生物圈2號 美國.doc

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1、從1991年9月26日起的兩年中，美國科學界進行了人工生物圈實驗。八名男女科學家自愿住進了一個由玻璃和鋼架建成的3.1英畝的人造小世界里，從事兩年的生態(tài)實驗。除了一部電傳機和電能供給外，他們與外界完全隔離，而且，除患嚴重疾病外，任何人不得離開這個地方。這項實驗被稱為"生物圈二號"。"生物圈二號"就像一個巨大的"生態(tài)球"，在拱型玻璃罩下，里面有3800種動植物。此外還有湖泊、沙漠、樹林、草地和農(nóng)田、樓房，以及制造人工風雨的裝置。兩年里，八位科學家要親自飼養(yǎng)家禽、牲畜，種植農(nóng)作物，方能維持生活。在這里，任何

2、東西也不會浪費，都會循環(huán)使用，比如人吸入氧氣呼出二氧化碳，綠色植物進行光合作用則正好相反。任何農(nóng)藥都嚴禁使用，莊稼有病蟲害，將用瓢蟲、黃小蜂進行生物防治。在這個生物圈里，科學家將對生態(tài)環(huán)境嚴格控制。如果食草動物過多，將引起草地破壞，就必須獵食一些食草動物，如果一種植物滅亡了，他們將取出試管內(nèi)儲存的植物細胞，重新培養(yǎng)。科學家們需要進行大量的實驗，才能維持生存、凈化環(huán)境，稍有不慎，生態(tài)危機就會出現(xiàn)。"生物圈二號"實驗為世界矚目，因為這項實驗的成功不僅將對人類面臨的環(huán)境危機、能源危機提出有意義的解決途徑，而且

3、可以有效利用現(xiàn)有資源，向宇宙空間、沙漠、海底進軍。二、從生物圈二號的失敗看環(huán)境保護和生態(tài)恢復(fù)的必要性1991年9月26日，全球所有主要媒體均在頭版頭條刊登了一條激動人心的消息：由美國太空生物圈風險投資公司建立的“生物圈二號”投入運行，8位科學家笑容滿面地于上午8:15正式入住位于美國亞利桑那荒漠的一個模擬地球環(huán)境的全封閉溫室，開始了長期自給自足、與世隔離的生活。次年4月，英國的《新科學家》周刊還認為“這是肯尼迪總統(tǒng)提出飛向月球計劃以后美國實施的最令人激動的科學研究項目”。但一年后，這些科學家們實在呆不下

4、去了，一個個病怏怏地出來了。隨后，科學家們又組織了兩次封閉住人實驗，但均以失敗草草收場，而且住人的時間一次比一次短。那么生物圈二號是怎么回事呢？它為什么會以失敗告終呢？自1940年以來，由于科學技術(shù)的進步，人類生產(chǎn)、生活和探險的足跡遍及全球。據(jù)統(tǒng)計，87%的陸地已受到人類活動的干擾，僅有3%的地方?jīng)]有人類涉足?，F(xiàn)在全球人口已達57億，而且每年仍以9000多萬的速度在遞增。在那些有人居住的地方，人類為了生存，將大部分的自然生態(tài)系統(tǒng)被改造為城鎮(zhèn)和農(nóng)田，原有的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能退化，有的甚至已失去了生產(chǎn)力。隨

5、著人口的持續(xù)增長，對自然資源的需求也在增加。環(huán)境污染、植被破壞、土地退化、水資源短缺、氣候變化、生物多樣性喪失等增加了對全球自然生態(tài)系統(tǒng)的脅迫。人類面臨著合理恢復(fù)、保護和開發(fā)自然資源的挑戰(zhàn)。在這種背景下，有人提出了向太空移民的計劃，也有人提出了“我們只有一個地球”的呼吁。生物圈二號就是在這種背景下產(chǎn)生的。按照設(shè)計思想，地球是生物圈一號，生物圈二號是地球的縮影，人類如果能在這個模擬的地球中生活下去，就不怕地球環(huán)境惡化和資源枯竭，實在不行了就在人類控制的“地球”中生存。這個大科學工程從1986年設(shè)計，次年動

6、工，至1991年完工，共花費1.5億美元。它采用了全封閉的鋼筋與玻璃結(jié)構(gòu)，僅有陽光、電和信息與外界相通。其面積相當于3個足球場大，引入了3800多種生物布置成森林生態(tài)系統(tǒng)、草地生態(tài)系統(tǒng)、水和沼澤生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)和海洋生態(tài)系統(tǒng)，還有供研究和生活用的樓房和人造風雨設(shè)施。生物圈二號的設(shè)計壽命100年，科學家們希望通過人在這個系統(tǒng)中能實現(xiàn)長期自給自足的生活，從而為人類開發(fā)太空、建立生存模型、探討人與生物間關(guān)系、保護生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等提供依據(jù)。但結(jié)果卻是令許多人意想不到的：當入住的科學家們還未從興奮

7、和喜悅的心情中釋放出來，他們就發(fā)現(xiàn)生物圈二號內(nèi)的空氣越來越差，氧氣越來越少，二氧化碳濃度升高后導致了疲勞和失眠，以至后來有兩位科學家不得不依靠氧氣筒睡覺。剛開始，科學家們每天還可以到“海洋”中去暢游一番，但海水富營養(yǎng)化后形成的赤潮使人望而生畏。當科學家們看到許多活蹦亂跳的生物一一死亡時，心情就一天比一天糟，不到一年就死了近1/4的物種使他們徹底喪失了信心?？茖W家們檢討了實驗失敗的原因：自然界不同于人工控制系統(tǒng)，大而全的設(shè)計導致了顧此失彼。生物圈二號內(nèi)的土壤均來自一個地方，不像地球那樣不同地帶有不同的土壤

8、類型。模擬的各類生態(tài)系統(tǒng)的空間分布格局及大小比例不合理。地球上生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生物間關(guān)系很復(fù)雜，目前人類還未全面了解生物間的協(xié)調(diào)性。它最重要的啟示在于：我們?nèi)祟惸壳皩Φ厍虻牧私膺€是遠遠不夠的，目前最好的辦法還是保護和利用好地球，進行環(huán)境保護和生態(tài)恢復(fù)是實現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的必由之路。實驗的失敗使投資者失去了耐心，他在追加一筆運行費后將這個溫室送給哥倫比亞大學作科普和科研基地。今天，任何人只要憑票即可進入?yún)⒂^。但無論如何，這個實驗體現(xiàn)了人類智慧和科