不管是小學、初中，還是高中的課本裡，都會提到一個實驗——製作生態瓶。在大多數學校，這實驗都是可做可不做的，很少佔用寶貴的實驗課時間，而是被老師布置下去作為家庭作業，讓學生回家自己做去。
為什麼呢？因為這生態瓶真做出來的話，失敗率其實非常非常高。
一般來說，生態瓶一開始都做得挺漂亮的——乾淨的底砂，搖曳的水草，活潑的魚蝦。可是往往過不了多久，狀況就開始不對，有的開始爆發綠藻，有的水草被啃個精光，還有的魚死蝦亡。如果瓶子沒有密封，死去的動植物還會被細菌分解，成為一瓶混濁臭水。所以真要是每個學生做一個在窗臺擺成一排，就如同水族煉獄一般，令人不忍直視。真能堅持幾個月的生態瓶十分少見。
剛做好的生態瓶，一切都很美好丨Wicker Paradise / flickr
一段時間後，爆藻、死蝦，狀況頻出丨Mike Prosser / flickr
那麼，生態瓶為啥這麼難做呢？是學生手殘嗎？並不是，真正的原因，是課本把生態瓶的製作描述得太過簡略，由於受到教學內容難度限制，很多要點都沒能說清楚。
生態瓶裡都有啥
我們先來複習一下課本上的知識。所謂生態瓶，實際上就是模擬一個封閉的生態系統，瓶子裡要有生態系統的四個組成成分：生產者、消費者、分解者和非生物成分。其中，生產者主要是綠色植物和一些藻類，它們通過光合作用固定能量、製造有機物，消費者和分解者需要依靠這些有機物中的能量生存。
一個簡單的生態系統組成示意圖丨Roddelgado / Wikimedia
生態系統中的生物之間，通過吃與被吃的關係聯繫到一起，這就是食物鏈和食物網。由於每個生物都要把獲取的能量中的大部分用於自己的生長繁殖，所以能量沿食物鏈傳遞的效率很低，高中課本說是10%到20%，看上去很低，其實這已經算是高的了，一般出現在水域生態系統裡。而在陸地生態系統中，能量傳遞效率往往只有百分之幾。
由於生態系統裡的能量耗散了就不會再回來，所以一個封閉生態系統想要保持穩定，最重要的一點就是能量的平衡，動物攝入的總能量得遠遠小於植物固定的總能量。
與平時我們養金魚用的水缸等開放式體系（需要換水、投食）不同，生態瓶作為封閉體系，除了陽光，沒有任何輸入，如果其中的動物吃太多，超過生產者固定的太陽能，系統就會崩盤丨Souravgg8 / Wikimedia
用現實生活打個簡單的比方，植物就好比工作賺錢的父母，動物就像學齡的孩子。這個家庭想要穩定，最基本的條件就是孩子的必要支出要小於父母的總收入，不能入不敷出。
大多數生態瓶崩壞的原因，就是動物沒選好，瓶子裡養了個吞金神獸。
比如說，我見過有學生在一個1升的瓶裡放了幾根水草、一條金魚。且不說金魚愛不愛吃水草的問題，就算真吃，水草每天的生長量也完全不夠它吃的。最後眼看著金魚日漸消瘦，活了一個多月就餓死了。
怎麼選動植物
所以說，要想生態瓶裡不發生饑荒，就要選好合適的定居者。生產者要選那些生長快或者繁殖快的植物，比如黑藻、伊樂藻。
黑藻丨Yercaud-elango / Wikimedia
至於動物呢，首先，我們先把範圍限定在肉眼看得見的種類裡。那些太微小的雖然從生態學角度比較合適，但是死是活你都看不出來。所以我們要找個頭小、飯量小、長得慢的水生動物，比如一些小型植食性或者雜食性魚類，孔雀魚那麼大的有個一兩條就差不多了。蝦也可以，就是容易暴斃，不太好養。螺雖然好養也符合要求，但是一定只能放一個，要不然會生出一堆小螺。
以2升的瓶或者缸為例，大概需要5~6根長度20釐米左右的黑藻和一兩條魚。具體比例還得大家慢慢摸索調整。
孔雀魚丨Vincent Eisfeld / Wikimedia
成功的生態瓶，很難
選好了植物和動物後，生態瓶就可以說成功了一半，還有一半其實是最難把握的，那就是肉眼看不見的微生物。在地球上，不管是哪個生態系統，微生物都是非常重要的一環，其中有些能夠製造有機物，有些能夠分解其他生物的殘骸。
一個生態瓶中如果微生物的類群不對，同樣會迅速崩潰。
我曾經觀察過初中學生做的生態瓶，都是用玻璃罐頭瓶做的，魚都餓死了，其中一個蓋子打開，一個依然保持密封狀態，這樣一來，兩個瓶最主要的區別就是細菌等微生物了。開蓋的那瓶由於有空氣中的細菌進入，迅速腐臭渾濁；而密封的那瓶，過了半年多，依然水清草綠，唯一的變化就是死魚變成了瓶底細膩的泥，一根魚刺都沒剩。
在有些課本裡，讓學生去找自然水域的水和水底淤泥。這是不合理的，會讓生態瓶的可控性大幅降低，因為不同自然環境裡的微生物種類、數量相差很大。比較可行的方法是使用水族箱用的底砂或石子，再加上靜置隔夜過的乾淨自來水。
顯微鏡下可以看到水中的眼蟲丨Environmental Protection Agency
不過，即便是這些要點都注意到了，也只是能夠提高生態瓶的成功率，並不能保證一定成功。這是因為生態系統是個非常複雜的體系，可以說牽一髮而動全身，幾十年前，耗費巨大人力物力建造的生物圈二號，最後都以失敗而告終，在家裡簡單模擬出來的小生態系統，會崩潰也是很正常的。
生物圈二號內部環境。前景為熱帶草原區，背景為海洋區丨Wikimedia
所以我認為，課本介紹生態瓶這個實驗的意義，並不是幫助人理解那些考試要考的生態學原理，而是要讓學生明白：小小的一個生態瓶你都養不長久，身邊的複雜生態系統，一旦被破壞了就更沒轍了。如果不保護好環境，你就會死得像瓶裡的魚一樣……
作者：沙漠豪豬