生態球:概念介紹,出現源起,生態系統,製作維持,科學分析,推廣套用,

生態球（Ecosystem Ball）就是依據自然界水生生態系統的結構和運行規律設計製造的簡單的人造生態系統。生態球由透明的玻璃球體組成，其中的非生命物質有水、沙、無機鹽類；生命物質包括三類：水草和藻類（初級生產者）；魚（消費者）；微生物（分解者）；光線從外部向瓶內輻射，瓶內外不斷進行熱交換。

基本介紹

中文名：生態球
外文名：Ecosphere
類別：人造生態系統
組成：透明的玻璃球體

概念介紹,出現源起,生態系統,製作維持,科學分析,推廣套用,

概念介紹

生態球是世界上最早的全封閉式的生態系統——一個裝在玻璃中的完整、獨立且自我生存的微型世界。它採用美國宇航局技術，將科學知識與藝術觀賞完美地結合在一起，以最簡單、最生動地方式昭示了地球上的動植物以及水資源之間相互依賴的關係。生態球自90年代初問世以來，被人們冠以“科學項目”，“世界上最省心的寵物”，以及“封閉式水族館”等稱號，寓裝飾、觀賞以及教育性等多重價值於一體，實屬饋贈親友最難得的禮品。

每一隻生態球內有微生物、鮮紅的小蝦和藻類，它們生活在過濾後的清澈的海水中。

生態球

球內生命唯一需要的是非直射的自然或人工光，毋需餵養或清理。生態球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進行光合作用，產生氧氣，它們也會使用水中的無機營養物；小蝦吸入氧氣，釋放出二氧化碳，並以藻類及細菌為食物，排出廢物；細菌則把小蝦的排泄物分解成無機營養物，同時也產生二氧化碳，供藻類使用。因此，生態球內的食物及氣體皆可以不斷的循環使用。

生態球內除了以上生物外，還有無生命的樹枝狀珊瑚及砂石為微生物提供藏身處所，以免被小蝦吃掉。底部的砂石，占體積三分之二的海水，以及剩下的是空氣，合起來代表著地球。生態球形狀為球形或卵型（俗稱鴨蛋型），有四種不同尺寸：小、中、大、特大。小型生態球預期壽命為2-3年，其它較大的型號因為有較多的小蝦而壽命較長（5年左右）！

出現源起

生態球（Ecosystem Ball）是一細小、封閉的「微型世界」，其環境可支持球內的動植物生存。是由兩位美國科學家，曹恆信博士（DR. JOE HANSON）和奇科森博士（DR. CLAIR FOLSOME）所發明。在1980年早期，美國太空總署（NASA）為了下列二個原因，對這生態球產生興趣。其一，是因為這個生態球可以提供更多作為研究美國太空總署宇宙開發使命的資料。

其二，是因為可以幫助到太空總署研究（人類生命維持系統計畫），作為參考資料去興建太空站，用作日後開發太陽系的基地。

如將生態球比作小型地球的話，小紅蝦就是代表人類。所以這生態球可以引身到現今的地球，自然生態環境不斷受到破壞，如繼續被破壞下去及不加改善的話，所有生命可能受到死亡的威脅。這生態球的構思，正好提醒人類，維持生態平衡對生命的重要性，也令人們聯想到地球上各種生物間的連鎖關係及箇中的奧秘。

此技術其後在太空總署之技術轉移計畫（Technology Transfer Program）中被私人公司（EcoSphere Associates Inc.）用以製造生態球。該公司也套用相同的原理製作了半封閉的淡水生態系統。

生態系統

生態球是一個密封的生態系統，就像地球一樣。生態球由透明的玻璃球體組成，內有小蝦、藻類、細菌、經過濾的海水、柳珊瑚目(Gorgonia)、小石及空氣 (太空總署的設計內還有小蝸牛)。柳珊瑚目是也稱海扇，海柳，海鞭，角珊瑚。生態球擁有與地球一樣的部份重要成份。生態球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。

生態球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進行光合作用，產生氧氣，它們也會使用水中的無機營養物，藻類因此是系統中之生產者（producer）；小蝦呼吸用去氧氣，放出CO2，並以藻類及細菌為食物，排出廢物，故此小蝦是消費者（consumer）；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（decomposer）。柳珊瑚目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，生態球內的食物及氣體皆可以不斷的循環使用。

生態球是密封的，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。

細小的生態球平均壽命約2-3年，大型的可維持更長時間，最長的可達10年或以上。

製作維持

製作生態球

一個生態系統一般由4個部分組成：非生物環境（如土壤、礦物質、光、水、能量等）、生產者（如綠色植物）、消費者（如動物羊、虎等）和分解者（如細菌）。為維持一個生態系統的正常運轉，4個部分缺一不可。

本活動通過製作一個簡易的生態球，了解生態系統的物質循環和能量流動的過程。

工具與材料球形燒瓶（直徑20cm或更大），柳條魚，小田螺，小蝦，水草，砂子，淨水器。

製造過程

1．在洗淨的球形燒瓶中，注入約三分之二容積的經淨水器過濾過的自來水，加入砂子少量（積在底部約1cm厚），然後放入2隻小田螺，3～5條小蝦，3～5條柳條魚，水草數根，加塞塞緊。

2．將瓶倒置，擱在架子上。放在有陽光照射的地方（如窗台上），定時觀察生態球內的變化。

說明延伸

1．製作生態球時，球內水草和小魚的質量比保持3∶1。

2．如無自然陽光照射，每天需用輔助光源（如檯燈）照射生態球3min以上。

3．春秋兩季，生態球內的生態平衡可維持2個月以上。

生態球的維持

要維持生態球，便要注意以下項目：

球內的藻量（顏色）：太多光會導致大量藻類繁殖，使水的pH值升高，也可能導致水體缺氧，殺死小蝦；

溫度：把生態球維持在攝氏15-25度之間，不可使溫度有突然的改變；

光線：用人造光源或散射光，每天照6-12小時。在一定的時間和空間內，各種生物和非生物之間，通過不斷的物質循環和能量流動，相互作用，相互依存，構成一個平衡統一的整體，這個整體稱為生態系統。

科學分析

自然界的生命都在一定生態系統中生存和繁衍。長期以來，人們一直在研究生態系統的構成和運行規律，並嘗試製造符合自然規律的人造生態系統。這是意義重大的探索。生態球就是依據自然界水生生態系統的結構和運行規律設計製造的簡單的人造生態系統。其中的非生命物質有水、沙、無機鹽類；生命物質包括三類：水草和藻類（初級生產者）；魚（消費者）；微生物（分解者）；光線從外部向瓶內輻射，瓶內外不斷進行熱交換。

系統按以下規律運行：在光線照射下，含有葉綠素的水草和藻類從水中吸取無機營養鹽和二氧化碳並進行光合作用，將上述物質轉化為有機物存儲在自身體內，同時放出氧氣溶解在水中；水草和藻類自身生長需要消耗部分有機物和氧氣，產生部分二氧化碳；魚以藻類為食物，吸入氧氣，呼出二氧化碳；魚的排泄物和水草及藻類的殘體被微生物分解成無機營養鹽，分解時要消耗部分氧氣，產生二氧化碳。新產生的無機鹽和二氧化碳將在新的光合作用中再次被水草和藻類吸收、轉化。物質和能量就這樣在系統各環節中有規律的流動和循環往復，稱這種狀態為生態平衡。生態系統的結構配置不合理，將不能實現預期的系統運行狀態，甚至根本不能運行；運行中系統的某一環節出現變化時生態平衡將被打破，通過調節實現新的生態平衡；當出現的變化超過系統調節能力時，生態系統將遭到破壞。

推廣套用

科學家根據生態球的生態平衡道理，已經創造了一種新的農業，叫做“生態農業”。福建三明市有個洋口仔村，開展“無公害蔬菜生產試驗區”，他們在蔬菜地上面架起塑膠大棚，蔬菜株行間合理套種雞腿菇、平菇、草菇、金針菇、香菇、木耳等食用菌；菜葉、豬糞、食用菌廢渣和秸稈被用作沼氣池的原料；產生的沼氣又可做飯和照明以及給塑膠大棚增溫，沼氣渣和水被送到魚塘或塑膠大棚作肥料；食用菌渣和菜葉也可作畜禽飼料。這種化腐朽為神奇，按照農業與周圍環境相互作用的規律，合理使用農業資源，能產生最大經濟價值的農業生產結構，就是生態農業。浙江文成縣曾有個蚯蚓“狀元”葉茂許，也是一個很好的例子。他餵養蚯蚓，製作蚯蚓粉餵豬，豬糞作沼氣能源，沼氣渣再來餵養蚯蚓，使蚯蚓、豬糞、沼氣渣都得到了充分利用，做到蚯蚓多、豬壯、能源足，大大提高了經濟效益。還有三明的台溪村立體生態示範場，在每一口魚塘邊上建起豬欄、鴨舍，塘岸邊種上黑麥草、柱花草、台灣地瓜等各種飼料，用雞糞、啤酒渣加工餵豬，割草餵魚，豬糞水送進魚塘，促進微生物繁殖，魚塘淤泥又被用作飼料地的肥料，連續幾年獲得經濟效益、環境效益和社會效益三豐收。

生態球