Исследование замкнутой системы Экология в бутылке

Актуальность темы
Актуальность данного вопроса в том, что моделирование процессов, протекающих в экосистемах, способствует пониманию взаимосвязей ее структурных компонентов.
Современные условия окружающей среды ухудшаются, все чаще ученые рассуждают о совершенствовании искусственных экосистем. Потребность в искусственных экосистемах, в том числе и в замкнутых экосистемах может возникнуть по разным причинам.
Важно знать, как протекают процессы в замкнутых экосистемах.

Проблема: Возможно ли создать модель экосистемы вне лабораторных условий?
Гипотеза: Можно ли создать действующую модель экосистемы в «домашних» условиях.
Если искусственная замкнутая экосистема содержит хотя бы в минимуме основные компоненты (вода-воздух-почва), то она способна существовать относительно долгое время.

Цель работы: Разработать и создать миниатюрную экосистему.
Задачи исследования:
Изучить историю создания замкнутых экосистем.
Разработать и создать свою миниатюрную экосистему.
Определить ее основные структурные компоненты.
Анализировать результаты наблюдений.
Разработать правила по уходу за экосистемами.

Объект исследования
Модель замкнутой экосистемы.
Предмет исследования
Создание и эксплуатация замкнутых экосистем.

История возникновения экологии
Экологическая система, или экосистема, — основная функциональная единица в экологии, так как в нее входят организмы и неживая среда — компоненты, взаимно влияющие на свойства друг друга, и необходимые условия для поддержания жизни в той ее форме, которая существует на Земле.
Термин экосистема впервые был предложен в 1935 г. английским экологом А. Тенсли.

ПРИЗНАКИ ИСКУССТВЕННОЙ ЭКОСИСТЕМЫ
небольшое число биологических видов;
преобладание организмов одного или нескольких видов;
короткие цепи питания из-за небольшого числа видов
ЭКОСИСТЕМА
Биологическая структура, представляющая собой единство закономерно расположенных и функционирующих частей
ПРИЗНАКИ ЭКОСИСТЕМЫ
совокупность живых и неживых компонентов;
осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие;
сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов

Замкнутая экосистема — экосистема, не предполагающая какого-либо обмена веществом с внешней средой.
Примером искусственной замкнутой экосистемы является сад пенсионера Дэвида Латимера.

Моделирование замкнутой экосистемы.
В природе все взаимосвязано и переплетено друг с другом, и мы часть ее. И так наша задача – выяснить, какие из этих связей наиболее существенные и важные для нас и других видов.
Мы можем многое узнать о природе, но она невероятно сложна, что наши знания всегда будут весьма ограниченными.
Постараемся ответить на интересующие нас вопросы:
Что необходимо для создания модели экосистемы, испытывающей влияние абиотических и биотических факторов?
Как изменения в модели экосистемы влияют на живые организмы?

Модель экосистемы.

Моделирование водной части экосистемы.

Живые организмы для экосистемы

Верхняя часть экосистемы.
Животный мир в модели экосистемы.

Посев семян укропа и лука.

Объект исследования «Модель замкнутой экосистемы» создана 1 сентября 2013 года.
Эксплуатация замкнутой экосистемы.
Обеспечить экосистему необходимым количеством света, световой день должен составлять от 8 до 16 часов.
Оптимальное расстояние, с которого следует освещать экосистему – 35-40 см.
Комнатная температура должна быть от 16 до 26 ° С.

Этапы исследования
Наблюдение.
В течение семи дней семена укропа и лук , посеянные в почву, проросли и экологическая система в бутылке стабилизировалась. Растения и животные «привыкли» к жизни в данных условиях.

ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЖИВОТНЫХ
Укроп
Денитрирущие бактерии
Элодея Канадская
Лук репчатый
Денитрирущие бактерии
Дождевой червь
Моллюск Катушка
мальки рыб

Циклы углерода и кислорода

Круговорот азота

Температура воздуха и воды.
Вывод: По результатам наблюдения я заметила, что температура воздуха в замкнутой экосистеме всегда выше комнатной на 10С,20С, температура воды в экосистеме одинакова с температурой воздуха в ней.

Рост растений.
Вывод: Для благополучного развития растений необходимо создавать искусственное освещение, для увеличения светового времени. Вторая причина хилого роста всходов – плохая почва. Необходимо для замкнутой экосистемы брать более плодородную почву с большим содержанием гумуса.

Корневая система растений.
Вывод: Так как лук – растение обладающее запасом питательных веществ в луковице, детерминировал в развитии корневой системы. Его корни заполнили почти всю земляную часть, даже проросли через ткань и опустились до воды.

Прозрачность воды в начале эксперимента.
Прозрачность воды после месяца эксперимента

Следовательно, экосистему можно использовать как инструмент для получения практических навыков ведения журнала наблюдений и записи точных данных:
Численность и разнообразие популяций каждого вида.
Время между откладыванием яиц улитками и появлением детенышей улиток.
Срок жизни любых улиток. С чем это связано?
Изменения чистоты воды.
Наблюдение за растительным миром (например: цвет листьев, скорость роста, численность водорослей).

Внесение загрязнителя в модель экосистемы.
Моя модель замкнутой экосистемы существует более месяца. Растения и животные «привыкли» к жизни в данных условиях. Внесем загрязнитель (поваренную соль) в экосистему и проследим, как повлияет загрязнитель на живые организмы.
Двенадцатого октября на кончике ножа внесла поваренную соль
( NaCl), в почву и в воду экосистемы.

Влияние загрязнителя на растения.
До внесения загрязнителя.
После внесения загрязнителя.
Состояние животного мира после внесения загрязнителя.

Вывод:
После внесения загрязнителя в экосистему мы наглядно увидели необратимые изменения в живой природе. Гибель растений, а это была только поваренная соль. Воздействие, оказываемое солью на рыбу, определяются концентрацией и продолжительностью воздействия. Если бы я увеличила дозу внесения поваренной соли, то мальки бы погибли.

Результат
Человек должен жить в природной среде и поддерживать ее экологическую целостность, сохранять биоразнообразие, создавать адаптационные системы поддержания жизни на Земле.
По своей работе я делаю следующие выводы.
Выводы:
Самостоятельно созданные замкнутые экосистемы – это отличное учебное пособие для развития наблюдательности и внимания, что является основой научного подхода к решению разнообразных задач.
Проблема экологии в современном обществе остаётся актуальной и по сей день.
Необходимость создания замкнутых экосистем теперь представляет не только сугубо научную, но и жизненно важную проблему.

Свою работу я хочу закончить стихотворением Марка Львовского.
Люби природу, паренёк,
И девочка, люби,
От загрязнений защищай,
Её ты не губи!
Не отравляй полей и рек,
Морей, лесов и гор,
Ты в них отходы не сливай,
Вредителям – позор!
Люби природу, человек,
Её ты охраняй,
Картину выжженной земли,
Живя, не оставляй!