生物圈2号（Biosphere 2）是美国建于亚利桑那州图森市以北沙漠中，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。

简介

科学家们将人类休养生息的地球称为“生物圈一号”，为了试验人类离开地球能否生存，美国从1984年起花费了近2亿美元，在亚利桑那州图森市以北沙漠中建造了一个几乎完全密闭的“生物圈二号”(Biosphere 2)实验基地。这个占地1．3万平方米，8层楼高的的圆顶形密封钢架结构玻璃建筑物，是人们花费了近2亿美元和9年时间建造起来的，实验的目的是为了考察人类离升了地球“生物圈三号”是否能生存。

在这个微型世界中，有海洋、平原、沼泽、雨林沙漠旅业区和人类居住区，是个自成体系的小生态系统。“生物圈2号”虽然与外界隔绝，但可以通过电力传输、电信与计算机与外部取得联系。工作人员在“生物圈2号”内可以看电视，可以通过无线电通讯与亲友联系。 

实验过程

1993年1月，8名科学家进入“生物圈二号”。按照计划，他们将在里面呆上两年，如不发生严重意外，实验结束前是不能出来的。两年中除了提供第一批包括种子在内的物品外，其余的一切都需要他们自己解决。能源，取自太阳能；氧气，由他们种植的植物制造；粮食，靠他们自己在里面种地获得；肉类和蛋白质，取自他们养的鸡、鸭、猪、羊。甚至包括里面的气温和气候，也是由他们来设法控制，并尽可能模拟地球气候。总之，他们必须设法保证这个小小的生态系统的平衡。

一年多后，土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳与建筑“生物圈二号”所用的混凝土中的钙发生反应生成碳酸钙，导致“生物圈二号”的氧气含量从21%下降到14%。加之由于没有调节好内部气候，致使粮食歉收，科学家们不得不吃种子勉强度日，结果是，提前撤出实验室。更令人意外的是，“生物圈二号”运行三年后，其中的一氧化碳含量猛增到79%，足以使人体合成微生素B12的能力减弱，从面危害大脑健康。

1996年1月1日，哥伦比亚大学接管了“生物圈二号”。同年9月，由数名科学家组成的委员会对实验进行了总结，他们认为，在现有的技术条件下，人类还无法模拟出一个类似地球一样的、可供人类生存的生态环境。

实验背景

诺亚方舟是《圣经》中拯救人类于洪涝之中的神舟，现代的诺亚方舟则是人们对位于美国亚利桑那州的生物圈二号工程的美称。

它是根据地球生态系统中能量流动和物质循环的原理模拟运行的，其简要的过程可以用美国市场上出售的“生态球”演示。

这个特制的密封玻璃球里装着淡水，空气、绿藻植物、一种似虾状节肢动物、蜗牛及一些浮游类动物和植物，当然还有微生物，这些生物及其所在环境与外界完全隔绝。其中，绿色植物利用空气中的二氧化碳和水分在阳光下进行光合作用合成有机物质并释放氧气，动物以植物或其碎屑为食，微生物及浮游动物将死亡的动植物或排泄物分解，生成二氧化碳和矿物质。

这种密封玻璃球式的生态系统，就是地球生态系统工作的原理，也是未来人类在太空建造长期生存空间的必然模式，但模拟的地球环境在上天之前必须在地球上先进行密封住人实验，德克萨斯州年轻的石油亿万富翁巴斯将这一大胆的设想付诸实施，建造了“生物圈二号”。

“生物圈二号”在社会上招募的“生物圈人”包括海洋学家、植物学家、气象学家、机械工程专家及医学专家等，第一阶段的实验持续了两年，第二阶段换人后进行了半年被迫停止。随后，关于“生物圈二号”失败的消息不经而非，“科学笑话”、“有钱人吃饱了撑的”等尖刻的言语不绝于耳。

失败原因

实验结束后，科学家们对“生物圈二号”的失败原因进行了总结。这些因素主要包括；

元素化学循环平衡失调。

封闭以后，人类一切生命活动都依赖里面的绿色植物及其与光、土壤、大气、海洋、动物、微生物组成的生态系统，不幸的是，由于设计时的缺陷——土壤、大气、海洋的比例与“生物圈一号”的比例相去甚远，土壤及其微生物，连同里面的动物和人呼吸释放的二氧化碳大大超过了植物所能利用的数量，而海洋来不及将多余的碳以无机盐的形式固定下来；植物制造的宝贵氧气又被大量的呼吸及分解过程迅速消耗。

同样原因，笑气(N2O)的浓度也在上升，氧气降低、氧化亚氮和二氧化碳升高的程度几度超过警戒水平，以CO2为例，1991年6月为500ppm，到1992年2月达2500ppm，1993年2月升至4000ppm，以后基本维持在1000(夏季)～4000ppm(冬季)之间。而地球上的二氧化碳浓度仅为350ppm。氧气浓度从21％～度下降到14％。这个浓度相当于地球上海拔5300米高度上的氧浓度，以至于最后必须从外界补充氧气，N2O也增加了79ppm。氧、碳、氮、氢等是最重要的几大生命元素，它们的平衡失调是设计者们始料不及的。

物种关系失调。

“生物圈二号”内的生态系统是由“生物圈一号”(地球生物圈)充分简化而来，虽然设计者们把地球上的热带南林、热带荒漠、萨王那群落、红树林、温带农田、海洋等类型的生态系统都“搬进”了“生物圈”，然而所搬进的主要是生态系统的第一性生产者——植被，并未把相应的动物、真菌、微生物等群落也按比例搬入。如热带雨林中没有大型动物，倒是引进土壤时带来的蚂蚁及蟑螂卵大量繁殖，

动物及科学家们虽是植物的消费者，然而人只能吃农作物和动物蛋白，饲养动物的食物也多来自作物秸秆，而几个主要类型的生态系统尤其是热带雨林植物，在高二氧化碳浓度下生长得非常繁茂，表现出异常强的光合能力。由于缺乏相应的消费者和分解者，大量枯枝落叶面临清理问题。过度生长的热带雨林乔木触及了顶部玻璃，大有穿破玻璃之虞，引进藤本植物(如牵牛等)的目的是为了用作固定二氧化碳的汇，却不料这些植物在高二氧化碳浓度环境下疯长，危及其他檀物与农田，所有花粉传播动物消失，使一些依靠昆虫传粉的植物不能正常授粉。引入的25种脊椎动物中有19种消失。

水循环失调，为去除水体中的过量营养元素，设计者们采用了藻类植物，但大量生长的藻类植物处理起来非常困难，因为内部“雨”量调节的失调，“荒漠区”变成了“草原区”，加重了水分循环的失调，而且球内顶部温度比预想的高的多，促使水循环加快，使可饮用水的净化跟不上，内部海洋面积在减少，最后出现了水危机。

食物短缺，尽管第一批进住的“生物圈人”都是各路精英，唯独缺少种地的“农民”，虽然“生物圈二号”中农田区占了很大比例，但种出的小麦、水稻却不结籽，粮食供给成了问题，最后饿的“生物圈”人到了食红薯根的地步。其实，并不是里面的环境条件不适合作物种植，而是因为这些人不善种地，在第二次实验中，指挥部门特意从尼泊尔物色了一名农学院毕业的大学生，该名人员进驻后，情况大为改观，生产出的粮食吃不完了。由此，这位尼泊尔人成了“生物圈人”中的大英雄。

“生物圈2号”的失败告诫我们：人类在茫茫宇宙中只有地球这一处家园，逃离和束手待毙都是与事无补的。地球不是实验室，我们输不起，只有善待和保护她才是我们真正的出路。