Маленькая искусственная экосистема аквариума. Как работает закрытая экосистема аквариума?

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.

Виды экосистем 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 это экосистема 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 биологических систем — 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 воды, pH 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. Органические соединения 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.

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.

Для сохранения устойчивости экосистемы в аквариуме необходимо при любых попытках вмешательства подумать — не навредит ли это равновесию.

Мне нужен аквариум, за которым не нужно ухаживать

Мне нужен самоочищающийся аквариум с замкнутым циклом.

Такие обращения мы слышим довольно часто. Но я не могу припомнить ни одного случая фактической реализации аквариума, не требующего внешнего ухода. Почему. И вообще, возможен ли такой аквариум?

Возможен. Но дело в том, что аквариум в виде замкнутой системы больше всего напоминает «Неуловимого Джо» из старого анекдота. На самом деле, он никому не нужен.

Законы природы одинаковы и в аквариуме, и в природном водоеме. И биомасса каждого следующего звена пищевой цепочки всегда будет гораздо меньше биомассы предыдущего. Поэтому в аквариуме замкнутого типа должно быть много растений, в том числе и низших растений — водорослей, немного рачков, улиток, червячков и совсем мало рыбок, причем в основном рыбки должны быть растительноядными. При этом растения имеют обыкновение расти там, где им удобно, в зависимости от освещенности и питательности грунта. И совсем не заботятся о том, чтобы, располагаясь живописными группами, услаждать глаз наблюдателя. Водоросли (низшие растения) являются очень эффективными и неприхотливыми продуцентами питательных веществ, но выглядят они как тина или зеленый/бурый налет. Кроме того, с точки зрения водорослей, стеклянные стенки аквариума — это хорошо освещенный субстрат, который сам бог велел покрыть сплошным покровом.

Короче говоря, когда мы хотим стабильный аквариум, не требующий ухода, мы не договариваем самое главное требование. На самом деле нам нужен декоративный аквариум, не требующий ухода. А это совсем другое дело. Требования декоративности и автономности противоречат друг другу, и нам ещё не встречались заказчики, отказавшиеся от декоративности ради автономности.

Разумеется, возможны компромиссы, но как это всегда бывает, чем-то приходится жертвовать. Чем красивее аквариум, тем больше он требует ухода. Но разве в жизни бывает иначе.

Обзор Аквафермы: рыбные сады на подоконнике

Акваферма – «умный» аквариум, совмещённый с мини-фермой для выращивания растений. Получается особая замкнутая экосистема: аквариум подпитывает растения, а растения фильтруют и очищают воду из аквариума. Это интересный на первый взгляд синтез, который должен упростить обслуживание аквариума и позволить выращивать зелень (например, салат к столу).

Производитель говорит о том, что всё необходимое для старта уже есть в комплекте аквафермы, и осталось только «добавить рыбку». Посмотрим, как выглядит процесс запуска на практике, так ли система удобна и как всё точно сделать правильно.

Технические характеристики

Объем резервуара	11 л
Размеры	30,5 х 29,5 см
Вес	3,5 кг
Материал резервуара	акрил
Материал поддона для растений	полипропилен
Мощность насоса	1,8 Вт

Распаковка и комплектация

Итак, поставляется акваферма в коробке с ручкой, так что забирать из магазина её будет удобно, учитывая, что она не тяжёлая.

Вся комплектация находится внутри лотка для растений, в самом аквариуме находится только руководство пользователя.

Комплектация у аквафермы следующая:

• Резервуар 11л • Лоток-поддон для растений • Насос для фильтрации • Резиновая трубка для насоса • Грунт на дно – гравий • Кондиционер дехлоратор для воды, 50 мл • Корм для рыб, гранулы, 5 г • Горшок для растений – 5 штук • Субстрат для горшков – керамзит • Семена, 4 пакетика по 20 г (в моём случае: пшеница, чечевица, гречка, лён) • Руководство пользователя

На первый взгляд, действительно, есть всё, что понадобится на первых порах. Производитель даже позаботился о флаконе дехлоратора для водопроводной воды, для быстрого старта аквафермы. Не понадобится покупать и корм для рыбки – уже есть солидный запас универсального гранулированного корма. Гранулы мелкие, поэтому подходят для любых размеров рыб.

Инструкция также очень подробная – пошагово расписан процесс запуска аквафермы, описаны основные нюансы. Разобраться с этим сможет даже ребёнок.

Подготовка к запуску

Первое, что необходимо сделать, это определиться с водой для аквариума. Есть два пути – её можно отстоять в открытой ёмкости минимум сутки (чтобы хлор выветрился), или воспользоваться кондиционером, чтобы вода была готова почти сразу. Поскольку в комплекте есть дехлоратор, выберем второй способ. Тем более, кондиционер вроде как помогает нейтрализовать соли тяжёлых металлов. Вода для этого набирается обычная, из-под крана. Использовать фильтрованную воды не рекомендуется из-за изменения минерального состава.

На 11 л необходимой нам воды будет достаточно одного колпачка кондиционера. Воду нужно перемешать, и можно заливать в наш резервуар. Наполнять его нужно до матовой полоски на корпусе.

Далее – нужно установить насос. Крепим его на заднюю стенку аквариума с помощью присосок. Главное не забыть установить на насосе минимальную мощность. Сбоку у него есть поворотный регулятор.

Крепим на отвод резиновый шланг из комплекта, чтобы перекачивать воду наверх, и размещаем насос примерно чуть ниже средней глубины, сбоку.

Попутно нужно подготовить для использования грунт. В нашем случае – это гравий с кусочками белого мрамора. Его нужно тщательно промыть горячей водой от мелких фракций, пыли и посторонних включений. Также можно ошпарить его кипятком, чтобы минимизировать риск бактериального загрязнения нашей фермы.

Гравия в комплекте совсем немного – едва хватает покрыть дно тонким слоем. Так что, можно добавить свои элементы декора – камни с моря, ракушки и прочее.

Далее нужно подготовить верхнюю часть фермы, лоток с растениями и горшки.

Сборка блока для растений

Первым делом промоем поддон для растений. Далее повторим процедуру промывания с наполнителем для горшков – керамзитом. В нём обычно всегда много пыли, так что промывать придётся долго и тщательно. Отлично поможет в этом деле дуршлаг или сито.

Рассыпаем керамзит по горшочкам – его хватает аккуратно на 5 штук.

Поддон для растений – главное связующее звено аквафермы, мостик между миром рыб и миром корней растений. Конструкция, несмотря на это, достаточно незатейливая — есть окошко для шланга насоса, вода по которому наливается в поддон, и попадает обратно внутрь резервуара через два отверстия, выполненных на высоте примерно 2 см.

Таким образом, корни растений должны находится в аквариумной воде и удалять из неё продукты жизнедеятельности рыбки, после чего очищенная вода медленно поступает обратно в аквариум.

Не предусмотрено крепление для шланга насоса – заужения специального паза для трубки недостаточно, чтобы его зафиксировать. Однако из ситуации можно найти выход с помощью кусочка керамзита.

Теперь – устанавливаем горшки на поддон, и готовимся к посадке первых семян.

На выбор у нас есть 4 пакетика. В моём случае, это гречка, чечевица, пшеница и лён. Достаточно странный выбор растений, возможно, это сделано из-за размеров этих семян – они все крупные (кроме льна), и не будут проскальзывать между керамзитом. Если вы хотите посеять что-то своё, то стоит обратить внимание на этот момент – слишком мелкие семена просто вымоет из горшка и унесёт в аквариум.

Сажать семена нужно в первый слой керамзита, не сильно из заглубляя. Можно просто выкладывать их на поверхность.

Итак, семена высажены, вода залита, можно включать насос и запускать акваферму (производитель рекомендует отключать насос несколько раз в неделю на ночь для продления срока его службы). Я решил немного подождать, пока семена прорастут и установится баланс в системе, и запустить рыбку уже после этого.

Запуск рыбки, первая неделя после старта

Итак, прошло около недели, семена быстро взошли. Не проросла почему-то сразу пшеница, и руккола, которую я посеял в крайний правый горшок. Рукколе нужно просто больше времени, а семена пшеницы почему-то всходить отказались и покрылись плесенью, пришлось засеять горшок повторно. Тем не менее, пора запускать обитателей в нижний резервуар аквафермы.

Перед запуском рыбки рекомендуется разместить в аквариуме декорации – это могут быть камни, гроты-убежища или что-то подобное. Нужно это для того, чтобы рыбка имела своё убежище и могла периодически скрываться там. Тем более, переезд в новый аквариум для неё всегда будет стрессом, а находиться вдобавок в абсолютно пустом аквариуме для рыбки будет очень неприятно.

Я в качестве декораций установил на дно крупный камень и пару растений – мох и валлиснерию. Живые растения всё же не рекомендуются, поскольку могут отнимать питательные вещества у растений сверху. Однако, эти растения неприхотливы и придают акваферме волшебный зелёный вид. Рыбка, надеюсь, тоже будет довольна.

Знакомьтесь – Приятель, петушок-самец породы халфмун. Выбор был между ним и пятью гуппи (так рекомендует заселять аквариум производитель), и был сделан без лишних раздумий. Петушок смотрится в акваферме гораздо симпатичнее. Существует множество пород и расцветок, и можно выбрать уникальную рыбку, которая понравится именно вам.

Запускать рыбку нужно постепенно – сначала поместить ёмкость с рыбкой в аквариум, чтобы сравнялась температура, и только после этого выпускать.

Для петушка важна температура воды – она должна быть в пределах 24-28° С, иначе рыбка может чувствовать себя плохо и заболеть. В идеале – это стабильные 25-26° С. Мне для этого пришлось докупить небольшой аквариумный обогреватель, который поддерживает температуру ровно 25° С. В квартире температура обычно держится около 22-23° С, что для петушка холодновато. А валлиснерия как раз отлично маскирует обогреватель вместе с насосом.

Сад и огород

Прошёл примерно месяц со старта и посева семян, и растения быстро выросли. Ниже фотографии фаз роста через неделю, через две и через месяц.

Из первых дней роста я сделал небольшой тайм-лапс, в который уместилось примерно три дня. Фото делались каждую минуту.

Ростки гречки в итоге завяли, возможно не хватило каких-то микроэлементов или влаги. Впрочем, погибшие растения очень легко удалить из керамзита, после чего его остаётся промыть и использовать заново.

Остальные растения чувствуют себя неплохо, особенно быстро растёт пшеница, создавая длинные листья, которые красиво обрамляют акваферму.

Можно попытаться в дальнейшем выращивать что-то полезное – зелень к столу, или что-то визуально красивое и неприхотливое, что-нибудь наподобие мха.

Корни растений внутри лотка образуют плотную сеть, которая вылавливает из воды полезные для растений и вредные для рыбы вещества. Получается настоящая природная экосистема. Главное – не перебарщивать с количеством рыбок.

Месяц симбиоза – уход за аквафермой

Итак, акваферма функционирует примерно месяц. Полёт нормальный, петушок чувствует себя отлично, очень активный и хорошо кушает. Кормить его нужно один-два раза в сутки, буквально несколькими гранулами корма.

Через некоторое время петушок будет вас узнавать, и можно выработать у него команду кормления – например, постукивать по стенке резервуара перед кормёжкой. Рыбка свяжет стук с кормом, и будет после него подплывать в место кормления, ожидая чудесных гранул.

Главное петушка не перекармливать, хотя он будет выпрашивать у вас корм. От этого рыбка может заработать ожирение и заболеть. Второй момент – нельзя допускать накопления в аквариуме несъеденного корма, это будет загрязнять воду аммиаком от его разложения.

Фактически, это единственный необходимый уход за аквафермой. Периодически, конечно, нужно ещё подливать воду в аквариум – выросшие растения потребляют много жидкости. Лучше при этом заменять часть воды на свежую, чтобы в резервуаре не повышалась концентрация солей.

Не забывайте, что петушок – лабиринтовая рыбка, и для дыхания ей нужен атмосферный воздух. Она поднимается и просто заглатывает его с поверхности. Поэтому – ни в коем случае не заливайте резервуар водой доверху! Обязательно должна оставаться воздушная прослойка. Наливать воду нужно до матовой линии в верхней части.

Впечатления и заключение

Впечатление только одно – это очень интересно, даже для взрослого человека! Ребёнок от запуска такой аквафермы будет в полном восторге. Совместить аквариум с фермой было однозначно интересной идеей: это в какой-то степени эмулирует природную среду, и позволяет объединить два интересных хобби в одно.

При это производитель позаботился о многих деталях, необходимых для старта (дехлоратор, грунт, корм), и вам остаётся сразу перейти в наиболее приятной части – походу в зоомагазин и выбору рыбки. Поверьте, это очень увлекательно. А для ребёнка станет отдельным мини-приключением.

Акваферма требует минимум обслуживания, позволяя вам наслаждаться дома небольшим аквариумом. Однако, есть несколько НО – недочётов, или просто моментов, на которые нужно обратить внимание перед покупкой.

Начнём с отсутствия в комплекте водонагревателя – не у всех в квартире может быть подходящий температурный режим, а почти все подходящие рыбки требуют примерно 25-26° С. Та же ситуация и с подсветкой. Аквариум без подсветки в вечернее время выглядит очень тускло, освещение нужно как для рыбки, так и для водных растений.

Подсветку скорее всего, придётся докупать, а учитывая габариты и специфику аквафермы, это может быть проблемно. Я докупил маломощную светодиодную лампу, установив её на нижнюю поверхность крышки. Акваферма сразу стала выигрышно смотреться при малом освещении.

Все эти мелочи можно было бы учесть производителю, раз уж акваферма позиционируется как умный девайс, в который нужно только «добавить рыбку». Это практически бы ничего не стоило – добавить пару светодиодов и обогреватель (всё-таки стоимость аквафермы достаточно высока в сравнении с обычным аквариумом). Всё можно было бы встроить в корпус и запитать от одного провода. Возможно, в будущем производитель учтёт эти моменты и усовершенствует акваферму.

Несмотря на эти недочёты, акваферма функционирует, рыбка чувствует себя хорошо, поэтому могу только рекомендовать к покупке! Это интересно, весело, если в процессе участвует ребёнок, то попутно узнаёт много нового, и может начать интересоваться аквариумистикой или ботаникой, как повезёт 😉

Достоинства

• Уникальная экосистема 2 в 1: ферма+аквариум • Познавательно и интересно • Лёгкий старт • Неплохая комплектация • Хороший дизайн

Недостатки

• Нет нагревателя • Нет подсветки • Насос всё же немного шумит