生物圈二号生物圈二号失败原因
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发布时间：2023-05-28 12:25
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时间：2023-10-05 05:07
分类:教育/科学升学入学高考
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生物圈2号风雨十年
著名的美国“生物圈2号”实验是用来检验人类能否在火星上生存的。从实验伊始
到现在，已持续10年时间，中间经历了多次失败。这从侧面反映出，地球仍是已
知的唯一适合人类居住的星球，保护环境是何等重要。
如果对此次实验的历程进行反省，就会发现以下几个问题：
圆屋居大不易.10年以前，在美国亚利桑那州的索诺兰沙漠博物馆建成了一
座圆顶的透明建筑，4对男女科研人员来到里面准备呆上两年时间。在这里，他们
在他们进入圆顶屋以前的4年中，有关人员已在圆顶屋内布置好了雨林、沙漠、草
原、海洋、农田，另一个微型的世界造就成了。哥伦比亚大学的许多科学家在这
一地区为这个实验项目提供着技术支持。
科研人员刚刚进入到圆顶屋时很兴奋，他们自称是“生物驾驶员”。但很快他们
就发现情况不妙。从1991年9月开始，圆顶屋内的“生态环境”开始恶化，氧气含
量下降如此之快以至于科研人员的健康受到严重挑战，他们不得不要求打开“屋
顶”以便从“地球”获得氧气补给。
为期两年的实验在经历了一连串的技术故障、“生物驾驶员”之间的激烈争吵之
后终告失败。许多人将失败原因归咎于“生物驾驶员”以及本次实验的赞助商亿
万富翁埃德沃德·巴斯缺乏基本的科技知识。
物种平衡的重要性.圆顶屋内本来是有适宜数量的蚂蚁和蜜蜂的。但一段时
间以后，蚂蚁数目疯长，成了一害。而蜜蜂却全部死亡，“生物驾驶员”只好人
工对植物花卉授粉。这使人认识到，生物多样性和物种平衡对地球是多么重要。
再来一次此次失败的实验项目在社会上引起了广泛的争论，从事此项实验
的科研机构的威信大受影响。1994年3月，7名“生物驾驶员”再次进入圆顶屋进
行第二次实验，这种努力在1年半之后再次以失败告终。圆顶屋还有用吗？公众
再一次表示了疑虑。
实验要发展，必须搞“三产”？.1996年，实验项目换了新负责人———查勒
斯·巴里·奥斯蒙德，同时，哥伦比亚大学加强了对试验的研究力度。实验的内
容有所扩大，从2000个开始，利用数码相机技术分分秒秒地记录叶片的生长情况，
以得到图片合成影像以便确定植物和生长过程。实验还增加了学生实验内容。
实验还要进行10年（巴斯曾要求进行100年以便有充足时间观察圆顶屋内的野生
动植物的生长规律。
目前，圆顶屋已经成为亚利桑那州沙漠中的一道风景线，每年到此旅游的人数超
过18万人。游客交上13美元，就可以到圆顶屋外的各种设施上走一遭。如果再添
上10美元，还可以进入圆顶屋呢。
生物圈2号
1986年,美国人巴斯为了扩展人类新的生存空间,出资2亿美元在美国亚利桑那州的沙漠区动工兴建了世界瞩目的“生物圈2号”.1991年9月26日,来自世界各地的8位志愿者参与了生物圈2号的实验计划.计划设计在密闭状态下进行生态与环境研究,帮助人类了解地球是如何运作,并研究在仿真地球生态环境的条件下,人类是否适合生存的问题.
生物圈2号占地面积约1.27公顷,体积容量达20多万立方米.其主要是由玻璃帷幕和钢架所构筑的仿真生态群系,包括了热带雨林、稀树草原、沼泽地、海洋（含珊瑚礁岸、沙漠等五类荒野生物群带,以及人类的农田、微型城市及技术圈等三种人造地区.生物圈2号为一个密闭系统,其中大约涵纳了大气(17万立方米、淡水(1500立方米、咸水(3800立方米、土壤(17000立方米、生物(3800～4000种,以及人类（四男、四女等重要组成.在生物圈2号中的微城市的内部设计中,配置了：实验室、医疗设备、厨房、寝室、餐厅、健身房、盥洗设施,以及图书室及观察室等.这种温室型的实验室,其运转所需的能源,主要是靠太阳能和外部供输的电力.具备密闭生态实验室中空气热涨或冷缩的调节功能.
最初,生物圈2号实验目的是研究人类及多种生物(植物和动物,在密封且与外界隔绝的人造系统中,是否可以经由系统内的空气、水、营养物的循环与重复使用下而能够健康、快乐的生存下来.在1991至1993年的实验中,由于研究人员发现：生物圈2号的氧气与二氧化碳的大气组成比例,无法自行达到平衡；生物圈2号内的水泥建筑物影响到正常的碳循环；多数动植物无法正常生长或生殖,其灭绝的速度比预期的还要快.经广泛讨论,确认“生物圈2号”的实验失败,未达到原先设计者的预定目标,这证明了在已知的科学技术条件下,人类离开了地球将难以永续生存.同时证明：地球仍是人类唯一能依赖与信赖的维生系统.
1996年,巴斯将生物圈2号交由美国哥伦比亚大学管理与规划未来的走向,做为生态学、环境变迁研究及教学的基地.哥伦比亚大学开始将生物圈2号既存的生态系统仿真实验及新的研究计划整合于并对外界开放,做为研究及学习中心,以探索我们人类生活与环境生态的互动影响.虽然生物圈2号计划实验目标并未达成,但是这也给人类上了很好的一课：大自然并非我们想象得那样简单,复杂巨大的系统关联中,可能每一缕轻风都是于生命所不可或缺的；人不是万能的,人类要依赖地球存活；人类要懂得顺应自然,要珍爱大自然的一切,才能与地球万物持续发展
生物圈2号（Biosphere2是美国建于亚利桑那州图森市以北沙漠中的一座微型人工生态循环系统，因把地球本身称作生物圈1号而得此名，它由美国前橄榄球运动员约翰·艾伦发起，并与几家财团联手出资，委托空间生物圈风险投资公司承建，历时8年，耗资1.5亿美元。1991年9月26日，美国启用“生物圈2号”实验室。
科学家把地球生物圈称作“生物圈1号”。为了更好地研究生态失去平衡的现象，美国在20世纪80年代，花费巨资建造了一个模拟地球生物圈的完全封闭的实验基地，这就是著名的“生物圈2号”。
地点
“生物圈2号”建在美国亚利桑那州的沙漠里。它是一座占地约1公顷的钢架结构的玻璃建筑，里面设有多个独立的生态系统：
有一片小型的海洋，几块沼泽地、_湖，一片沙质的海滩，一片热带雨林及一片草场。
“生物圈2号”与外界完全隔绝，只有太阳光可进入。这样，在这个生物圈内，植物可为动物提供生存所需的氧气和养料，动物为植物提供二氧化碳，人则靠耕种作物、饲养动物获取食物，而泥土中的微生物又可分解动、植物的尸体及排泄物。这样不断循环，可形成相对稳定的生态系统。
实验
1993年1月，8名科学家进入“生物圈2号”。按计划，他们将在里面呆2年，一边从事科学研究，一边过完全自给自足的生活。2年中，除了最初带入一批物品外，其余的一切，都要靠他们自己来获取。他们还得设法调节和控制圈内的气温和气候。
结果
实验结果很不理想，由于缺乏坚定的实验理论，使得在一年后，土壤中的碳，温室中的氧气，建筑材料中的钙发生了一系列的化学反应。导致生物2号圈中的氧含量从21%下降到14%。
由于没有调节好内部气候，使得粮食产量不足，科学家只好吃食物种子充饥，最后不得不撤离出这个生物2号圈。实验以失败告终。
生物圈2号有5个野生生物群落（热带雨林、热带草原、海洋、沼泽、沙漠和两个人工生物群落（集约农业区和居住区。它们以地球北回归线和南回归线间的生态系统为样板，分别由美英生物和生态学家设计而成。
约4000个物种
圈内共有约4000个物种，其中动物（包括：软体、节肢、昆虫、鱼类、两栖、爬行、鸟类、哺乳等、植物（包括浮游、苔藓、蕨类、裸子和被子等约3000种，微生物（包括细菌、粘菌、真菌、微藻等约1000种，它们分别来自澳大利亚、非洲、南美、北美等地。
各个野生生物群落中的生境并不一致
该系统内既有高大的树木（如红树，也有矮小的灌木草丛植物，错落有致、憩静秀美。各个野生生物群落中的生境并不一致，它们分别有4、6、4、4、6种生境，如海洋有海滩、浅咸水湖、珊瑚礁和海水等4种类型。生物群落间均有相对独立的生态区将它们互相隔开，例如，热带草原和沙漠间有一簇灌木丛而相对隔离。为了保护各个群落不受环境胁迫，在其周围种植了耐性强的植物，例如，热带雨林的三周围是浓密的姜科植物，从而保护内部树种免遭侧面强光照射，而与海洋的界面间种有竹子来抵御盐分渗入。为了尽量贴近自然环境，该圈中的土壤、草皮、海水、淡水均取自外界的不同地理区间，通过一定的人工处理再利用。例如，实验用的海水是将运进来的海水和淡水按照适当比例配制而成的。生物圈2号中选择植物的标准主要考虑动物消费者的生命保障、分类多样性、物理参数、植物的可利用程度和美学价值。为了适应达尔文的自然选择过程，植物种类开始时比系统能支撑的要多一些，这样可以补偿物种的遗失或灭绝，并最终促进系统的持续稳定。
美国建于亚利桑那州图森市以北沙漠中的生物圈2号是一座微型人工生态循环系统,因把地球本身称作生物圈1号而得此名。它由美国前橄榄球运动员约翰·艾伦发起,并与几家财团联手出资,委托空间生物圈风险投资公司承建,历时8年,耗资1_5亿美元。
1991年9月26日4男4女共8名科研人员首次进驻生物圈2号,1993年6月26日走出,停留共计21个月,在各自的研究领域内均积累了丰富的科学数据和实践经验。来自英国、墨西哥、尼泊尔、南斯拉夫和美国等5国的4男3女共7位实验人员在对首批结果进行评估并改进技术后,于1994年3月6日二次进驻,工作10个月后于1995年1月走出。他们在这期间对大气、水和废物循环利用及食物生产进行了广泛而系统的科学研究。生物圈2号是世界上最大的闭式人工生态系统。它使人类首次能够在整体水平上研究生态学,从而开辟了了解目前地球生物圈全球范围生态变化过程的新途径。更为重要的是,它将作为首例永久性生物再生式生保系统的地面模拟装置而有可能应用于人类未来的地外星球定居和宇宙载人探险
不过实践证明，该计划失败了
然而事实表明，“生物圈2号”的设想是不现实的。1993年1月，8名科学家进入“生物圈2号”一年多后，由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈2号”用的混凝土中的钙反应，生成碳酸钙，导致其中氧气含量从21%降到14%；二氧化碳含量猛增。另一个意外是，“生物圈之号”运行3年后，其中的一氧化氮含量剧增到了79%，足以使人体合成维生素B12的能力减弱，危害大脑健康。
科学家还发现，除了藤本植物比较繁荣外，所有靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，大树也摇摇欲坠；昆虫除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外，几乎都死了，人造海洋中生物生存情况略好于陆地；人造沙漠由于没有控制好降雨，变成了草地；“生物圈2号”下层的温度又大大低干预计的数字。1996年卫月卫日，哥伦比亚大学接管了“生物圈2号”。
科学又一次证明，地球是唯一孕育生命的星球。20多亿年间，地球上生物繁衍生息，存优汰劣，留存至今的动物约有数百万种·人类从诞生起，衣、食、住、行以及经济活动，无一不依赖这个星球，地球上的森林、湖泊、草原、海岸等自然系统，是人类赖以生存的基本环境。目前，人类还无法用人工方法保持地球的活力，没有人知道怎样建造一个脱离地球自然环境，而又能让人类休养生息的生态系统。
