宇宙很大，但人类却只能生活在“小小”的地球之上，对于人类来讲，这确实有点尴尬，不过我们可以乐观地认为，这样的尴尬应该只是暂时的，随着科技的发展和进步，或许在不远的未来，人类可以脱离地球的约束，到太阳系其他的星球上去生活。
而我们都知道，太阳系中其他星球的自然条件都很糟糕，即使是与地球自然条件最接近的火星，也无法提供人类生存的条件，所以想要实现这样的目标，一个必不可少的条件就是，我们应该有能力在其他星球上建造可以自给自足的生态系统，并在其中长期生活，而不需要来自地球的补给。
但问题是，我们是否真的有能力做到这样的事呢？为了找到这个问题的答案，在33年前，美国曾做过一个实验，该实验的内容简单来讲就是，把4男4女关在一起两年，以测试他们能不能在科学家精心打造的人工封闭生态系统中长期生存。
该实验所用的人工封闭生态系统被称为“生物圈2号”（Biosphere 2），位于美国亚利桑那州图森市以北的沙漠里，主要由钢框架和玻璃覆盖构建而成，占地约1.27万平方米，总容积约14万立方米。
“生物圈2号”内部设置了多个生态区域，包括热带雨林、草原、湿地、沙漠、咸水海洋和农业区等，除了常见的农作物之外，其中还引入了大量的动植物和微生物，例如鸡、羊、鱼、小型爬行动物、两栖动物及甲壳类动物、木本植物、草本植物、水生植物、授粉昆虫、分解者昆虫、硝化细菌、分解菌、藻类、珊瑚等等，以令其尽可能地令其接近地球自然环境。
根据科学家的设想，“生物圈2号”应该是一个完整的生态循环系统（比如说植物通过光合作用产生氧气和食物，动物和人类通过呼吸消耗氧气并产生二氧化碳，微生物将有机废物分解为养分，供植物再次吸收），因此即使与外界彻底隔离，人类也可以在其中生存很久，至少两年是没有什么问题的。那这个实验的结果如何了呢？我们接着看。
1991年9月26日，4男4女共计8名实验参与者，怀着满腔热忱进入了“生物圈2号”，他们中包括了生态学家、医生、农业专家和工程师。随后这里与外界彻底隔离，为期两年的实验正式开始，根据实验要求，在此期间，他们需要完全依靠“生物圈2号”内部的资源生存。
刚开始的时候，大家充满干劲，他们忙碌地种植农作物，饲养鸡和羊，同时尽量让所有资源得到高效利用，看上去一切都比较顺利，实验正在以预期的效果展开，然而随着时间的推移，情况却渐渐地向不好的方向发展。
最早出现的是湿度过高的问题，“生物圈2号”的沙漠区域意外地变得过于潮湿，湿气使得设计初衷完全被打乱，原本的干旱生态被繁茂的植物覆盖。与此同时，热带雨林区域的牵牛花迅速生长，它的茂密藤蔓遮挡了其他植物需要的阳光，威胁到生态多样性，这种情况迫使他们不得不干预，用人工手段进行移除。
接下来，动物的种群动态也出现了问题，蚂蚁和蟑螂逐渐成为其中的“霸主”，它们数量暴增，远远超过了其他动物种群，这种失控的增长扰乱了生态平衡，而一些关键物种，例如负责授粉的昆虫种群，却未能按预期繁殖，导致植物的自然繁殖受到抑制，整个生态系统开始显露出失衡的迹象。
然后新的问题又出现了，尽管外部阳光明媚，但玻璃和钢架结构削弱了一部分光线，导致室内光照强度只有外界的40%-50%，光合作用效率因此大幅下降，植物的生长速度减缓，氧气的生成也随之受到严重影响。
令人意想不到的是，氧气的浓度开始以一种不可忽视的速度下降，起初，系统内的氧气浓度与外界相同，约为20.9%，而在实验进行到第16个月时，这一数值已经下降到14.5%左右，氧气不足对他们的健康造成了严重威胁，部分人出现了疲劳、睡眠呼吸暂停等不好的状况。
值得一提的是，关于氧气减少的原因，最初的推测是“生物圈2号”内的呼吸作用和光合作用未能达到平衡。不过通过后来的同位素分析，科学家发现，最主要的原因应该是氧气和二氧化碳并没有完全按照预期的方式循环，事实上，二氧化碳并未完全转化为植物的生物质或在呼吸中释放，而是与暴露的混凝土发生了化学反应，从而使大量的氧元素被“封存”起来了。
除此之外，二氧化碳本身的波动也成为一个巨大的问题，在白天，植物通过光合作用吸收二氧化碳，导致其浓度下降，而到了夜晚，植物的呼吸作用使其浓度迅速回升，这种昼夜间的波动高达600 ppm，表现出极其剧烈的不稳定性，此外，二氧化碳的季节性变化也非常显著，冬季时浓度高达4000-4500 ppm，而夏季则降至约1000 ppm，这种波动使得系统难以维持在一个可控的状态。
为了控制二氧化碳水平，他们尝试了一系列措施，比如调整了沙漠和草原的灌溉计划，希望通过改变生态系统的动态来缓解二氧化碳的波动，他们还增加了快速生长植物的种植面积，以提高系统的光合作用效率，然而，这些努力并未能有效解决问题，最终他们被迫启用了CO2吸附装置，这种技术手段虽然有效，却引发了人们的质疑，因为这与实验的初衷相矛盾。
除了氧气的下降和二氧化碳的波动，食物短缺也成为了他们需要面对的巨大挑战，由于光照不足和土壤养分释放速率的不可预测，农作物的产量远远没有达到预期，他们不得不经常在饥饿的情况下劳作，努力维持农作物的种植，尽管他们试图通过扩大能快速生长的农作物的种植面积来解决这一问题，但效果却并不明显，食物的短缺仍然使他们承受了巨大压力。
随着时间的流逝，情况变得越来越糟糕，“生物圈2号”内越来越多的物种开始灭绝，其中也包括他们的农作物，以至于在后期，甘薯成为了主要粮食来源，进而导致了他们的营养不良，尽管他们在此时仍然可以在这里获取到能勉强维持生存的食物，但氧气浓度的下降却严重威胁到了他们的生命安全。所以在1993年1月和8月，实验团队被迫向系统注入来自外界的氧气，以缓解氧气不足的问题。
就这样苦苦坚持到1993年9月26日，实验终于结束了，8名成员走出了“生物圈2号”，值得一提的是，根据他们的介绍，在这长达两年的封闭生活之中，由于条件越来越艰苦，人与人之间的矛盾逐渐显现，这导致他们最终分裂成两个对立的阵营，彼此不信任，甚至还出现了冲突。
“生物圈2号”实验结束后引发了人们的热烈讨论，人们普遍认为，虽然这个实验为封闭生态系统的研究提供了宝贵的数据，并且也坚持了两年的时间，但由于实验过程并未真正实现完全的自给自足，因此从总体上来讲，这个实验其实是失败了。
而这也就意味着，想要在地球之外建造自给自足的封闭生态系统，其实比想象中的要困难得多，或许在未来的很长一段时间里，人类都只能生活在“小小”的地球之上。
实际上，“生物圈2号”之所以被命名为“2号”，其实是因为它试图模仿的正是我们赖以生存的“生物圈1号”——地球，所以从这方面来讲，我们更应该珍视地球，毕竟这是我们在宇宙中唯一的家园。
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