生物圈二號,“生物圈”2號構想是什么？

1991年9月17日，來自美、英、德和比利時等國的4男4女進入“生物圈”2號，進行兩年的全封閉研究。這8位志愿者在兩年中除依靠外界7兆瓦發電廠供電外，其余一切都要按“生態系統”的“循環”準則，實行完全的自給自足。兩年中，除伯恩特被脫粒機劃傷手指暫離治病外，無一人離開過這玻璃城堡一步。這項計劃的第二批研究人員已經進入。 從現實看，“生物圈”計劃的構想，與大型航天器的密閉生態型生命保障系統有不謀而合之處。所以美國政府對“生物圈”2號極為關注，并進行了嚴格的督察。專家普遍認為，在太空中，生物圈肯定要比冷冰冰的全金屬軌道站要舒適得多，而且最大的優越性是不需或極少需要物資補給。遺憾的是，由于種種原因“生物圈”二號未能完成科學家們設想的試驗計劃，并在1996年宣布提前結束了實驗。

1991年9月26日，建造在美國亞利桑那沙漠中的“生物圈2號”實驗室開始啟用，4名男科學家和4名女科學家將在這個密封世界中生活兩年，過一種近乎與世隔絕的自給自足的生活。這項試驗的目的是通過研究植物、動物、昆蟲、空氣、土壤、人類和一個大型空氣調節系統在這座溫室中的相互作用及影響，更好地了解地球生物圈的運作規律。生物圈2號（Biosphere 2）是美國建于亞利桑那州圖森市以北沙漠中的一座微型人工生態循環系統，因把地球本身稱作生物圈1號而得此名，它由美國前橄欖球運動員約翰·艾倫發起，并與幾家財團聯手出資，委托空間生物圈風險投資公司承建，歷時8年，耗資1 .5億美元。生物圈2號計劃設計在密閉狀態下進行生態與環境研究，幫助人類了解地球是如何運作，并研究在仿真地球生態環境的條件下，人類是否適合生存的問題。為了盡量貼近自然環境，該圈中的土壤、草皮、海水、淡水均取自外界的不同地理區間，通過一定的人工處理再利用。例如，實驗用的海水是將運進來的海水和淡水按照適當比例配制而成的。這個實驗為什么會失敗呢？科學家對此做出了總結：除了二氧化碳多、氧氣少、水循環失調等原因以外，生物種類關系的失調也是重要的原因。原來，設計者雖然在“生物圈II號”內模擬了多種生態系統，但引進的生物卻主要是生產者，動物、真菌和細菌的種類和數量都較少。傳粉的昆蟲死去了，有些植物就只開花不結果了。由于動物的種類和適量減少了，植物很少恐怕還有比例不對的原因，在真的生物圈中平均每人所對應的大氣、水、植物等是那么的廣闊，而二號呢？環境資源與人的比例嚴重偏小，就那點大氣、水、植物等,哪怕就是生活一個人也已嚴重不夠了，更何況是幾個人。二氧化碳多、氧氣少是結果而非原因，二氧化碳多、氧氣少是因為植物相對太少了，不足以將人和植物自身產生的那么多二氧化碳轉化并釋放氧氣.氧氣的消耗速度高于產生速度,而二氧化碳的產生高于消耗。被視為反面教材的生物圈2號現狀如何？它還是“奢侈的偽科學”嗎？美國石油大王所投的巨資是否打了水漂？若干年前，在美國亞利桑那州的沙漠中再造一個“迷你地球”的實驗失敗后，耗資2億美元的“生物圈2號”一時間成為笑柄，甚至被斥之為“奢侈的偽科學”。直到今天，生物圈2號仍然被很多人看作是藐視自然的反面教材。然而，或許很少有人注意到，這些年來生物圈2號正在悄悄發生變化：它吸引了大量游客和學生，成為一個絕佳的旅游勝地和教育基地；尤其重要的是，它漸漸贏得了科學界的尊重，成為一個非常難得的關于全球氣候變化效應的研究中心。 曾經有人提出過一個看似天方夜譚的設想，在我們生活的地球上再造一個“迷你地球”，探求人類在這個現代“南泥灣”之中自給自足，以及未來在月球或火星上建立生存空間的可能性。美國得克薩斯州的石油大王愛德華·巴斯為此憧憬不已。從1984年到1991年，巴斯個人出資2億美元，在美國亞利桑那州圖森市以北的沙漠中建起了“生物圈2號”。生物圈2號占地13000平方米，仿佛一個巨大的溫室，雨林、沙漠、草原和海洋應有盡有。“生物圈1號”是我們生活的地球，顧名思義，生物圈2號就是一個“迷你地球”。1991年9月26日，生物圈2號迎來第一批志愿者，4男4女開始了為期兩年、與世隔絕的生活。盡管這些居民事先花去幾年時間接受了工程、農業等方面的良好培訓（其中一位甚至接受了牙科訓練），擁有每年耗資百萬美元的技術支持，各種各樣的災難仍然接踵而來：各種動植物大量死亡，蟑螂和螞蟻卻兒孫滿堂；更為糟糕的是，到了1993年1月，生物圈2號內的氧氣含量從21%下降到14%，不得不從外界補充氧氣，自給自足的幻想徹底破滅。實驗失敗了。經過短暫的休整，生物圈2號又迎來了第二批居民。5男2女住了個半月后，由于一氧化二氮（N2O）積累過多，在1994年9月17日被迫離開，實驗再度以失敗告終。打那以后，再也沒人在生物圈2號中過日子了。一個“烏托邦”式的科研計劃宣告破產，生物圈2號遭到了一些人無情的嘲笑，有人甚至斥之為“奢侈的偽科學”。當然，生物圈2號也使人們更加明白一個看似淺顯的道理：“目前地球仍然是人類的惟一家園。”不僅如此，它還在不經意間給人們留下了一些佳話。生物圈2號稱得上是一個“小聯合國”，居民分別來自美國、英國、墨西哥、尼泊爾等7個國家。在這個“小聯合國”里，培育出了愛情之花。實驗結束幾個月后，兩批居民中分別有一對結成伉儷。這或許應了一句古話：患難見真情。另外，由于糧食歉收，生物圈2號的居民不得不控制飲食。結果第一批居民中的4名男性體重平均下降18%，4名女性體重平均下降10%，膽固醇的平均值由195下降到正常值125，使得這些平常為減肥而痛苦不已的人平添一份驚喜，真可謂無心插柳柳成蔭。當時的一位居民、加利福尼亞大學洛杉磯分校的羅伊·沃爾福德教授甚至繼續維持當時的食量，“因為那樣有助于健康”。 痛定思痛，巴斯決心調整生物圈2號的定位。于是，他求助于哥倫比亞大學的科學家，看看用2億美元打造出來的生物圈2號到底能做些什么。1996年1月，巴斯干脆把生物圈2號交給哥倫比亞大學打理，并投入4000萬美元作為今后5年的改造和運行費用。經過一番考慮，哥倫比亞大學計劃把生物圈2號改造為一個致力于地球系統科學的研究中心，同時請來威廉·哈里斯擔任新的負責人。哈里斯曾在美國國家科學基金會工作多年，是一位管理大型科研項目的高手。其實，建造生物圈2號的2億美元并不像一些媒體所說的那樣“全打了水漂”。就拿容量高達378萬升的人造海洋來說，無疑是研究海洋科學的一個很好的平臺。這大概也是哥倫比亞大學和哈里斯愿意接手爛攤子的原因之一。處于轉型期的生物圈2號，首先迎來的是痛苦和迷惑。關于生物圈2號究竟可以派上什么用場，科學家們就出現了分歧，有人希望把生物圈2號打造成一個生物多樣性的研究中心，有人則希望著力于全球變化效應研究。再加上技術方面存在的困難，轉型計劃一度受挫，士氣因此大受影響，一些科學家先后離開了生物圈2號。有道是，峰回路轉。兩年后，人造海洋終于“濺起了一些水花”。發表在1998年2月13日美國《科學》雜志上的一篇論文稱，隨著生物圈2號內溫室氣體二氧化碳含量的增加，人造海洋中珊瑚的生存受到了威脅。這樣一篇論文，對外行來說或許沒什么大不了的，對生物圈2號來說卻大概算得上一個轉折點。在全球變暖日益受到國際社會高度重視的今天，那篇論文清楚地表明：生物圈2號恰恰是研究全球變暖如何影響生態系統的一個理想平臺。2001年4月，世界著名植物學家貝瑞·奧斯蒙德接替哈里斯領銜生物圈2號。生物圈2號研究中心的林光輝博士告訴本報記者，前已有多項與全球氣候變化有關的研究項目正在生物圈2號開展，吸引了不少世界一流的科學家。在科學研究上，恐怕沒有人能夠保證，只要有投入就一定會有回報，古今中外都不乏數以億計的投資有去無回的實例。問題在于，我們是否明白科研計劃失敗的真正原因，是否真正理解“失敗是成功之母”。生物圈2號的今昔，為我們提供了一個極好的范本。

1991年9月26日，建造在美國亞利桑那沙漠中的“生物圈2號” 實驗室開始啟用，4名男科學家和4名女科學家將在這個密封世界 中生活兩年，過一種近乎與世隔絕的自給自足的生活。這項試驗 的目的是通過研究植物、動物、昆蟲、空氣、土壤、人類和一個 大型空氣調節系統在這座溫室中的相互作用及影響，更好地了解 地球生物圈的運作規律。這座人造世界的建筑面積約12750平方米，內部裝備了5種不同的自然生態環境：熱帶雨林、海洋、沼 澤地、草原和沙漠。溫室中種植和放養著4000種不同的動物、植 物和昆蟲。在面積約2020平方米的農場土地上，將種植各種向這 些科學家提供食物的農作物，溫室中的其它植物有助于凈化室內 的空氣，它們吸收二氧化碳，提供氧氣和干凈的水。這些科學家 還將在溫室里養雞、小型豬和羊以得到雞蛋、奶和肉類。溫室內 設有一冷藏系統，它與室外的冷卻塔相配合對室內的空氣和水進 行冷卻，另外的一個5.2兆瓦的發電機提供整座循環系統所需的 電力。

1991年，美國科學家進行了一個耗資巨大規模空前的“生物圈二號”實驗。“生物圈二號”是一個巨大的封閉的生態系統，位于美國亞利桑拿州，大約有兩個足球場大小。從外觀看，它很像科幻片里建在月球上的空間站。依照設計，這個封閉生態系統盡可能模擬自然的生態體系，有土壤、水、空氣與動植物，甚至還有森林、湖泊河流和海洋。1991年，8個人被送進“生物圈二號”，本來預期他們與世隔絕兩年，可以靠吃自己生產的糧食，呼吸植物釋放的氧氣，飲用生態系統自然凈化的水生存。但18個月之后，“生物圈二號”系統嚴重失去平衡：氧氣濃度從21%降至14%，不足以維持研究者的生命，輸入氧氣加以補救也無濟于事；原有的25種小動物，19種滅絕；為植物傳播花粉的昆蟲全部死亡，植物也無法繁殖。事后的研究發現：細菌在分解土壤中大量有機質的過程中，耗費了大量的氧氣；而細菌所釋放出的二氧化碳經過化學作用，被“生物圈二號”的混凝土墻所吸收，又打破了循環。

此次失敗的實驗項目在社會上引起了廣泛的爭論，從事此項實驗的科研機構的威信大受影響。1994年3月，7名科學家再次進入“生物圈二號”進行第二次實驗，這種努力在1年半之后再次以失敗告終。“生物圈二號”還有用嗎？公眾再一次表示了疑慮。

1996年1月1日，哥倫比亞大學接管了“生物圈2號”。9月，由數名科學家組成的委員會對實驗進行了總結，他們認為，在現有技術條件下，人類還無法模擬出一個類似地球一樣的、可供人類生存的生態環境。同時，哥倫比亞大學加強了對實驗的研究力度。實驗的內容有所擴大，從2000年開始，利用數碼相機技術分分秒秒地記錄葉片的生長情況，以得到圖片合成影像以便確定植物和生長過程。實驗還增加了學生實驗內容。實驗還要進行10年，以便有充足時間觀察“生物圈二號”內的野生動植物的生長規律。

目前，“生物圈二號”已經成為亞利桑那州沙漠中的一道風景線，每年到此旅游的人數超過18萬人。游客交上13美元，就可以到“生物圈二號”外的各種設施上走一遭。如果再添上10美元，還可以進入“生物圈二號”呢。

生物圈2號（Biosphere 2）是美國建于亞利桑那州圖森市以北沙漠中的一座微型人工生態循環系統，為了與生物圈1號（地球本身）區分而得此名，它由美國前橄欖球運動員約翰·艾倫發起，是愛德華·P·巴斯及其他人員主持建造的人造封閉生態系統。并與幾家財團聯手出資，主要投資者為美國石油大王洛克菲勒委托空間生物圈風險投資公司承建，歷時8年，幾乎完全密封，占地12 000平方米，容積達141 600立方米，由80 000根白漆鋼梁和6 000塊玻璃組成，耗資1 .5億美元。建造地址為亞利桑那州圖森市大沙漠。 具體請參閱：http://baike.baidu.com/link?url=NLnN3KjWjF64n-tFNJjj1hp5gqKPPMOgx_3Nj86UeCVwoABA505NG4XjgOJP1wEF2qPETbM6rDAehmvAjC1zHiGD9xgotYvE3b18mghLzV4zKelUNrSlPXjLcgwG-Kab_iBL-lqMZBp36Eq0q6S4sCPRL0OvTfmjIhDSZtifUQ2nn10lYz1KNoO5qU4tUN7majoAJYL1HSHXKi88VDWkSMv6eruPVcd7_EtFT8tfyqu