负责老师：X老师

大家好，我是本次研学的指导师，X老师，欢迎大家来体验《生态系统——淡水生态系统》的研学课程。淡水是地球的命脉，淡水生态系统将人类与赖以生存的资源联系起来。但是，当河流、湖泊和湿地退化时，清洁的水源减少，难以供养数百万人及其依赖的物种。今天我们一起学习什么是生态系统？什么是淡水生态系统？

二、关于“生态系统”（14分钟）地点：暂定

活动目标：

了解生态系统的概念、组成

活动准备：

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生态系统，简称ECO，是ecosystem的缩写，指在自然界的一定的空间内，生物与环境构成的统一整体，在这个统一整体中，生物与环境之间相互影响、相互制约，并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。生态系统的范围可大可小，相互交错，太阳系就是一个生态系统，太阳就像一台发动机，源源不断给太阳系提供能量。     

 地球最大的生态系统是生物圈；最为复杂的生态系统是热带雨林生态系统，人类主要生活在以城市和农田为主的人工生态系统中。生态系统是开放系统，为了维系自身的稳定，生态系统需要不断输入能量，否则就有崩溃的危险；许多基础物质在生态系统中不断循环，其中碳循环与全球温室效应密切相关，生态系统是生态学领域的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次。

 动态平衡       

生态系统(ecosystem)是由生物群落及其生存环境共同组成的动态平衡系统。生物群落由存在于自然界一定范围或区域内并互相依存的一定种类的动物、植物、微生物组成。生物群落内不同生物种群的生存环境包括非生物环境和生物环境。非生物环境又称无机环境、物理环境，如各种化学物质、气候因素等，生物环境又称有机环境，如不同种群的生物。生物群落同其生存环境之间以及生物群落内不同种群生物之间不断进行着物质交换和能量流动，并处于互相作用和互相影响的动态平衡之中。这样构成的动态平衡系统就是生态系统。它是生态学研究的基本单位，也是环境生物学研究的核心问题。
 生态系统的动态机理，而且对人类的经济活动和受损生态系统的恢复和重建具有重要的指导意义。生态系统(ecosystem)在一定的时间和空间范围内，生物群落与非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的一个相互影响、相互作用并具有自调节功能的自然整体。根据研究目的和对象，划定生态系统的范围。最大的是生物圈，包括地球上的一切生物及其生存条件。小的如一片森林、一块草地、一个池塘都可以看作是一个生态系统。

种类环境       

每一种生物都要从周围的环境中吸取空气、水分、阳光、热量和营养物质。生物生长、繁育和活动过程中又不断向周围的环境释放和排泄各种物质，死亡后的残体也复归环境。所有生物都依照这个规律生活在一个生态系统中。自然界的生态系统大小不一，多种多样，小如一滴湖水、培养着细菌的平皿、小沟、小池、花丛、草地，大至湖泊、海洋、森林、草原以至包罗地球上一切生态系统的生物圈。按类型则有水域的淡水生态系统、河口生态系统、海洋生态系统等，陆地的沙漠生态系统、草甸生态系统、森林生态系统等等。此外，按由来又可分为自然生态系统(如极地、原始森林)，半人工生态系统(如农田、薪炭林、养殖湖)以及人工生态系统(如城市、工厂/矿区、宇宙飞船和潜艇的载人密封舱)。

组成成分

 生态系统的组成成分:非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。其中生产者为主要成分。不同的生态系统有：森林生态系统、草原生态系统、海洋生态系统、淡水生态系统（分为湖泊生态系统、池塘生态系统、河流生态系统等)、农田生态系统、冻原生态系统、湿地生态系统、城市生态系统。其中，无机环境是一个生态系统的基础，其条件的好坏直接决定生态系统的复杂程度和其中生物群落的丰富度；生物群落反作用于无机环境，生物群落在生态系统中既在适应环境，也在改变着周边环境的面貌，各种基础物质将生物群落与无机环境紧密联系在一起，而生物群落的初生演替甚至可以把一片荒凉的裸地变为水草丰美的绿洲。生态系统各个成分的紧密联系，这使生态系统成为具有一定功能的有机整体。     

 生物与环境是一个不可分割的整体，我们把这个整体叫生态系统。

无机环境
 无机环境是生态系统的非生物组成部分，包含阳光以及其它所有构成生态系统的基础物质：水、无机盐、空气、有机质、岩石等。阳光是绝大多数生态系统直接的能量来源，水、空气、无机盐与有机质都是生物不可或缺的物质基础。

生物群落       

生产者（producer）       

生产者在生物学分类上主要是各种绿色植物，也包括化能合成细菌与光合细菌，它们都是自养生物，植物与光合细菌利用太阳能进行光合作用合成有机物，化能合成细菌利用某些物质氧化还原反应释放的能量合成有机物，比如，硝化细菌通过将氨氧化为硝酸盐的方式利用化学能合成有机物。       

生产者在生物群落中起基础性作用，它们将无机环境中的能量同化，同化量就是输入生态系统的总能量，维系着整个生态系统的稳定，其中，各种绿色植物还能为各种生物提供栖息、繁殖的场所。生产者是生态系统的主要成分。       

生产者是连接无机环境和生物群落的桥梁。   

分解者（decomposer）       

分解者又称“还原者”它们是一类异养生物，以各种细菌（寄生的细菌属于消费者，腐生的细菌是分解者）和真菌为主，也包含屎壳郎、蚯蚓等腐生动物。       

分解者可以将生态系统中的各种无生命的复杂有机质（尸体、粪便等）分解成水、二氧化碳、铵盐等可以被生产者重新利用的物质，完成物质的循环，因此分解者、生产者与无机环境就可以构成一个简单的生态系统。分解者是生态系统的必要成分。       

分解者是连接生物群落和无机环境的桥梁。       

消费者（consumer）       

消费者指以动植物为食的异养生物，消费者的范围非常广，包括了几乎所有动物和部分微生物（主要有真细菌），它们通过捕食和寄生关系在生态系统中传递能量，其中，以生产者为食的消费者被称为初级消费者，以初级消费者为食的被称为次级消费者，其后还有三级消费者与四级消费者，同一种消费者在一个复杂的生态系统中可能充当多个级别，杂食性动物尤为如此，它们可能既吃植物（充当初级消费者）又吃各种食草动物（充当次级消费者），有的生物所充当的消费者级别还会随季节而变化。       

一个生态系统只需生产者和分解者就可以维持运作，数量众多的消费者在生态系统中起加快能量流动和物质循环的作用，可以看成是一种“催化剂”。

 时间结构       

生态系统随时间的变动结构也发生变化。一般有3个时间长度量，一是长时间度量，以生态系统进化为主要内容；二是中等时间度量，以群落演替为主要内容；三是短时间度量。

营养结构       

生态系统各要素之间最本质的联系是通过营养来实现的，食物链和食物网构成了物种间的营养关系。       

生态系统类型众多，一般可分为自然生态系统和人工生态系统。自然生态系统还可进一步分为水域生态系统和陆地生态系统。人工生态系统则可以分为农田、城市等生态系统。
       

营养关系     

 生态系统中，生产者与消费者通过捕食、寄生等关系构成的相互联系被称作食物链；多条食物链相互交错就形成了食物网。食物链（网）是生态系统中能量传递的重要形式，其中，生产者被称为第一营养级，初级消费者被称为第二营养级，以此类推。由于能量有限，一条食物链的营养级一般不超过五个。

 生态金字塔       

生态金字塔是以面积表示特定内容，按营养级至下而上排列形成的图示，因其往往呈现金字塔状，故名。常用的有三种：能量金字塔、生物量金字塔、生物数量金字塔。

 物质循环       

生态系统的能量流动推动着各种物质在生物群落与无机环境间循环。这里的物质包括组成生物体的基础元素：碳、氮、硫、磷，以及以DDT为代表的，能长时间稳定存在的有毒物质；这里的生态系统也并非家门口的一个小水池，而是整个生物圈，其原因是气态循环和水体循环具有全球性，一个例子是2008年5月，科学家曾在南极企鹅的皮下脂肪内检测到了脂溶性的农药DDT，这些DDT就是通过全球性的生物地球化学循环，从遥远的文明社会进入企鹅体内的。

生产系统       

生态系统健康与服务功能产品生产系统主要实现生态系统评价参数的生产功能，主要包括植被指数、叶面积指数、草场状况、辐射计算、地表温度、比辐射率、地表蒸腾与蒸散量以及生态系统生产力等参数的计算，并结合上述参数及相关模型方法实现草场承载力评价功能。系统同时提供地图制作功能，将本系统生产的产品或其他系统产品制作专题图并输出为图片或打印输出。本系统相关健康与服务功能产品的生产，为生态系统健康度评价提供数据基础。

生态价值     

 生态价值是区别于劳动价值的一种价值。指的是空气、水、土地、生物等具有的价值，生态价值是自然物质生产过程创造的。它是“自然-社会”系统的共同财富。无机环境的价值是显而易见的，它是人类生存和发展的基础，而随着日益严重的环境问题，生物多样性的价值也逐渐被人类发现。

稳定性     

 作为一个独立运转的开放系统，生态系统有一定的稳定性，生态系统的稳定性指的是生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，生态系统稳定性的内在原因是生态系统的自我调节。生态系统处于稳定状态时就被称为达到了生态平衡。生态系统发育具有阶段性，即具有相对稳定的暂态，这些暂态之间的变化称之为稳态转化，这是一种从量变到质变的生态系统突变过程。

三、淡水生态系统（10分钟）地点：暂定

活动目标：

什么是淡水生态系统，淡水生态系统的影响，保护淡水系统

活动准备：

PPT  

地球表面的大部分(约70%)被水覆盖，但不是所有的水都是淡水。只有3.5%是淡水，其余96.5%是以海洋形式存在的盐水。

淡水生态系统是地球水生生态系统的一部分，指在淡水中由生物群落及其环境相互作用所构成的自然系统。它们包括湖泊、池塘、河流、小溪、泉水、沼泽和湿地。淡水生态系统具有易被破坏、难以恢复的特征。

淡水生态系统可以根据不同的因素进行分类，包括温度、光透度、养分和植被。它有三种基本类型：静水(流动缓慢的水，包括水池、池塘和湖泊)，流动水(流动较快的水，例如小溪和河流)和湿地(土壤至少有一段时间被饱和或淹没的地区)。

与其他生态系统相比，淡水生态系统的物种多样性非常丰富。它占地球表面不到1%，却为超过25%的脊椎动物提供了家园，包含了世界上41%的已知鱼类物种。

淡水生态系统的特征：

·各种植物和动物的栖息地，其中一个主要原因是它在营养和矿物质方面相当丰富。

·与海洋生态系统不同的是其含盐量更少。

·温度取决于位置、季节和水深等因素。

·在夏季，它的温度通常在30-71华氏度之间。而在冬天，温度在35-45华氏度之间。

·大小和形状取决于位置、覆盖面积和水体深度。

·底部有沉积物。在平缓流动的淡水水体或静止的水体中，沉积物仍然存在。

·各种动植物提供了适宜的生境。

淡水生态系统提供许多重要的商品和服务，包括提供食物、清洁水、建筑材料以及控制洪水和侵蚀。世界上许多最贫穷社区的生计依赖淡水生态系统的资源。

淡水生态系统是一个相互作用的系统，在这个系统中，生物物种及其生长和适应，以及与之相关的生物生产力、营养循环和内陆水生微生物、植物和动物群落之间的能量流动与它们的环境相结合。

保护淡水生态系统

淡水是地球的命脉，淡水生态系统将人类与赖以生存的资源联系起来。但是，当河流、湖泊和湿地退化时，清洁的水源减少，难以供养数百万人及其依赖的物种。

大量取水、污染、湿地排水和河道化、森林砍伐导致沉积、入侵物种的引入和过度采伐等威胁都对淡水生物多样性产生了重大影响。

•淡水物种受到的严重威胁可能比海洋和陆地系统中的物种更严重。

•需要提高公众对淡水物种威胁的认识。淡水物种在很大程度上不为公众所知，人们也没有很好地认识它们的魅力和价值。

•淡水物种提供重要的生态系统服务，包括提供蛋白质和支持世界上一些最贫困社区的生计。

•水资源管理必须考虑到淡水物种的需求。这种方法包含在“环境流动”概念中，旨在确保有足够的水来维持环境、经济和社会效益。

•保护区的设计必须保护淡水物种，并采用流域保护原则。

四、制作淡水生态瓶（30分钟）地点：暂定

活动目标：

动手制作淡水生态瓶

活动准备：

镊子、透明玻璃瓶、水草泥、雨花石、海树枝、小水兰一颗、蜈蚣草两段

接下来我们要制作淡水生态瓶，先看一下制作方法：

1.确认制作所需材料工具齐备。镊子、透明玻璃瓶、水草泥、雨花石、海树枝、小水兰一颗、蜈蚣草两段。

2.打开玻璃瓶瓶塞，倒入水草泥，水草泥厚度应在3~3.5cm，轻摇玻璃瓶使水草泥平整。

*水草泥是专门为培养水草而研发的固体颗粒状基质，富含矿物质及其它微量元素，同时可以起到调节水中PH、硬度等作用，其效用是缓释型的，效果一般可持续2年左右。

3.在水草泥上铺设雨花石，雨花石应完全盖没水草泥。

*雨花石主要起到固定水草泥及装饰作用，防止在换水时水流直接冲击水草泥导致其扬起、浑水等情况。

4.选取大小合适的海树枝，长度应为瓶身高度的三分之二左右，用力插入水草泥中，保证海树枝稳固。

*海树枝为装饰性材料，选用的是进口天然海树，精挑细选，营造出美轮美奂的水下世界。

5.选取合适长度的蜈蚣草，长度应控制在瓶身的二分之一到三分之二，并将水草最下端4厘米左右的叶片全部摘除，再使用镊子夹住水草根部末端，定植于水草泥中，然后将小水兰以相同方法定植于水草泥中。

*生态瓶中选择的水草为人工驯养的全水下叶植株（市面上售卖的多为水上叶植株），可以完全适应水下环境。其品种也经过挑选，在兼顾观赏性的同时也更适用于生态瓶的水环境，同时可以起到净化水质，为其他生物供氧的作用。

摘除根部多余叶片

6.向生态瓶中加入生态培养水，加水过程中注意在加水初期用手进行引流，防止水流过猛冲击雨花石和水草泥。水位控制在离瓶口1.5~2cm的位置。

*生态瓶中一般使用专用的生态培养水，其各项水质环境因子都为最佳配比，且富有稳定的微生物群落，有助于动植物的生长及水环境的稳定，极大的延长生态瓶的自然寿命。

7.用镊子调整水草的姿态，避免水草互相缠绕。

8.添加适量的鱼和虾，一般最佳数量为三条鱼、两只虾。

*生态瓶中养殖的鱼、虾都为人工驯养三代以上的优质生物，且经过人工筛选，其在温度波动、低氧、饥饿、恶劣水质的耐受性上远高于同类品种。

捞小鱼的时候要轻柔一些

注意事项

1.为了更好的促进生态瓶内外氧气交换，延长生态瓶自然寿命，应尽量打开瓶塞。

2.生态瓶应置于室内阴凉处，室内散射光足以维持水草生长，切勿放于阳光照射处。

3.生态瓶最宜生长温度为18～22℃，剧烈的温度变化也容易引起生物死亡。

4.自然生物出现个别的意外死亡为正常现象，如发现生态瓶中出现水生生物或植物死亡，应及时捞出，以免污染水质。

5.如瓶中水量蒸发可添加“饮用水”进行补充。

日常维护

1.每周给水生生物喂食一次，喂食量为小鱼在半分钟内吃完，需慢慢添加。

2.每半个月使用专用换水器吸出底层沉积物（排泄物等）与三分之一左右的底层水，再加入适当的“饮用水”作为补充，总换水量尽量不大于二分之一。

3.如缸壁上生长出绿藻等微藻，可用专用清洁棒去除，建议在换水前进行，换水时尽量吸出悬浮的藻团。

你们每人另一份材料和工具后就可以动手制作了，有什么问题都可以举手问老师哦！

制作完成的同学可以把自己的作品带上来拍照。

五、收获与分享（5分钟）

同学们真棒，今天我们了解了淡水生态系统，谁可以和老师分享一下收获和感想？

说的不错，今天的家庭任务是，养护自己的淡水生态瓶，并做一份养护记录表，记录生态瓶发生的变化！

六、结束语

今天的研学课程到这里就结束啦！非常感谢同学们陪老师度过的愉快时光，期待我们下次再见！

七、课程反思