Маленькая искусственная экосистема аквариума. Как работает закрытая экосистема аквариума?

Аквариум – это маленькая экосистема, которая обладает всеми признаками экосистемы. Несмотря на то, что она искусственная, то есть создана с помощью человека, на ее примере легко проследить основные биологические и экологические закономерности. Аквариум как экосистема – простая и понятная модель. Ее часто используют для объяснения в школах и колледжах.

Нередко на уроках биологии можно услышать вопрос: почему аквариум можно назвать моделью экосистемы? Назови или перечисли основные экологические группы животных и растений? Разберемся, что на самом деле происходит за стеклом, и как живым организмам удается самоорганизоваться в экосистему.

Экосистема, по определению, является единством среды обитания и живых организмов. Внутри экосистемы каждый организм выполняет свою биологическую роль, поддерживая общее равновесие системы и участвуя в круговороте веществ.

Обитатели аквариума

Виды экосистем и их особенности

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.

Экосистема аквариума

Естественные экосистемы (леса, степи, саванны, озера, моря и другие) являются саморегулирующей структурой. Искусственные экосистемы (агроценоз, аквариумы и другие) создаются и поддерживаются человеком.

Сколько может прожить замкнутый аквариум

К сожалению, такой аквариум не вечен. Стоит жесткое ограничение в виде срока жизни креветок. Размножаться в таких условиях креветки не могут или не хотят. Пока не придумано технологии и совета, как мотивировать креветок к размножению внутри такого шара. Сотрудники компании говорят, что сообщения о беременности и даже появлении потомства имели место быть. Однако, количество таких прецедентов очень мало. Если в вашем доме появится такой замкнутый шар, то обязательно попробуйте получить потомство. Быть может именно у вас все получится. С другой стороны, не смотря на отсутствие потомства, аквариум живет не стандартные для креветки год-полтора. В замкнутом аквариуме у креветок, которых обижают все кому не лень в обычных условиях, нет никаких врагов. Этакий утопический мир с идеальными условиями. За счет этого креветки могут прожить 5-6 лет. Существуют примеры, когда креветки жили в аквариуме 12 и даже 20 лет! Как и почему это происходит не совсем понятно. Объяснение производителей об отсутствии естественных врагов не полностью удовлетворяет. Поскольку, в отдельном креветкариуме у криля тоже нет никаких врагов. Однако, это не увеличивает их срок жизни в десять раз. Быть может в этих шарах какая-то особенная атмосфера, которая способствует долгожительству? А быть может, в примерах, когда креветки жили боле десяти лет они успели получить потомство тихо и не заметно.

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.

4

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.1 флорариум рис.2 аквариум с креветками

Рис.3 аквапоника

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 стекла и пластика — как заводским методом, так и при помощи подручных средств и утвари: вышедших из строя ламп накаливания, декоративных ваз и лабораторных колб или шаровидных аквариумов. 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

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 Биома

Внутри 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.

5.Декор — необязательный пункт

Опять же, что угодно на ваш вкус. Главное, чтобы не гнило.

Теперь о процессе изготовления.

9

Первым делом в сосуд засыпаем дренаж. Количество зависит от размеров сосуда и типа растений: чем меньше сосуд и влаголюбивее растение, тем меньше нужно дренажа и наоборот. Для сосуда объемом 0,5л и растений типа мха будет достаточно слоя в 1,5-2см. Сверху его можно засыпать небольшим слоем песка, чтобы грунт не перемешивался с дренажом. Если используете высокую колбу с узким горлышком, дренаж нужно засыпать аккуратно и, желательно, при помощи какого-нибудь инструмента типа ложечки или желоба, чтобы не повредить дно.

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.

12

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 рассчитана

13

В 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.

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.

16

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.

17

Литература и источники

Интернет ресурсы:

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.

Структура экосистемы

В экологии экосистема является главной функциональной единицей. В нее входят неживая среда и организмы как компоненты, взаимно влияющие на свойства друг друга. Ее структура, независимо от вида, будь это экосистема природного водоема или экосистема аквариума, включает следующие составляющие:

  • Пространственная — размещение организмов в определенной биологической системе.
  • Видовая — число обитающих видов и соотношение их численности.
  • Компоненты сообщества: абиотические (неживая природа) и биотические (организмы – потребители, производители и разрушители).
  • Круговорот веществ и энергии — важное условие существования экосистемы.
  • Устойчивость экосистемы, зависящая от числа обитающих в ней видов и длины образуемых цепей питания.

Аквариум искусственная экосистема

Рассмотрим пример одной из биологических систем — аквариум. Искусственная экосистема его включает все структурные единицы. В аквариуме определенного размера (пространственное размещение) обитает живой компонент системы (рыбы, растения, микроорганизмы). Его компонентами являются также вода, грунт, коряги. Аквариум — замкнутая экосистема, поэтому для его обитателей искусственно создаются условия близкие к природным. Для чего используется освещение, так как ничто живое не может полноценно развиваться и жить без света; терморегуляция — для поддержания постоянного уровня температуры; аэрация и фильтрация — для подачи кислорода в воду и постоянной ее очистки.

© 2008-2017 by | Империя Воды

Аквариум воспитывает любовь к живому, к природе, к пониманию удивительного мира воды. Содержание понятия «аквариум» развивается в школе постепенно в рамках программы по биологии соответственно возможностям возрастных особенностей школьников.

Наиболее простое определение: аквариум — это сосуд для содержания водных организмов. Не сразу выявлено понимание взаимосвязи между аквариумными растениями и животными. И появилось другое определение: аквариум — емкость, в которой в водной среде содержатся животные и растения. Появились аквариумы со стеклянными стенками, с укорененными в грунте растениями, с дополнительным освещением, аэрированием воды, разнообразным видовым составом живых организмов.

Наконец, пришло понимание, что аквариум можно рассматривать как искусственную модель водоема. Появилось определение: аквариум — это прибор, представляющий действующую модель водоема, управляемую человеком. Такое определение аквариума наиболее научно. В то же время оно подчеркивает роль и значение человека, зависимость жизнедеятельности модели от знаний, опыта, внимания и ответственности того, кто ею управляет.

Но и это не последнее из определений. Аквариум — модель экосистемы. В аквариуме сосредоточены четыре характерных для водной экосистемы компонента: неживые, так называемые абиотические вещества (грунт, вода и т. д.) и три группы живых существ — фотосинтезаторы (водоросли и высшие водные растения), потребители (животные всех видов, от инфузорий до рыб, растительноядные и хищные), наконец, разрушители (бактерии и грибы, существующие за счет мертвых тканей растений и животных; они перерабатывают ткани до простых веществ, пригодных для усвоения растениями). Кроме того, в аквариуме происходит круговорот веществ, подобный круговороту веществ в природе. Система аквариума, до известных пределов, обладает определенной устойчивостью, способностью восстанавливать нарушенное равновесие.

This entry was posted on 2 ноября 2011 at 13:58 and is filed under Содержание аквариума в условиях школы. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed. Both comments and pings are currently closed.

www.emporioaqua.by

Отличия экосистем

На первый взгляд может показаться, что экосистема аквариума мало чем отличается от естественного водоема. Ведь сам аквариум — это своеобразная небольшая копия закрытого водоема, предназначенного для содержания и разведения рыбок и растений. Жизнь в нем протекает по схожим биологическим процессам. Только аквариум — маленькая искусственная экосистема. В ней степень воздействия абиотических компонентов (температура, свет, жесткость воды, pH и других) на биотические компоненты уравновешивается человеком. Он же поддерживает в аквариуме всю необходимую жизнедеятельность, продолжительность которой во многом зависит от опыта аквариумиста, его умения управлять равновесием среды. Однако даже при грамотном уходе она периодически приходит в упадок, и человеку предстоит терпеливо устраивать ее заново в комнатном водоеме. Почему это происходит?

Аквариум маленькая искусственная экосистема

Причинные факторы

Экосистема аквариума зависит от возраста ее водной среды. Она проходит этапы становления, молодости, зрелости и деградации. Нарушения равновесия в экосистеме выдерживают немногие растения, а рыбы перестают размножаться.

Немалую роль играет и величина аквариума. От его объема напрямую зависит продолжительность жизни среды. Это подобно экосистеме в природе. Известно, что чем больше объем водоема, тем больше у него устойчивость к нарушениям необходимого равновесия. В аквариуме до 200 литров нетрудно сформировать среду обитания, близкую к естественной, однако значительно труднее нарушить в ней баланс своими неумелыми действиями.

Аквариум замкнутая экосистема

Аквариумы маленькой вместимости до 30-40 литров требуют регулярной подмены воды. В разумных пределах ее смена на 1/3-1/5 может поколебать равновесную устойчивость, но среда восстанавливается через пару дней самостоятельно, а вот в случае замены всей воды можно легко нарушить установившийся баланс.

Аквариумист должен знать, что, сформировав экосистему, необходимо поддерживать в ней равновесие минимальным вмешательством.

Модель экологической системы

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. В природе она замкнута и независима.

Что собой представляет биотопный аквариум?

Итак, биотопный аквариум – это природная экосистема какого-то водоема, созданная искусственным путем со строгим соблюдением всех его условия, от химических параметров до наполнения и внешнего вида. Проще говоря, это точная копия водного участка, искусственно созданная в аквариуме.


Каков же он, биотопный аквариум?

Перед созданием биотопного аквариума необходимо детально изучить участок водоема. А это пусть и кропотливая, но от этого не менее интересная работа. По всей планете есть множество ручьев, болот, озер, рек. Свои биотопы, сильно отличающиеся друг от друга, могут быть на каждом участке, на каждом отрезке глубины.

Обратите внимание! Со стороны человека биотопный аквариум, конечно, должен выглядеть гармонично и эстетично. Но главное правило – максимально собрать информацию о том участке планеты, который вы хотите получить.


Биотопный аквариум – это искусственно созданная водная экосистема

Стоит помнить, что некоторые аквариумы только частично являются биотопами:

  • видовой аквариум. Предназначен, как можно догадаться из названия, для какого-то одного вида без привязки к местности или к конкретному биотопу;
  • экологический аквариум. Привязан к условиям обитания, а не к местности. Предназначен для создания прекрасного сада в аквариуме;
  • географический аквариум. Привязан к какой-либо конкретной местности. Рассчитан на воссоздание необходимых условий для рыб, расположенных в одной географической зоне.

Абиотические факторы

Природную совокупность отличают значительно более глубокие взаимосвязи и взаимозависимости. В домашнем водоеме они регулируются человеком. Условно и в домашнем водоеме все живые организмы именуются аквариумным биоценозом. Они занимают в нем определенные экологические ниши, создавая гармонию местообитания. Благоприятные условия для жизнедеятельности создают для них с учетом абиотических факторов – соответствующей температуры, освещения и движения воды.

Закрытый аквариум экосистема

Температурный режим зависит от обитателей аквариума. Поскольку даже незначительные его перепады могут привести к гибели некоторых видов рыб, рекомендуется использовать обогреватели с встроенным терморегулятором.

Режим освещения необходим для нормального функционирования всех составляющих аквариумной среды. Источники света обычно располагают над поверхностью воды. Длина светового дня должна соответствовать фотопериоду обитателей в их естественных условиях жизни.

В природе стоячая вода более подвижна из-за воздействия дождя, ветра и других волнений. В аквариуме необходима постоянная циркуляция воды. Она достигается с помощью аэрации или прогонки воды через фильтр.

Постоянная циркуляция обеспечивает вертикальное вращение воды в аквариуме. Она также выравнивает показатель кислотности, предотвращает быстрое снижение редокс-потенциала в придонных слоях.

Органические и неорганические соединения

Вода, кислород, углекислота, аминокислоты, азотные и фосфорные соли, гуминовые кислоты – основные органические и неорганические соединения, которые также относятся к абиотическим элементам. Большая их часть заключена в самих организмах аквариума и в донных отложениях.

Скорость перехода данных питательных веществ в водный раствор обеспечивается в результате функционирования продуцентов и редуцентов экосистемы. Органические азотсодержащие выделения утилизируют бактерии, превращая их в более простые вещества, необходимые для усвоения растениями. Органические соединения переходят в минеральную (неорганическую) форму также благодаря разным видам бактерий. Данные важнейшие процессы зависят от температурного режима воды, показателя ее кислотности, насыщенности кислородом. Они регулируют нормальное функционирование экосистемы.

При создании закрытой экосистемы аквариума важно знать, что к приему своих обитателей он готов, но полностью не уравновешен, поскольку многие важные типы бактерий стабилизируются в течение двух недель.

Устойчивость экосистемы и круговорот веществ в аквариуме

Обитатели аквариума не могут обеспечить полного круговорота веществ. В нем выявляется разрыв цепи между консументами и продуцентами. Этому способствует закрытая экосистема аквариума. Креветки, моллюски, рачки (консументы) едят растения (продуценты), но никто не питается самими консументами. Цепь прерывается. В то же время другая цепь питания рыбы — мотыли и другой корм — поддерживается человеком искусственно.

Закрытая экосистема аквариума креветки
Создать условия для содержания в аквариуме необходимого количества дафний и циклопов для питания рыб достаточно сложно. Так как эти мелкие ракообразные, в свою очередь, также нуждаются в пище. Жизнь простейших зависит от наличия в аквариуме органических веществ. Количество инфузорий должно превысить количество ракообразных, последние, в свою очередь, должны содержаться в большем соотношении к рыбам. Подобного равновесия в цепях питания трудно добиться в таких пространственных условиях, как закрытый аквариум. Экосистема его не способствует поддержке количественных показателей экологических факторов на определенных уровнях.

В природных экосистемах каждый вид уравновешен соотношением с другими видами. Каждый из них занимает свою нишу, определяет взаимозависимость видов. Пропорции хищников и их жертв в развитии экосистемы строго уравновешены. Подобного балансирования не добиться в таком замкнутом пространстве, как аквариум. Искусственная экосистема требует грамотной подборки своих обитателей. Экологические ниши рыб, растений должны сопрягаться, но не накладываться одна на другую. Они подбираются так, чтобы их жизненные потребности и так называемые «профессии» (потребители, производители и разрушители) не были в ущерб другим.

Уравновешенный подбор обитателей по их «профессиональному» назначению в модели аквариумной экосистемы является важнейшим условием ее длительного здоровья.

Маленькая искусственная экосистема аквариума. Как работает закрытая экосистема аквариума?

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.

Виды экосистем и их особенности

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 (агроценоз, аквариумы и другие) создаются и поддерживаются человеком.

Структура экосистемы

В экологии экосистема является главной функциональной единицей. В нее входят неживая среда и организмы как компоненты, взаимно влияющие на свойства друг друга. Ее структура, независимо от вида, будь это экосистема природного водоема или экосистема аквариума, включает следующие составляющие:

  • Пространственная — размещение организмов в определенной биологической системе.
  • Видовая — число обитающих видов и соотношение их численности.
  • Компоненты сообщества: абиотические (неживая природа) и биотические (организмы – потребители, производители и разрушители).
  • Круговорот веществ и энергии — важное условие существования экосистемы.
  • Устойчивость экосистемы, зависящая от числа обитающих в ней видов и длины образуемых цепей питания.

Рассмотрим пример одной из биологических систем — аквариум. Искусственная экосистема его включает все структурные единицы. В аквариуме определенного размера (пространственное размещение) обитает живой компонент системы (рыбы, растения, микроорганизмы). Его компонентами являются также вода, грунт, коряги. Аквариум — замкнутая экосистема, поэтому для его обитателей искусственно создаются условия близкие к природным. Для чего используется освещение, так как ничто живое не может полноценно развиваться и жить без света; терморегуляция — для поддержания постоянного уровня температуры; аэрация и фильтрация — для подачи кислорода в воду и постоянной ее очистки.

Отличия экосистем

На первый взгляд может показаться, что экосистема аквариума мало чем отличается от естественного водоема. Ведь сам аквариум — это своеобразная небольшая копия закрытого водоема, предназначенного для содержания и разведения рыбок и растений. Жизнь в нем протекает по схожим биологическим процессам. Только аквариум — маленькая искусственная экосистема. В ней степень воздействия абиотических компонентов (температура, свет, жесткость воды, pH и других) на биотические компоненты уравновешивается человеком. Он же поддерживает в аквариуме всю необходимую жизнедеятельность, продолжительность которой во многом зависит от опыта аквариумиста, его умения управлять равновесием среды. Однако даже при грамотном уходе она периодически приходит в упадок, и человеку предстоит терпеливо устраивать ее заново в комнатном водоеме. Почему это происходит?

Причинные факторы

Экосистема аквариума зависит от возраста ее водной среды. Она проходит этапы становления, молодости, зрелости и деградации. Нарушения равновесия в экосистеме выдерживают немногие растения, а рыбы перестают размножаться.

Немалую роль играет и величина аквариума. От его объема напрямую зависит продолжительность жизни среды. Это подобно экосистеме в природе. Известно, что чем больше объем водоема, тем больше у него устойчивость к нарушениям необходимого равновесия. В аквариуме до 200 литров нетрудно сформировать среду обитания, близкую к естественной, однако значительно труднее нарушить в ней баланс своими неумелыми действиями.

Аквариумы маленькой вместимости до 30-40 литров требуют регулярной подмены воды. В разумных пределах ее смена на 1/3-1/5 может поколебать равновесную устойчивость, но среда восстанавливается через пару дней самостоятельно, а вот в случае замены всей воды можно легко нарушить установившийся баланс.

Аквариумист должен знать, что, сформировав экосистему, необходимо поддерживать в ней равновесие минимальным вмешательством.

Модель экологической системы

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. В природе она замкнута и независима.

Абиотические факторы

Природную совокупность отличают значительно более глубокие взаимосвязи и взаимозависимости. В домашнем водоеме они регулируются человеком. Условно и в домашнем водоеме все живые организмы именуются аквариумным биоценозом. Они занимают в нем определенные экологические ниши, создавая гармонию местообитания. Благоприятные условия для жизнедеятельности создают для них с учетом абиотических факторов – соответствующей температуры, освещения и движения воды.

Температурный режим зависит от обитателей аквариума. Поскольку даже незначительные его перепады могут привести к гибели некоторых видов рыб, рекомендуется использовать обогреватели с встроенным терморегулятором.

Режим освещения необходим для нормального функционирования всех составляющих аквариумной среды. Источники света обычно располагают над поверхностью воды. Длина светового дня должна соответствовать фотопериоду обитателей в их естественных условиях жизни.

В природе стоячая вода более подвижна из-за воздействия дождя, ветра и других волнений. В аквариуме необходима постоянная циркуляция воды. Она достигается с помощью аэрации или прогонки воды через фильтр.

Постоянная циркуляция обеспечивает вертикальное вращение воды в аквариуме. Она также выравнивает показатель кислотности, предотвращает быстрое снижение редокс-потенциала в придонных слоях.

Органические и неорганические соединения

Вода, кислород, углекислота, аминокислоты, азотные и фосфорные соли, гуминовые кислоты – основные органические и неорганические соединения, которые также относятся к абиотическим элементам. Большая их часть заключена в самих организмах аквариума и в донных отложениях.

Скорость перехода данных питательных веществ в водный раствор обеспечивается в результате функционирования продуцентов и редуцентов экосистемы. Органические азотсодержащие выделения утилизируют бактерии, превращая их в более простые вещества, необходимые для усвоения растениями. Органические соединения переходят в минеральную (неорганическую) форму также благодаря разным видам бактерий. Данные важнейшие процессы зависят от температурного режима воды, показателя ее кислотности, насыщенности кислородом. Они регулируют нормальное функционирование экосистемы.

При создании закрытой экосистемы аквариума важно знать, что к приему своих обитателей он готов, но полностью не уравновешен, поскольку многие важные типы бактерий стабилизируются в течение двух недель.

Устойчивость экосистемы и круговорот веществ в аквариуме

Обитатели аквариума не могут обеспечить полного круговорота веществ. В нем выявляется разрыв цепи между консументами и продуцентами. Этому способствует закрытая экосистема аквариума. Креветки, моллюски, рачки (консументы) едят растения (продуценты), но никто не питается самими консументами. Цепь прерывается. В то же время другая цепь питания рыбы — мотыли и другой корм — поддерживается человеком искусственно.

Создать условия для содержания в аквариуме необходимого количества дафний и циклопов для питания рыб достаточно сложно. Так как эти мелкие ракообразные, в свою очередь, также нуждаются в пище. Жизнь простейших зависит от наличия в аквариуме органических веществ. Количество инфузорий должно превысить количество ракообразных, последние, в свою очередь, должны содержаться в большем соотношении к рыбам. Подобного равновесия в цепях питания трудно добиться в таких пространственных условиях, как закрытый аквариум. Экосистема его не способствует поддержке количественных показателей экологических факторов на определенных уровнях.

В природных экосистемах каждый вид уравновешен соотношением с другими видами. Каждый из них занимает свою нишу, определяет взаимозависимость видов. Пропорции хищников и их жертв в развитии экосистемы строго уравновешены. Подобного балансирования не добиться в таком замкнутом пространстве, как аквариум. Искусственная экосистема требует грамотной подборки своих обитателей. Экологические ниши рыб, растений должны сопрягаться, но не накладываться одна на другую. Они подбираются так, чтобы их жизненные потребности и так называемые «профессии» (потребители, производители и разрушители) не были в ущерб другим.

Уравновешенный подбор обитателей по их «профессиональному» назначению в модели аквариумной экосистемы является важнейшим условием ее длительного здоровья.

«Адрес» обитателей аквариума

Местообитание в водоеме каждого вида также имеет немалое значение. Все они должны найти себе подходящее пристанище. Нельзя перенасыщать аквариум, чтобы не привести к деградации других видов. Так, плавающие растения, разрастаясь, перекрывают свет растущим ниже водорослям, нехватка укрытий на дне и мест обитания для донных видов рыб приводят к стычкам и к гибели более слабых особей.

Также важно помнить, что все животные и растения непрерывно изменяются, что, соответственно, не может не сказаться на их окружении. Необходимо следить за поведением рыб, не перекармливать их, ухаживать за растениями, отрезать их сгнившие участки, следить за чистотой грунта.

Для сохранения устойчивости экосистемы в аквариуме необходимо при любых попытках вмешательства подумать — не навредит ли это равновесию.

fb.ru

«Адрес» обитателей аквариума

Местообитание в водоеме каждого вида также имеет немалое значение. Все они должны найти себе подходящее пристанище. Нельзя перенасыщать аквариум, чтобы не привести к деградации других видов. Так, плавающие растения, разрастаясь, перекрывают свет растущим ниже водорослям, нехватка укрытий на дне и мест обитания для донных видов рыб приводят к стычкам и к гибели более слабых особей.

Экосистема аквариума
Также важно помнить, что все животные и растения непрерывно изменяются, что, соответственно, не может не сказаться на их окружении. Необходимо следить за поведением рыб, не перекармливать их, ухаживать за растениями, отрезать их сгнившие участки, следить за чистотой грунта.

Для сохранения устойчивости экосистемы в аквариуме необходимо при любых попытках вмешательства подумать — не навредит ли это равновесию.

Почему аквариум можно назвать моделью экосистемы

Аквариум является экосистемой. Ведь именно так мы называем сообщество животных и растений, существующее в определенных условиях.

Как и другие экосистемы, аквариум включает в себя несколько основных групп организмов, между которыми происходит непрерывный обмен веществ. Все подобные сообщества обладают определенным сходством.

Аквариум, по сути, является уменьшенной моделью гидро-экосистемы. Между аквариумом и природным водоемом, разумеется, существует множество различий, однако основные законы протекания всех процессов для них общие.

Для благополучного существования данной аквариумной экосистемы необходимо соблюдать ряд правил.

При подборе обитателей домашнего водоёма, необходимо научиться следить за тем, чтобы физические особенности и жизненные потребности одних питомцев не наносили ущерб другим.

Нельзя совмещать в одном аквариуме одновременно и водные растения, и рыб, которые их поедают.

То же касается рыб и хищников, которые на них охотятся.

Нельзя совмещать рыб с разными требованиями к среде обитания: освещению, температуре, составу воды.

Таким образом, важным условием продолжительного здоровья экосистемы является уравновешенный и разумный подбор обитателей аквариума по их функциональному назначению.

Составляющие аквариумной экосистемы

Грунт – почва, образующая дно водоёма. Грунт нужен для того, чтобы в нём росли растения. Грунт не должен иметь острых кромок, о которые могут пораниться рыбы. Грунт – это крупный песок. Чтобы положить его в аквариум, его промывают от грязи. Лучше всего ещё и прокипятить. Потом ещё раз промывают под краном и засыпают на дно аквариума.

Аквариумные растения и рыбки нуждаются в правильном освещении. Свет, которым освещена комната, для них недостаточен. Вот почему для освещения аквариума используют люминесцентные лампы и лампы накаливания. Светильники с люминесцентными лампами более яркие и потребляют меньше электроэнергии.

При слабом освещении растения плохо растут, при слишком ярком — их угнетают водоросли

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: