生態缸是一種自給自足的微型生態系統,它將自然界的一角封存在透明(玻璃)容器中,許多人對此樂此不疲,不停將不同的生物放入其中,創造出各種各樣的生態缸。
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如果選擇的動物、植物比較優秀,配置的環境和條件也很合適的話,生態缸中那些肉眼可見的植物和動物可以獨立生存很長時間。
那么有趣的問題的是,生態缸中的植物或者動物到底可以存活多少時間?生態缸可以永久保持生態平衡狀態嗎?
其實,大部分生態缸都無法存活太長時間,通常在幾個月內動植物就會失去生機,但是有些生態缸可以維持很長時間。
已知最古老的生態缸是下面這個:
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這個生態缸是一個名叫大衛·拉蒂默(David Latimer)英國人在1960年的復活節配置的。
當時生態缸的概念還不流行,但是英國正在掀起一陣瓶栽花園熱潮,人們喜歡將植物種植在玻璃瓶中。
大衛出于好奇,在一個容量大約10升左右的球形大玻璃瓶中放入了一些泥土,然后用鐵絲把一株紫露草屬(Tradescantia)植物小心地送入瓶底。
開始的時候,瓶子并沒有密封,他會給瓶中植物澆水,但是1972年的時候他完成最后一次澆水,隨后用軟木塞將瓶口徹底密封,并涂上了密封膠,一直持續到今天都沒有打開過。
也就是說,這個生態缸至今已經維持了54年,而里面的植物依然完好地生長著。
大衛在接受采訪時表示,這個生態缸一直放在家里的同一個位置,距離窗戶大約2米,只能接收到間接的陽光。
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他偶爾會轉動瓶子,以確保光照均勻,除此之外,這個生態缸無需任何照料。
同時大衛也表示,這個生態缸大多時候都是無趣的,因為它在一周或一個月內都不會出現明顯變化。
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至于為什么這個生態缸能夠維持如此長時間,是因為生態缸完成了一個自給自足的生態循環閉環。
封閉式玻璃容器形成自身的水循環,水分蒸發或者通過植物葉片釋放到空氣中,隨著溫差水蒸氣在玻璃壁凝結會重新回到土壤中。
植物的存在制造了碳循環,植物白天通過光合作用產生氧氣,并在夜晚通過呼吸作用吸收氧氣和釋放二氧化碳,另外土壤中的微生物也會吸收氧氣和釋放二氧化碳,這些二氧化碳正好被植物在白天利用、固定。
土壤中的微生物則讓氮、磷、鉀?循環也成為可能,植物的落葉在土壤中細菌和其它微生物的作用下自然分解,形成植物能夠吸收的營養,并重新被植物吸收。
所以,只要給予一定的光照,輸入相應的能量,讓這一切循環起來就可以了。
值得一提的是,這個生態循環能夠長期穩定維持最關鍵的因素,還是這個生態缸足夠簡單,里面沒有我們肉眼可見的動物。
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一旦將體型較大的動物放入其中,一切就會變得非常復雜。
動物可能會在短時間內將植物完全吃光,或者通過其它形式徹底打破生態平衡,并讓其無法恢復到理想水平。
所以,只要有體型較大動物參與其中的生態缸,基本就難以維持很長時間。
由于生態缸很可能就是未來人類深空旅行的生存環境,所以歷史上已經有人嘗試過將人類放入生態缸的實驗。
這個實驗就是著名的生物圈二號,該實驗于20世紀90年代在美國亞利桑那州進行,整個生態缸占地1.3萬平方米,并完全處于封閉狀態。
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△ 生物圈2號,現在對外開放,?Johndedios
之所以取“二號”這樣奇怪的名字,是因為科學家把地球比作了“生物圈一號”,而實驗建立的這個密封生態圈就是完全模擬地球的,里面包含了熱帶雨林、稀樹草原、海洋、沼澤、沙漠和人類農田等。
一切建立完成之后,8個科學家進入其中生活,他們在里面一切都要自給自足。
然而,生物圈二號失敗了!
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△ 實驗中的科學家在測量突然濕度
氧氣最早出現了問題,科學家入駐沒多久,氧氣水平就從正常的21%銳減到14.5%——這相當于海拔4000米高原的缺氧狀態。
之后就是昆蟲大滅絕,所有的授粉昆蟲在氧氣下降后滅絕,但是蟑螂和螞蟻卻瘋狂生長,這導致農作物產量大打折扣。
最終,8個科學家在里面痛苦的生活兩年之后,這個實驗就不得不宣布以失敗告終。
據信,8個科學家幾乎沒有吃過一頓飽飯,最后甚至連留種的糧食都吃掉了,當他們出去的時候體重平均下降了11%到27%。
總的來說,將越大的動物放入生態缸中,情況就會越復雜,而任何一個環節出了問題,最終都會導致整個生態缸崩潰。
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