очень опасным. Используйте специальное сверло для стекла и очки для защиты глаз.
Шаг 3. Мытье банки
Шаг 4. Дно банки
Насыпьте на дно банки 5 см гальки, песка или гравия. Толщина слоя грунта должна быть достаточной для того, чтобы посадить в нем растения.
Шаг 5. Наполнение банки водой
Наберите из пруда или реки свежую воду.
Шаг 6. Вода в банке
Наполните банку водой наполовину.
Совет.
Если воды из пруда или реки нет, тогда используйте отфильтрованную воду или обычную воду из-под крана. Однако, в этом случае положите на дно банки 1 или 2 специальные «подушечки» основы для водорослей, которые можно приобрести в любом зоомагазине. Количество основ зависит от размеров банки. В течении 24 часов держите банку открытой, чтобы весь хлор испарился.
Шаг 7. Погружение пакета с креветками и/или улитками в банку на 15-30 минут
Это позволит урегулировать температуру в пакете с температурой воды в банке, сводя к минимуму нагрузку на креветки, связанную с резким изменением температуры.
Шаг 8. Высаживание растений в грунт
Шаг 9. Помещение креветок в банку
С помощью сачка достаньте креветки из пакета и аккуратно поместите их в банку.
Шаг 10. Заполнение банки водой
Дополните банку водой из пруда, не доливая до верха примерно 2 см.
Не оставляйте слишком много воздушного пространства в банке, поскольку это приведёт к появлению белых отложений на внутренних стенках банки.
Шаг 11. Наслаждайтесь экосистемой!
Держите банку в доме при комнатной температуре и экосистема будет существовать несколько лет.
Совет.
Избегайте попадания на банку прямого солнечного света, который может привести к чрезмерному размножению водорослей. Кормить креветки совсем не нужно, так как они питаются водорослями. Если не допускать попадание на банку прямых солнечных лучей, то доливать воду в нее не придется.
В случае чрезмерного размножения водорослей, добавьте в банку еще одну креветку или улиток. Со временем экосистема придет в сбалансированное состояние, в котором отходы одного организма будут использоваться в качестве пищи для другого. Это отличный способ продемонстрировать детям, как большая экосистема перерабатывает питательные вещества. Растения перерабатывают углекислый газ, который мы выдыхаем в кислород, а бактерии превращают отходы в питательную почву растений. Люди и животные, в свою очередь, вдыхают кислород и едят растения, а эти питательные вещества усваиваются в тканях.
Для тех же, кому объёма банки мало, предлагаем завести аквариум, и чем больше, тем лучше. Он позволит заняться потрясающим искусством от красоты которого просто перехватывает дыхание.
Министерство образования Пензенской области
ГАПОУ ПО «Пензенский агропромышленный колледж»
Индивидуальный проект
«Аквариум - замкнутая экосистема»
Специальности: «Земельно-имущественные отношения»
Кулаженкова Елизавета
Руководитель: преподаватель экологии
Воронкова С.В.
Пенза, 2017 г.
Введение ……………………………………………………………………………4
Теоретическая часть ……………………………………………………………...5
Виды замкнутых экосистем………................................................................ 5
1.2 Флорариум………………………………………............................................6 Практическая часть ……………………………………………………….………9
2.1Аквариум с замкнутой экосистемой……………………………….……....13
2.2Аквапоника………………………………………………………….….........1 5
Заключение ……………………………………………………………….…….....17
Литература и источники ……………….……………………………….…….....18
Введение
Как здорово по вечерам наблюдать за рыбками, которые мирно плавают в домашнем аквариуме. Это так расслабляет. Однако, как невыносимо постоянно следить за чистотой в этом водоеме! Как порой раздражает запах рыбьего корма, особенно людей, страдающих аллергией! Сколько нужно потратить финансовых средств, чтобы поддерживать «водоем» в своей квартире в приличном состоянии! На подобную «головную боль» согласны далеко не все любители природы. Похоже, против выступают и американские жители. Не зря в Америке недавно был придуман замкнутый аквариум.
Замкнутый аквариум не требует никакого обслуживания. Одно это заставляет улыбнуться и подумать, что пригласить морских жителей в дом вовсе не плохая идея. Дальше - больше. Замкнутые аквариумы обладают небольшими размерами, примерно 30 см в диаметре. Они являются отличным украшением интерьера. Аквамир можно расположить в доме на полочке или в офисе на рабочем столе. Отлично будет смотреться замкнутый аквариум в детской комнате. Можно не бояться, что дети разобьют случайно изделие. Аквамир является абсолютно герметичным и прочным.
Наверное, вас интересует, что же находится в этом миниатюрном водном мире? На самом деле аквамир это копия биосистемы нашей планеты, точнее это экосистема, что живет по законам биосферы. Ничто не попадает в нее и ничто не покидает приделы аквамира. Внутри него происходят все необходимые процессы нужные для существования обитателей замкнутого пространства.
Цель работы: разработать и создать миниатюрную экосистему.
Задачи:
1.Изучить историю создания замкнутых экосистем.
2.Разработать и создать свою миниатюрную экосистему.
Предмет исследования: замкнутые экосистемы.
Актуальность: В настоящее время в мире ведутся активные поиски возможностей снижения антропогенного воздействия на окружающую природную среду, сохранения ее целостности для будущих поколений. Одним из магистральных путей решения этого вопроса является создание высокопродуктивных технологий производства продовольствия, позволяющих, снизить нагрузку на естественные экосистемы. Во многих странах заметное место в производстве продуктов питания занимает аквакультура, прежде всего интегрированное рыбоводство. Одной из технологий будущего, призванной обеспечить население натуральным, экологически чистым продовольствием без вредного воздействия на природу, является аквапоника. Аквапоника является интегрированной технологией совместного выращивания ценных видов рыб и культурных растений. Коммерческое развитие систем аквапоники требует больших начальных вложений, которые необходимы для строительства теплиц и устройства водоемов. Но и рентабельность метода так же велика. Учитывая, что экологически чистые продукты пользуются все большей популярностью и спрос на них постоянно растет.
Теоретическая часть
1.1 Виды замкнутых экосистем
Экосистемой называют совокупность живых организмов самых разных видов на определенном участке биосферы, которые связаны не только между собой, но и с компонентами неживой природы круговоротом веществ и превращения энергии. Она может быть естественной и искусственной.
Естественные экосистемы (леса, степи, саванны, озера, моря и другие) являются саморегулирующей структурой.
Искусственные экосистемы (флорариум, аквариумы, аквапоника и другие) создаются и поддерживаются человеком.
рис.1флорариум рис.2 аквариум с креветками
Рис.3 аквапоника
5
1. 2Флорариум
Это миниатюрная экологическая системе в доме.
Закрытая прозрачная ёмкость, в которой главные обитатели - растения.
Самый ранний прототип современного флорариума был создан в 1830 году, и вышло это совершенно случайно. Проведенные в дальнейшем эксперименты показали, что многие растения способны превосходно расти и развиваться в закрытых стеклянных сосудах.
Рис.4 Дэвид Латимер
Пенсионер Дэвид Латимер из Англии, выращивает сад в бутылке, уже 53 года! В последний раз он поливал его ни много ни мало 40 лет назад.
Флорариумы могут быть различными не только по форме и размеру, но и размещаться в виде композиций из нескольких сосудов с растениями в одном месте. Изготавливают такие террариумы из цельного и - как заводским методом, так и при помощи подручных средств и утвари: вышедших из строя ламп накаливания, декоративных ваз и лабораторных или шаровидных . Отверстие ёмкости сверху заужено или закрыто. Существуют также флорариумы, визуально напоминающие аквариумы. Внутри создаются растительные композиции, напоминающие внешне естественные природные ландшафты. Флорариумы бывают настольными, напольными, настенными и подвесными.
Важным условием для флорариумов является поддержание определённой постоянной температуры и влажности внутри. Дополнительное освещение и обогрев осуществляются специализированным оборудованием.
6
Рис. 5 террариум из бытовой посуды Рис.6 подвесной флорариум
Рис.7 флорариум из лампы накаливания
7
Многим, нравится не только созерцание, но и процесс ухаживания за своим зеленым питомцем. Лондонский дизайнер Сэмюэл Уилкинсон тоже сторонник этого занятия. Но старомодные лейки и горшки с открытым грунтом надоели, и он нашел свой интересный способ выращивания домашних растений - цифровой террариум
Рис. 8 Цифровой террариум БиомаВнутри него создана закрытая экосистема с регулируемыми условиями. Террариум удаленно подключается к планшету или ноутбуку. Все параметры внутри колбы выведены на удобном интерфейсе, и всего одним нажатием кнопки можно отрегулировать свет, осуществить поливку или добавить в почву питательные вещества. А ведь в сущности всё намного проще!
Практическая часть
Для создания экосистемы в герметичном сосуде потребуются:
1. Растения
Что выбрать? Наиболее подходящими вариантами являются мох, традесканция, небольшие ростки хлорофитума и папоротника. Можно использовать и другие растения, основные критерии выбора - это медленный рост, неприхотливость и совместимость растений друг с другом. К примеру, кактус и мох в одном сосуде вряд ли уживутся.
Мой вариант: выкопанные в парке мох, клевер и пара маленьких ростков спорыша (чисто в качестве эксперимента), а также купленная в магазине солейролия, которая тоже любит влажный воздух и не жалует прямой солнечный свет.
2.Сосуды
Тут все зависит только от вашей фантазии и возможностей. Выбрать можно что угодно начиная от пресловутых лампочек и заканчивая огромными бутылями. Встречала в сети даже вариант с двухлитровой пластиковой бутылкой. Главное, чтоб его можно было закупорить. Я для этих целей взяла химическую колбу на 500 мл и кухонную банку для сыпучих продуктов.
3.Грунт и дренаж
Грунт можно брать универсальный для комнатных растений, либо, если вы берете только растения с улицы, накопать того грунта, в котором они изначально росли. Клевер я выкопала вместе с куском земли, в который проросли корни.
Дренаж - керамзит, мелкий гравий или щебень, кусочки керамики. В общем, любой материал, не поддающийся гниению и не задерживающий в себе воду. Песок - оптионально.
4.Пробка/крышка и герметик
Если ваш сосуд закрывается герметично пробкой, то герметик не нужен.
Опять же, что угодно на ваш вкус. Главное, чтобы не гнило.
Теперь о процессе изготовления.
9
Далее засыпаем грунт. Слой зависит от вида растений. Мох, к примеру, много грунта не требует, а вот растениям с развитой корневой системой потребуется слой в зависимости от их размера. В моем случае было вполне достаточно 1 см для банки (там будут клевер с собственным грунтом и мох) и около 1,5см для колбы (туда кроме мха подсажу солейролию).
Поверх грунта я выложила еще несколько камушков просто так. Широкое горлышко - меньше проблем.
Теперь можно высаживать растения. Мох просто кладем на грунт и слегка прижимаем, для других растений делаем выемки в грунте, помещаем в нее корни и засыпаем грунтом. Можно немного при утрамбовать грунт сверху, но только немного. Для сосудов с узким горлышком очень пригодятся длинный пинцет или пара палочек и навык поедания суши.
Содержимое колбы показалось мне слишком унылым, потому решила разбавить пейзаж самодельным указателем из полимерной глины ("дощечки" сделаны из полимера и приклеены суперклеем к зубочистке, все покрашено акрилом, для зубочистки это будет достаточной влагоизоляцией
Далее все это дело нужно полить. Количество воды можно определить только опытным путем, и это, пожалуй, самый сложный момент. Чтобы такая экосистема радовала вас долгое время, количество воды должно быть достаточным для жизни растений, но не слишком большим, чтобы содержимое не превратилось в болото. Я бы советовала после первого полива подержать ваши растения незакупоренными сутки, потом плотно закрыть крышкой и оставить еще часов на 12. После этого посмотреть на ситуацию внутри.
Например, для мха: если стенки изнутри очень сильно запотели (в моей банке на следующее утро после закупоривания образовался плотный туман, а на камнях был слой воды), нужно снова открыть крышку и дать воде испариться; если стенки не запотели совсем, нужно еще немного полить. За время экспериментов с водой, кстати, станет видно, прижились ли ваши растения
Когда вы решите, что подобрали оптимальное количество воды, сосуд можно закупоривать окончательно. Для этого крышку или пробку можно обмазать герметиком или термоклеем.
Вот, собственно, и всё.
2.1Аквариум с замкнутой экосистемой
Используя пример нашей планеты, которая представляет собой замкнутую систему с живыми организмами, были созданы миниатюрные биосистемы, основанные на результатах космо- и биоэкспериментов бывшего Союза и США. Рассмотрим аквариум с замкнутой экосистемой.
В шар, по величине сравнимый с апельсином, заселили морских креветок. Там воссоздана атмосфера океанского дна, для чего использован океанский песок, ракушки, камушки. Шар запаян. Исключено поступление воздуха, воды, кормов. Микроводорослями на свету выделяется кислород (фотосинтез). Частички этих растений служат пищей креветкам.Креветки выделяют углекислый газ, необходимый водорослям, продукты их жизнедеятельности удобряют водные растения. Аналоги таких аквариумов участвовали в экспериментах американского «Шаттла» и Российской космической станции «Мир». В аквариуме с замкнутой аквасистемой можно видеть перемещения креветок, их прогулки и питание, пощипывание себе подобных, а также перенос креветками небольших песчинок! На беспокойство извне они реагируют временной потерей красного цвета, изменяя окраску под окружающую среду.
Со временем, успокоившись, креветки возвращают свой природный красный свет. Замечено, что у части креветок наблюдается постоянная бесцветность, при этом они чувствуют себя вполне комфортно. Условия для размножения в подобных аквариумах не созданы, поэтому случаи размножения крайне редки. Не стоит совершать покупку аквариума с замкнутой экосистемой в котором больше двух креветок, они не смогут долго жить, так как система самоочистки на большее количество не рассчитанаВ таком аквариуме креветки избавлены от врагов, живут примерно до десятка лет. Случается, что экосистема доживает и до 12 лет. Сроки существования данной замкнутой экосистемы определяются продолжительностью жизни креветок. Креветки в аквариуме разного возраста, поэтому с гибелью одной, погибнет и другая
2.2 Аквапоника
В некоторых странах в последние годы создаются агропредприятия нового типа – фермы будущего, в которых используется новый метод организации сельского хозяйства - аквапоника – единая система выращивания пресноводных животных и сельскохозяйственннных культурных растений
Суть метода состоит в полном отсутствии на аквафермах естественного грунта, и в использовании для питания зелёной растительной массы отходов жизнедеятельности различных пресноводных животных : рыб, креветок и других.
К тому же, используя в пищу продукты жизнедеятельности водных организмов, растения очищают от загрязнений воду и насыщают её кислородом.
В британском городе Бристоле уже несколько лет работает ферма на аквапонике по выращиванию различной витаминной зелени: салата, петрушки, укропа. Специалисты в ней работают по замкнутой схеме:
кормление рыб - уход за грядками - сбор урожая
В системе аквапоники задействованы две ёмкости: одна для разведения рыб, а другая, установленная прямо над первой, служит непосредственно для выращивания растений на искусственном грунте.
Продукты жизнедеятельности рыб являются идеальным удобрением для многих растений: овощей, цветов и трав.
1 5
В процессе аквапоники важную роль играют бактерии, которые очищают воду для животных от токсичных веществ, перерабатывая их в необходимые для питания растительности удобрения.
Аквапоника позволила освободиться от применения гербицидов и пестицидов , губительных для жизнедеятельности бактерий и животных.
На акваферме осуществляется постоянный кругооборот воды, которую с помощью насосов постоянно перекачивают из ёмкости с рыбами в ёмкость, для растений, а, затем, уже очищенную, опять возвращают рыбам.
Из животных на агрофермах чаще всего выращивают карповых, обыкновенных раков и съедобных лягушек.
Аквапоника – единая система выращивания пресноводных животных и сельскохозяйственннных культурных растений привлекает внимание специалистов-сельскохозйственников всего мира.
1
6
Заключение
Самостоятельно созданные замкнутые экосистемы- это отличное учебное пособие для развития наблюдательности и внимания, что является основой в решении разнообразных задач.
Проблема экологии в современном обществе остается актуальной и по сей день. Необходимость создания замкнутых экосистем теперь представляет не только сугубо научную, но и жизненноважную проблему.
