模拟生态平衡实验是一种通过人为控制实验环境,利用微生物、植物以及动物等生物群落相互作用关系的变化,来模拟真实生态系统环境,研究生态平衡及其调控因素的一种实验方法。
这种方法通常是将实验区域设计成具有开放性、封闭性、半封闭性的生态系统,控制适宜的温度、光照、湿度和营养,同时对生物群落进行人工干预,以探索生物群体的稳定性、生态位协同和生产力水平等生态学问题。
容器培养法是最简单、常用的一种模拟生态实验方法。该方法主要利用培养皿、培养器等实验器材作为封闭生态容器,加入固体或液态培养基,加入所需的生物体,如细菌、真菌、植物等,通过对控制外部及内部条件的整理,在不同的时间点收集样品,进而研究不同群落的结构及其关系。
人工生态箱法是一种较复杂的模拟生态实验方法。该方法主要是通过设置可控环境参数及不同优势种的生长特性构建封闭指定群落的生态系统,以研究其在条件变化下的响应、适应以及相互作用关系的变化。
自然环境模拟法是一种基于野外自然环境,将其某些特征部分刻意模拟,在人工实验条件下进行群落构建及其特性研究的实验方法。例如,为了研究草原生态系统中植物群落及其与土壤微生物、动物的关系,可将野外中的野草、草原土以及草原生态环境的水分、光照、温度等特征在实验室内进行复制。
模拟生态平衡实验可以对研究生态系统中群落的生长、相互关系以及其稳定性、环境适应力等问题提供很好的支持,有以下几个方面的研究意义:
模拟生态平衡实验可以模拟真实生态系统,不同的模拟设计可区分生态系统中不同生物体之间相互作用,为寻找生态系统调控途径提供可能。例如,可以通过设置特定的生态环境变量,来调控不同种类微生物活动,以此来调和生态系统中不同种类微生物的相互作用关系,进而完成生态平衡的调控。
模拟生态平衡实验可以控制实验环境变量,模拟不同时间点的生态环境变化使生态系统具有演替性质,从而预测生态系统的演替趋势。例如,如果将一块土壤采样分为不同的处理组如经过消毒与未消毒的组,不同沙土深度的组等,通过对同种植物、相同水肥条件下的培养,通过观测与连续定期取样分析实验结果,可以预测土壤微生物种类及数量变化的演替趋势。
模拟生态平衡实验在泥炭、沙漠、海岸线等不同生态系统内进行, 是评估环境保护作用的重要实验手段之一。可以通过对同一环境变量不同强度的处理,研究生态环境变量对生态系统的影响,预判环境保护作用的可行性及其效果。