重慶大學分營：以花材為筆構建月球生物圈

青少年高校科學營特色活動

在為期1周的2018青少年高校科學營重慶大學分營活動中，營員們聆聽專題報告，與名家大師面對面;走進實驗室，動手動腦實踐，體驗科技魅力;參觀重慶市科普基地，感受科技氛圍;觀賞山城夜景，感受重慶魅力。營員們不僅學習了科學前沿知識，感受了科學研究魅力，提高了科學興趣，提升了科學思維和創新實踐能力，更收獲了深厚的友誼和志同道合的朋友。其中，動手構建“月球生物圈”活動加深了營員對生態平衡的理解，營員們紛紛表示，期待早日看到月球生物圈變成現實。

自古以來，關于月球有著很多美麗的傳說。今天，隨著我國航天技術和深空探測技術的發展，從嫦娥一號到嫦娥四號的成功發射升空，讓嫦娥奔月由美麗傳說變成現實。由重慶大學牽頭的嫦娥四號“生物科普試驗載荷”，于2018年底發射前往月球。載荷是一個由植物、動物和微生物構成的微型生態圈系統，通過監測數據、照片或視頻展示動植物和微生物在月面的生命活動，普及生物學知識，同時激發人們對宇宙探索的熱情，提高人們的環境保護意識，宣傳我國探月工程成果，增強民眾的民族自豪感，彰顯我國在航天及其相關技術研究領域的巨大成就和國際領先地位。重慶大學分營似此項目為依托，設計了高校科學營體驗活動——以花材為筆構建月球生物圈。

科學原理

月球微型生物圈是一個小型生態循環系統，由其中的各種生物和所處的環境構成。在這個循環系統中，植物充當生產者，動物充當消費者，微生物充當分解者。作為生產者，植物能夠通過光合作用不斷吸收空氣中的二氧化碳，并釋放出氧氣，供所有生物進行呼吸作用。此外，植物通過光合作用將無機物轉化為有機物，為消費者提供食物來源。作為消費者，動物會消耗生產者提供的有機物和氧氣，并排放出二氧化碳。作為分解者，微生物一方面會消耗生產者提供的氧氣，另一方面會將動植物的殘體和排泄物分解為無機物，供生產者所需。這樣，一個微型的生態圈就構成了。

生物科普載荷項目所設計的微型生物圈是基于月球環境構建的。月球的環境非常惡劣，月球上的l天相當于地球上的1個月，而且溫差大、重力小、輻射強，很難適宜生物生存。因此，需要挑選抗逆性很強，且具有農業生產和研究價值的生物。如何將地球上的植物、動物及微生物在外太空極端生境下進行繁殖和培育，并在一個生態圈中生長發育，這對于未來在月球建立人類基地，為人類提供新鮮安全的食物來源，具有重要意義。

活動內容及步驟

本次體驗活動采用的是壓花技術，即利用物理和化學方法，將植物材料包括根、莖、葉、花、果、樹皮等經脫水、保色、壓制和干燥處理成平面花材，經過巧妙構思，制作成一幅幅精美的裝飾畫，這幅畫的主題是構建月球生物圈。要求營員們利用花材組合成所需的生產者、消費者和分解者等，以花材為筆，作畫設計一個物質能量能夠達到動態平衡的、在月球可持續的生物圈。

采集：采集適合用的花和葉子，水分少、花瓣單薄的植物尤其合適，例如三色堇、香雪球等。

壓制：將花或葉子夾于壓花板中，普通壓花板需要3～4天，微波壓花板需要3～4分鐘。

拼貼：將壓好的花材隨自己的喜好組合成一個設計合理的月球生物圈，粘在卡紙上。

裝裱：利用塑封機過塑或者冷裱膜將其裝裱。 實驗延展

生物圈的概念是由奧地利地質學家休斯（E. Suess）在1875年首次提出的，是指地球上有生命活動的領域及其居住環境的整體。在生物圈中，人是占統治地位的生物，但隨著人類的不斷發展，地球生態圈遭到了嚴重的破壞。人類為了更好地繁衍，大肆砍伐森林，開墾農田，使得全球植被減少，隨之而來的后果是大范圍的水土流失、耕地質量下降，甚至發生荒漠化。同時，隨著工業的不斷發展，環境污染日益嚴重，危及人類自身的健康。

壓花藝術來源于植物標本。最早的植物標本是從公元前305年的埃及墳墓中出土的，距今大概2300年，存放在英國皇家植物園。1500年意大利人開始有系統地整理，呈現藝術的風格，并且編輯成書。意大利的Luca Ghini（1500-1566）是公認最早制作系統的植物標本并將其編輯成書的人。可惜他編寫的植物標本書籍只有散頁，存放在意大利佛羅倫薩的博物館里。世界上保存最完整的最古老的植物標本書籍叫《Petrus Cadé Herbarium》（1566），存放在荷蘭國家植物博物館里。

從19世紀后半葉到英國維多利亞女王時代，壓花藝術到達一個新的高潮。和插花藝術一樣，壓花成為宮廷貴婦自娛自樂的上流社會活動。日本是壓花藝術比較成熟的國家，并且將其發展成和插花一樣有地位的國家級藝術。壓花藝術能夠將人們的豐富想象、真情、感悟賦予在植物上，并通過植物本身的色彩、形態展現出來，有益于修身養性、陶冶情操。

活動總結

通過開展本活動，引導營員仰望星空，激發航空夢想，從而埋下科學的種子。通過壓制花材、做壓花書簽、以花材為筆作畫，在潛移默化中增進營員對各種植物和大自然的了解，激發營員愛護植物、保護生物多樣性和保護環境的自覺意識，獲得創作過程的自我愉悅。

活動普及了月球生態相關知識，拓寬了本次科學營活動所覆蓋的科學領域;將壓花藝術與月球生態圈知識結合，增加了本次活動的趣味性與技術性。與當前國家空間戰略任務相結合，以營員的視角構建月球生物圈，讓營員主動思考月球生物圈有什么，什么生物適合月球環境等，激發青年學生的想象力和創造力，對于他們未來的科研探究起到啟蒙的作用。

“勇于追求真理，不迷信權威，不因循守舊，不斷探索，這是祖國科技工作者們秉承的科學精神。透過教授們的報告，我深深地體會到了他們身上不斷實踐、敢于創新的品質。正是因為善于創新的科學家和工程師一次次的實驗、一次次的改進、一次次努力所凝聚的心血，造就了我們富強的新中國。這次科學營活動，我親自體驗了最前沿的科學實驗，了解了許多以前在中學接觸不到的新知識，我明白了任何事都要行于堅守，成于創新。在今后的學習生活中，我要自主學習探索，敢于創新實踐，努力學習基本理論，做一個科學的實踐者、青春的圓夢人！”

——四川省達州市宣漢中學 王彥然