Научно - исследовательская работа Тема: «Замкнутая экосистема в банке»

      Муниципальное дошкольное образовательное автономное учреждение

 «Детский сад № 124 «Василек» г. Орска"

Научно - исследовательская работа

Тема: «Замкнутая экосистема в банке»

Выполнили:

Солопов Матвей Евгеньевич,

воспитанник 11 группы «Теремок»

Руководитель:

 Солопова Ольга Сергеевна

Нугаманова Альфия Ураловна,

воспитатель 11 группы «Теремок»,

Орск, 2019

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………...……………………….3

1.                 Понятие замкнутой экосистемы…………………………………...…….5

1.1 История создания замкнутых экосистем..…………...………………...….…..6

1.2 Важность экспериментов по созданию замкнутой экосистемы для человека…………………………………………………………………………7

2.                 Практическая часть …………………………………………………....…8

 2.1 Подготовка к созданию экосистемы в банке ...……………………………...8

 2.2   Алгоритм создания экосистемы в банке…………………………………....9

 2.3   Наблюдение за экосистемой ………………………………………………10

Заключение………………………………………………………………………13        Список литературы ……………………………...……………………………..14

3

Введение

Выбор этой темы не случаен. С самого моего рождения, мои родители вместе со мной проводили время на даче. Подрастая я все больше стал интересоваться и задавать вопросы маме, и папе «Как появляются растения?», «Почему летом листья зеленные, а осенью разноцветные?».

Дома у нас тоже растут много разных цветов, я помогаю маме ухаживать за ними: поливаю или опрыскиваю сверху водой.

И когда в этом году мы решили вновь выступить с работой на конкурсе, папа предложил мне самому вырастить растение, но усложнив задачу, вырастить не просто в горшке, а в закрытой банке. То есть создать искусственную экосистему и доказать, что в закрытом пространстве растения могут жить и развиваться.

Гипотеза – в закрытой банке можно создать экосистему, которая будет существовать без доступа воздуха длительный период времени.

Вместе с мамой я стал изучать этот вопрос и выяснил, что все живые организмы на Земле являются частью огромной экосистемы – биосферы. В ней прослеживаются тесные взаимосвязи между живыми организмами и окружающей средой.

Как же создать в банке свою собственную замкнутую экосистему? Смогу ли я это сделать самостоятельно? Как следить за тем, все ли идет хорошо в моей экосистеме? Что сделать, чтобы растения в банке без доступа кислорода не погибли? И вообще – возможно ли такое? На эти и некоторые другие вопросы, я постарался ответить в своем исследовании.

Предмет исследования – замкнутая экосистема в домашних условиях.

Цель исследования – изучить возможность создания и существования замкнутой экосистемы в домашних условиях.

Задачи исследования:

·       Выяснить, возможно ли сделать замкнутую экосистему в домашних условиях;

·       Изучить эксперименты по созданию замкнутой экосистемы;

·       Выяснить какое значение они могут иметь для науки и жизни человека;

4

·       Найти информацию по созданию замкнутой экосистемы в домашних условиях и воплотить её в жизнь.

Методы исследования:

·       Изучить и проанализировать литературу по данной теме.

·       Смоделировать (создать) замкнутую экосистему в банке, описать ее.

·       Наблюдать за экосистемой.

·       Проанализировать, обобщить и сделать выводы.

5

1. Понятие замкнутой экосистемы

Первым делом хочется остановиться на том, что такое экосистема.

Ввёл понятие экосистемы английский учёный А. Тенсли.

Экосистема, или экологическая система — биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов, среды их обитания, системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними.

 (Рисунок 1)

Но если говорить простым языком, понятным для ребенка, то экосистема – это определённая среда обитания, образованная живыми организмами. Это может быть атмосфера, почва, лужа, море, река или целый океан — это все естественные экосистемы. В рамках одной экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие.

Замкнутая экосистема — экосистема, не предполагающая какого-либо обмена веществом с внешней средой.

По происхождению экосистемы можно условно разделить на естественные экосистемы и искусственные. Естественные экосистемы создавались самой природой под действием условий среды – леса, луга, болота, реки, океан и т.д. Искусственные экосистемы создаются человеком и без его вмешательства они не

6

очень устойчивы, и поэтому долго существовать не могут – поле с посадками, сады, парки, искусственные водоемы.

1.1.   История создания замкнутых экосистем.

Дэвид Латимер посадил в бутылку традесканцию и на протяжении вот уже более 55ти лет не открывал ее.

(Рисунок 2)

За это время растение не только не погибло, а образовало собственную экосистему. Питание традесканции производилось за счет собственного перегноя. А рост растения - из-за производимого ею кислорода. Полив отсутствовал. Так как увлажнение производилось конденсатом. Латимер объясняет, что в бутыли создалась собственная самодостаточная мини-экосистема. Растение получает немного света, которого хватает для фотосинтеза и выработки энергии, необходимой для роста.

Так же до сегодняшнего дня люди пытаются создать замкнутую экосистему, способную обеспечивать жизнь человека. Но это уже более сложные и трудоемкие экосистемы, которые должны учитывать огромное множество особенностей жизни человека на земле – это не только возможность дышать кислородом в условиях замкнутой экосистемы, но и возможность воспроизводить питание – растеневодство, животноводство и т.д. «Биос-3», «Биосфера-2» и «Юэгун-1» - это советский, американский и китайский проекты замкнутых биологических систем жизнеобеспечения.

7

Китайский «Юэгун-1» еще не полностью завершённый, но уже видно, что удачный проект. Два завершенных: американский «Биосфера-2» - окончившийся провалом, но давший много научной информации, и «Биос-3»-самый удачный и до сих пор не превзойденный проект советских ученых. Этот проект позволил экипажу из 3 человек жить в замкнутом пространстве в течении 6ти месяцев и жизнь была наиболее всего приближена к жизни на Земле – по воде и газу жизнь была похожа на жизнь на Земле на 100%, по пище – на 50%.

(Рисунок 3)

1.2. Важность экспериментов по созданию замкнутой экосистемы для человека.

В  первую очередь все эксперименты по созданию замкнутых экосистем для человека были созданы с целью освоения космоса, где людям пришлось бы провести длительное время без привычных для них условий – воздух, вода, пища и т.д.

Но мне кажется, что создание небольших замкнутых экосистем в домашних условиях дает возможность нам задуматься об экологии – что все в мире взаимосвязано между собой – чистая вода в водоемах, кислород, необходимый для нашей жизни, пища, которую мы едим!

8

2.    Практическая часть.

Цель нашего исследования изучить возможность создания и существования замкнутой экосистемы в домашних условиях. Создать свой собственный микромир в банке!

Для начала нам необходимо было понять, что нужно для создания экосистемы в домашних условиях, составить список и собрать все необходимое. Так же интересным будет понять, дорогостоящая ли будет экосистема в своем создании и обслуживании:

							Таблица 1.

Наименование	Для чего				Стоимость
Сосуд (большая стеклянная банка с крышкой)	Это закрытая		емкость	для	85 рублей
	экосистемы
Почва	специальный грунт				Специальный грунт – около 50 рублей
Мох	Влаголюбивое растение с огорода				бесплатно
Клевер красный	Быстрорастущее, неприхотливое, влаголюбивое растение				Пакетик семян – 105 рублей
Совок	Для отсыпки грунта				Бесплатно
Пульверизатор	Распылитель-бутылка для полива растений				35 рублей

2.1.   Подготовка к созданию экосистемы в банке.

После того, как мы составили список всего необходимого, мы приступили к тому, что собрали все это по нашему списку.

(Рисунок 4)

9

Во-первых, для посадки мне потребовалась закрывающаяся ёмкость. Не слишком большая, чтобы в условиях квартиры я мог разместить ее на подоконнике, чтобы растениям был доступен солнечный свет. Во-вторых - земля. Можно взять обычную землю – чистую из леса, например, или купить в магазине землю для комнатных растений. В этом случае необходимо будет смешать ее с песком и добавить дренажные камни, что бы условия были приближенными к естественным. Дренаж в этом случае будет регулировать уровень влаги в сосуде. Так же на наше решение повлияло то, что живем мы в городе, а тут не так уж просто найти чистый грунт – везде почва загрязнена человеком и домашними животными.

В-третьих - растения. Мы выяснили, что для закрытых систем лучше всего брать влаголюбивые. В моем случае – мох и клевер. Можно брать любые растения - это может быть папоротник, хлорофитум и т.д. Мох мы взяли на огороде у бабушки, а семена клевера купили.

2.2.  Алгоритм создания экосистемы в банке.

После того, как мы все приготовили по списку, мы заполнили нашу банку грунтом и растениями.

(Рисунок 5)

Теперь возникла необходимость полить наши растения. Это самая сложная часть моего эксперимента, так как совершенно непонятно, сколько нужно добавить воды в сосуд. Я взял пульвериза́тор (лучше аккуратно распылять воду, чтобы не размыть грунт и не повредить растения) и опрыскал до такой степени, что бы визуально грунт казался влажным.

10

(Рисунок 6)

Потом мы закрыли крышку, поставили банку на окно и стали наблюдать.

2.3.  Наблюдения за экосистемой.

Вода на следующий день после создания экосистемы стала испаряться и оседать на стенке сосуда. Но мы не открывали банку, так как потом она снова стекала вниз. За неделю мы поняли, что мы сразу угадали с количеством воды и мне ничего не пришлось добавлять в банку, или наоборот – открывать банку, чтобы излишки воды испарились. На примере моей экосистемы можно наблюдать то, как осуществляется круговорот в самой природе.

График 1.

 

11

В       солнечные дни испарение происходит от нагрева сильнее и конденсата образуется чуть больше, но потом он снова оседает и питает наши растения.

 (Рисунок 7)

В результате наблюдений мы увидели, что через тря дня проклюнулись семена клевера, а через неделю появились первые листочки.

(Рисунок 8)

Но уже через две недели, мы стали замечать, что клевер начал гнить, а вот мох, наоборот, начал набирать силу, стали появляться ярко-зеленные листочки.

Как оказалось, условия, которые образовались в банке, были не пригодны для клевера (сильная влажность). На стенках банки появились капли воды (конденсат), что показывает обмен веществ у растений: дыхание, фотосинтез (солнышко дает питание растениям), испарение (круговорот воды в экосистеме). Получается, что мох сам себя питает: поглощая кислород, он его выделяет.

12

(Рисунок 9)

Сейчас моей системе уже почти один месяц. Мох не погиб и стал пышнее и зеленее, через прозрачные стенки банки видно, как он разрастается и становится красивого ярко-зеленого цвета. Также, мы видим, что некоторые ростки клевера остались

В       будущем мне предстоит увидеть, как растения сами себя питают – листья будут опадать, перегнивать и служить подпиткой для новых ростков.

13

Заключение

Таким образом, наблюдая за моей замкнутой домашней экосистемой я смог увидеть, что внутри нее образуется микрофлора - употребление углекислого газа растениями, выработка кислорода и круговорот воды. Это как маленькая планета со своими условиями, в которых одни виды могут погибнуть, а другие процветать на протяжении долгого времени. Глядя на изменения внутри экосистемы, мы можем представить многие процессы жизни на Земле.

Люди к природе относятся сейчас пренебрежительно и не задумываются над тем, на сколько важно ее охранять и оберегать. Когда-то природные ресурсы могут закончиться, и человек окажется не готов к этому. На примере моей замкнутой экосистемы можно увидеть, что человек способен воссоздавать природные ресурсы и в замкнутых пространствах, и при наличии неблагоприятных условий для окружающей среды. Возможно, в будущем это поможет человеку в освоении космоса, в организации жизни в неблагоприятных районах Земли или даже в освоении других планет!

Моя гипотеза о том, что в закрытой банке можно создать экосистему, которая будет существовать без доступа воздуха длительный период времени полностью подтвердилась.

В       дальнейшем я планирую глубже изучать этот вопрос и наблюдать за своей экосистемой, записывая свои наблюдения и выводы.

А закончить свою работу мне хотелось бы словами, которые до сих пор сохранились на стенах уже ставшей музеем Биофсферы-2: «Только здесь мы почувствовали, насколько зависим от окружающей природы. Если не будет деревьев — нам нечем будет дышать, если вода загрязнится — нам нечего будет пить».

14

Список литературы

1.     Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: В 2 т. - М.:Мир, 1993.

2.  Одум Ю. Экология: В 2 т. - М.: Мир, 1986.

3. Реймерс Н. Ф. Охрана природы и окружающей человека Среды: Словарь-справочник. - М.:Просвещение, 1992. - 320 с.

Интернет – источники:

1.     http://fb.ru/article/190326/vidyi-ekosistem-obschaya-harakteristika-ekosistem

2. http://aftershock.su/?q=node/299518

3. http://www.slovco.ru/chudo/p/PESCHERA-MOVILE-66283.html

4. https://ru.wikipedia.org Источники

5. https://theoryandpractice.ru/posts/7613-biosphere