生态缸是一种自给自足的微型生态系统,它将自然界的一角封存在透明(玻璃)容器中,许多人对此乐此不疲,不停将不同的生物放入其中,创造出各种各样的生态缸。
如果选择的动物、植物比较优秀,配置的环境和条件也很合适的话,生态缸中那些肉眼可见的植物和动物可以独立生存很长时间。
那么有趣的问题的是,生态缸中的植物或者动物到底可以存活多少时间?生态缸可以永久保持生态平衡状态吗?
其实,大部分生态缸都无法存活太长时间,通常在几个月内动植物就会失去生机,但是有些生态缸可以维持很长时间。
已知最古老的生态缸是下面这个:
这个生态缸是一个名叫大卫·拉蒂默(David Latimer)英国人在1960年的复活节配置的。
当时生态缸的概念还不流行,但是英国正在掀起一阵瓶栽花园热潮,人们喜欢将植物种植在玻璃瓶中。
大卫出于好奇,在一个容量大约10升左右的球形大玻璃瓶中放入了一些泥土,然后用铁丝把一株紫露草属(Tradescantia)植物小心地送入瓶底。
开始的时候,瓶子并没有密封,他会给瓶中植物浇水,但是1972年的时候他完成最后一次浇水,随后用软木塞将瓶口彻底密封,并涂上了密封胶,一直持续到今天都没有打开过。
也就是说,这个生态缸至今已经维持了54年,而里面的植物依然完好地生长着。
大卫在接受采访时表示,这个生态缸一直放在家里的同一个位置,距离窗户大约2米,只能接收到间接的阳光。
他偶尔会转动瓶子,以确保光照均匀,除此之外,这个生态缸无需任何照料。
同时大卫也表示,这个生态缸大多时候都是无趣的,因为它在一周或一个月内都不会出现明显变化。
至于为什么这个生态缸能够维持如此长时间,是因为生态缸完成了一个自给自足的生态循环闭环。
封闭式玻璃容器形成自身的水循环,水分蒸发或者通过植物叶片释放到空气中,随着温差水蒸气在玻璃壁凝结会重新回到土壤中。
植物的存在制造了碳循环,植物白天通过光合作用产生氧气,并在夜晚通过呼吸作用吸收氧气和释放二氧化碳,另外土壤中的微生物也会吸收氧气和释放二氧化碳,这些二氧化碳正好被植物在白天利用、固定。
土壤中的微生物则让氮、磷、钾循环也成为可能,植物的落叶在土壤中细菌和其它微生物的作用下自然分解,形成植物能够吸收的营养,并重新被植物吸收。
所以,只要给予一定的光照,输入相应的能量,让这一切循环起来就可以了。
值得一提的是,这个生态循环能够长期稳定维持最关键的因素,还是这个生态缸足够简单,里面没有我们肉眼可见的动物。
一旦将体型较大的动物放入其中,一切就会变得非常复杂。
动物可能会在短时间内将植物完全吃光,或者通过其它形式彻底打破生态平衡,并让其无法恢复到理想水平。
所以,只要有体型较大动物参与其中的生态缸,基本就难以维持很长时间。
由于生态缸很可能就是未来人类深空旅行的生存环境,所以历史上已经有人尝试过将人类放入生态缸的实验。
这个实验就是著名的生物圈二号,该实验于20世纪90年代在美国亚利桑那州进行,整个生态缸占地1.3万平方米,并完全处于封闭状态。
△ 生物圈2号,现在对外开放,©Johndedios
之所以取“二号”这样奇怪的名字,是因为科学家把地球比作了“生物圈一号”,而实验建立的这个密封生态圈就是完全模拟地球的,里面包含了热带雨林、稀树草原、海洋、沼泽、沙漠和人类农田等。
一切建立完成之后,8个科学家进入其中生活,他们在里面一切都要自给自足。
然而,生物圈二号失败了!
△ 实验中的科学家在测量突然湿度
氧气最早出现了问题,科学家入驻没多久,氧气水平就从正常的21%锐减到14.5%——这相当于海拔4000米高原的缺氧状态。
之后就是昆虫大灭绝,所有的授粉昆虫在氧气下降后灭绝,但是蟑螂和蚂蚁却疯狂生长,这导致农作物产量大打折扣。
最终,8个科学家在里面痛苦的生活两年之后,这个实验就不得不宣布以失败告终。
据信,8个科学家几乎没有吃过一顿饱饭,最后甚至连留种的粮食都吃掉了,当他们出去的时候体重平均下降了11%到27%。
总的来说,将越大的动物放入生态缸中,情况就会越复杂,而任何一个环节出了问题,最终都会导致整个生态缸崩溃。
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