Практическая работа на тему "Исследование изменений в экосистемах на биологических моделях (аквариум)". Аквариум – искусственная экосистема Можно ли аквариум рассматривать как модель экосистемы

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 созданные искусственно. Примером может служить экосистема аквариума, необходимое равновесие в которой поддерживается человеком.

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 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 - 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 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. 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 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.

Аквариумные рыбки - одни из самых популярных домашних питомцев, что легко объяснимо: они красивы, и, на первый взгляд, неприхотливы. Действительно, с ними не нужно гулять, они не грызут туфли и не отдирают обои. Но каждый аквариумист должен понимать, что в его руках - экосистема в миниатюре, о которой нужно постоянно заботиться. Как это правильно делать? Читайте наши советы, и узнаете!

Выбираем аквариум

Итак, вы решили завести рыбок. Прежде всего, надо приобрести не их самих, а подходящий аквариум. Стеклянная банка - неподходящий вариант. Ведь наша цель - создать для живых существ условия, максимально приближенные к естественным. А поддерживать биологическое равновесие легче в емкостях большого объема.

Для новичков оптимален вариант от 60 до 170 л. Обратите внимание: минус круглых аквариумов в том, что изогнутое стекло искажает изображение, кроме того, их стенки труднее очищать от налета. Лучше всего приобрести готовую емкость в специализированном магазине. Очень важно, чтобы при изготовлении аквариума не использовались токсичные клеящие вещества. Металлический каркас также может нанести вред живым организмам из-за образования ржавчины.

Готовимся к заселению

О том, что в аквариум нужно наливать водопроводную воду, которая постояла несколько дней, знают почти все. Но если сразу поместить в нее растения и рыб, все может закончиться плохо. Прежде надо дождаться, пока в искусственном водоеме не наладятся те же процессы, что и в естественном. Для нормального функционирования экосистемы необходимо, чтобы аммиак, который попадает в воду из отходов жизнедеятельности рыб, разложившихся остатков корма и частей растений, перерабатывался бактериями-нитрификаторами. Как запустить этот цикл?

Первым делом промойте, а лучше прокипятите грунт, и уложите его на дно аквариума с водой. Мелкий песок не подойдет, поскольку в него с трудом проникает кислород.

Затем высадите растения - начать можно с элодеи. Пластиковые кустики могут выглядеть симпатично, однако они никогда не станут важным компонентом экосистемы.

Действенный метод запуска азотного цикла - использование биофильтра, находившегося не менее 6 недель в другом, уже заселенном аквариуме. На губке-наполнителе такого фильтра находятся все необходимые бактерии. Некоторые также советуют добавить немного сухого корма для рыб, растертого в мелкую пыль.

Если вода помутнела, не надо ее выливать! Это всего лишь стадия на пути к «созреванию». Примерно через неделю она вновь станет прозрачной.

Проверить готовность аквариума к заселению помогут наборы тестов. Благодаря им легко выяснить содержание в воде аммиака (должно быть близким к нулю) и показатель рН (норма - 7,1 - 7,8).

Кроме фильтра, для создания комфортных условий в аквариуме потребуется компрессор, обогащающий воду кислородом. Также не забудьте купить специальный термометр, сачки, сифон для очистки грунта и скребок для стекол.

В дальнейшем надо будет периодически производить частичную подмену воды, но ни в коем случае не обновлять содержимое аквариума полностью.

Покупаем рыбок

Оказавшись в зоомагазине, не позволяйте глазам разбегаться, а мозгу - отключаться и не забывайте главные правила:

• в одном «доме» не смогут ужиться агрессивные и безобидные рыбки. При этом одни живут парами (скалярии, циртокары), другие - стаями (неоны, тетры). Изучите их повадки заранее и составьте список.

• некоторые виды, вырастая, значительно увеличиваются в размере. Подумайте, готовы ли вы покупать для них новый огромный аквариум?

• рыбам нужно пространство, поэтому не перенаселяйте аквариум. Например, на одну золотую рыбку должно приходиться не менее 5 литров воды.

• Начинающим аквариумистам лучше всего завести наиболее живучих рыбок - гуппи, меченосцев, данио рерио. А вот с арованой или дискусами лучше подождать.

Типичные ошибки

Перепады температуры. Перемещение из прохладной воды в более теплую - стресс для ваших питомцев, от которого они могут погибнуть. По этой причине транспортировку рыбок из магазина лучше производить в термосах. Не стоит устанавливать аквариум вблизи отопительных приборов или на подоконниках.

Дешевый сухой корм. Рыбкам, как людям, необходимо сбалансированное питание, включающее белок, витамины, микроэлементы. Если вы не готовы хранить в холодильнике мотыль (личинок комара) и трубочник, это не значит, что живой корм можно полностью заменить первым попавшимся порошковым. Подходящая альтернатива - качественные гранулированные корма, обогащенные различными веществами. Дозируйте корм аккуратно - недоеденные частички будут разлагаться и портить воду.

Отключение фильтра на ночь. Сильный шум компрессора мешает уснуть? Не стоит располагать аквариум в спальне. Отключение прибора может нанести сложившейся экосистеме большой ущерб.

Резкое выключение подсветки. В природе солнце не заходит за горизонт мгновенно. И вы тоже должны снижать интенсивность освещения постепенно: сначала выключите лампу над аквариумом, потом - свет в комнате. Включив лампу в полной темноте, вы так же рискуете здоровьем рыб: они могут удариться о стекло и травмироваться.

«Скорая помощь»

Рыбки плавают у поверхности и хватают воздух ртом, и у них покраснели жабры? Это симптомы отравления аммиаком. В таком случае можно применить профессиональные средства, которые добавляют в воду. Кормить рыб следует реже. Обратите внимание на фильтр - возможно, он недостаточно мощный.

На стенках аквариума, грунте и растениях расплодились водоросли? Постарайтесь их очистить, усилить приток кислорода, снизить количество света. И завести главных борцов с сине-зеленой напастью - сомиков-прилипал, которые употребляют эти водоросли в пищу.

Море внутри: аквариум с соленой водой

Коралловыми рифами и их обитателями можно любоваться бесконечно. Если вам захочется наблюдать за этим ярким миром не только во время путешествий или по телевизору, но и у себя в квартире, учтите, что содержание морского аквариума потребует не меньше затрат и времени, чем пресноводного. Помимо, собственно, аквариума, вам понадобится:

• Специальная соль. Ни в коем случае нельзя использовать обычную пищевую или соль для ванн!

• Устройство для подготовки воды. «Морской» раствор рекомендуется готовить на основе дистиллированной или пропущенной через установку обратного осмоса воды.

• Помпа для создания течения. Многие обитатели глубин привыкли существовать в условиях постоянного движения водных потоков.

• Скиммер (пенник). Этот гаджет убирает лишние органические примеси и насыщает воду кислородом.

• Гидрометр для измерения солености воды. При температуре 25 градусов этот показатель должен составлять 1,022-1,027 г/мл.

Кроме того, вам не обойтись без специальных ламп и терморегулятора для поддержания нужной температуры воды. Как и пресноводный, морской аквариум должен «созреть», поэтому запускать рыб в только что налитую воду недопустимо. Начать стоит с закладки промытого грунта (кораллового песка, например) и так называемых «живых камней», в порах которых находятся нужные для правильного баланса бактерии и личинки различных организмов. Затем специалисты рекомендуют подождать не менее месяца, и только потом осуществить запуск.

Если это ваш первый морской аквариум, выбор стоит остановить на рыбках-клоунах или хромисах. Кроме мягких и твердых кораллов, в вашем личном океане можно поселить актиний, синепалых раков, креветок.

Оставлять такое «подводное царство» без присмотра на время отпуска крайне опасно, поскольку системы очистки и обогрева могут дать сбой - например, из-за временного отключения электроэнергии.

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

«Проектирование лабораторной работы в 11 классе в условиях реализации ФГОС ООО по теме « Исследование изменений в экосистемах на биологических моделях (аквариум) »

Лабораторная работа

«Исследование изменений в экосистемах на биологических моделях (аквариум)».

Цель . На примере искусственной экосистемы проследить изменения под воздействием условий окружающей среды.

Методические рекомендации . Работа выполняется и как лабораторная, и как практическая. Наблюдения за жизнью аквариума предполагает развитие навыков самостоятельного их исследования. Практическая часть работы совершенствует умение обучающихся строить схемы, графики, закреплять теоретические представления. Работа выполняется в группах (4-6 человек) , возможен вариант заранее проведённой индивидуальной домашней работы.

Оборудование : аквариум, таблица «Биогеоценоз пресноводного водоёма», учебник, справочная литература, ксерокопии изображений растительных и животных организмов аквариума, таблица».

Задачи .

Обучающие : создать условия для знакомства учащихся с искусственным сообществом аквариума, с растительным и животным миром этого биоценоза, о приспособленности организмов к совместному обитанию.

Развивающие : создать условия для развития умения обобщать, систематизировать, сравнивать изученное; продолжить развитие логического мышления учащихся, умение составлять схемы простейших пищевых цепей, приводить примеры производителей, потребителей и разрушителей органического вещества.

Воспитательные : формировать познавательный интерес к предмету; способствовать формированию экологического мышления; ответственность за содержание обитателей искусственного водоёма.

Здоровьесберегающие : создать условия для снятия усталости, переключая виды деятельности, формы и методы обучения, обратить внимание на показатели влияния аквариума на организм человека.

Основные понятия и термины : экосистема, природные и искусственные сообщества,цепи питания, экологическая пирамида, абиотические, биотические, антропогенные факторы среды, продуценты, редуценты, консументы.

Планируемые результаты.

Личностные : формирование познавательных интересов, направленных на изучение искусственного водного сообщества, его изменений; осознание и осмысление блока новой информации.

Метапредметные : умение работать с различными источниками информации, преобразовывать её из одной формы в другую, выделять кратко главное, структурировать учебный материал, овладение компонентами исследовательской деятельности, анализ и обобщение полученной информации.

Регулятивные : умение работать по инструкции,планировать время работы; развитие навыков самооценки и самоанализа.

Коммуникативные : умение строить эффективное взаимодействие с одноклассниками в групповой работе.

Предметные : характеризовать и выделять существенные особенности природных и искусственных водных биоценозов; распознавать по живому и наглядному материалу особенности организмов по приспособленности их к жизни в сообществе влияние антропогенного фактора на развитие искусственной системы.

Ход работы .

Опишите аквариум как экосистему, укажите абиотические, биотические факторы среды, компоненты экосистемы (продуценты, консументы, редуценты) ,сравнить с природным пресным водоёмом.

Составьте пищевые цепи в аквариуме.

Какие изменения могут произойти:

а) если в одну из двух банок с дафниями, при одинаковой температуре и освещённости, добавить ряску;

б) если одну часть аквариума с плавающими на поверхности папоротниками освещать лампами накаливания 25 вт, а другую-75 вт;

в) если в аквариуме обитает большое количество рыб.

Сделайте вывод о последствиях изменений в экосистемах.

Заслушать выполнение домашней лабораторной работы (в течение месяца) по влиянию факторов среды на развитие экосистемы (пример: «Влияние температурного режима воды на содержание мальков меченосцев и их развитие».

Инструктивная карточка к лабораторной работе

«Исследование изменений в экосистемах на биологических моделях (аквариум).

Цель : рассмотреть аквариум как пример искусственной экосистемы и проследить изменения, происходящие под воздействием окружающей среды.

Оборудование : аквариум, таблица «Биогеоценоз пресноводного водоёма», учебник 10-11 классов, справочная литература, ксерокопии растительных и животных организмов аквариума.

Ход работы.

1.Определите,какие организмы живут в аквариуме(наблюдения, рисунки)..

2. Составьте возможные пищевые цепи в аквариумной системе (продуценты-консументы-редуценты), используйте конкретные организмы аквариума и ксерокопий.

Объясните, почему исключение из экосистемы аквариума моллюсков и простейших приводит к резкому нарушению её равновесия (простейшие-корм для дафний, моллюски способствуют самоочищению аквариума).

3. Сравните аквариум с естественным водоёмом. Заполните таблицу.

Черты сходства	Черты отличия
	ест. водоём	аквариум
Экосистема
Структура
Видовое разнообразие
Цепи питания
Устойчивость системы
Действующий отбор
Отбирающий фактор

4. Выполните задания по влиянию условий окружающей среды на состояние аквариума.

а). какие изменения могут произойти, если только в одну из двух ёмкостей с дафниями, при одинаковой температуре и освещённости, добавить ряску;(в банке без ряски дафнии погибнут, т.к не будет кислорода).

б) если одну часть аквариума с плавающими на поверхности папоротниками освещать лампой накаливания 25 вт, а другую-75 вт;

измерьте длину листьев, запишите данные в таблицу, определите среднюю величину длины по формуле М=Е (v P) / n , где n -общее число вариант (выберите 20-30 растений) , v – варианта, P –частота встречаемости вариант.

	Лампа 25 вт	Лампа 75 вт

Сделайте вывод о изменчивости растений в связи с разной освещенностью, её влиянии на экосистему.

5).если в аквариуме обитает большое количество рыб

6).Для чего регулярно кормят аквариумных рыбок

7).Как вы думаете, с какой целью в аквариумах применяют компрессор и фильтр.

Сделайте общий вывод о изменениях искусственной экосистемы аквариума под воздействием условий окружающей среды.

Обратите внимание!

Специалисты Пенсильванского университета (США) провели ряд исследований, их результаты:

При наблюдении за аквариумом в течение 10-15 минут снижается давление крови, повысившееся за время наполненного умственной деятельностью трудового дня;

Аквариум довольно эффективно служит стрессовым протектором, отвлекает человека от навязчивых и тревожных мыслей; людям с неустойчивой психикой увлечение аквариумом может принести только пользу;

Человек ни в коем случае не может быть заражён «рыбьими» болезнями, т.к. мы не имеем общих возбудителей заболеваний; может возникать аллергическая реакция на сухой корм, можно не пользоваться им,кстати, это и для рыб будет полезно;

Согласно санитарно-эпидемиологическим данным оптимальная величина влажности воздуха в жилых помещениях при температуре 18-20 должна быть 30-60%, но на самом деле воздух гораздо суше, особенно в зимнее время.И здесь в качестве увлажнителя воздуха может пригодиться аквариум.

Да и вообще. аквариум - это источник здоровья и радости,при правильном его содержании, а не болезней!