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簡介
【生物圈2號簡介】地上部分
內壓
物質閉環
生物圈二號的生態群落中大約有4000個物種。
各種野生動物群落的棲息地並不壹致。
生物圈二號實驗課程1991於9月26日首次進駐。
3月6日1994，第二次進駐。
神經系統
海拔1200米的沙漠上。
證實“生物圈二號”實驗失敗。
證明沒有地球，人類將很難永遠生存下去。
具體研究範圍及主要成果(詳細)1、大氣動力學與大氣泄漏
2.食品生產和廢物處理
3.物種種群的動態變化
4.生理學、營養學和醫學實驗
失敗的原因和失敗的教訓。
生物圈2號的評估有關其運行性能的數據非常有用。
這是人類科學史上的傑作。
生物物種關系紊亂
環境資源與人口的比例嚴重偏低。
簡介
【生物圈2號簡介】地上部分
內壓
物質閉環
生物圈二號的生態群落中大約有4000個物種。
各種野生動物群落的棲息地並不壹致。
生物圈二號實驗課程1991於9月26日首次進駐。
3月6日1994，第二次進駐。
神經系統
海拔1200米的沙漠上。
證實“生物圈二號”實驗失敗。
證明沒有地球，人類將很難永遠生存下去。
具體研究範圍及主要成果(詳細)1、大氣動力學與大氣泄漏
2.食品生產和廢物處理
3.物種種群的動態變化
4.生理學、營養學和醫學實驗
失敗的原因和失敗的教訓。
生物圈2號的評估有關其運行性能的數據非常有用。
這是人類科學史上的傑作。
生物物種關系紊亂
環境資源與人口的比例嚴重偏低。
展開並編輯這段介紹。
生物圈2號旨在封閉狀態下開展生態和環境研究，幫助人們了解地球是如何運作的，在模擬地球生態環境的條件下研究人類是否適合生存。為了盡可能接近自然環境，圈內的土壤、草皮、海水、淡水都取自外面不同的地理區域，經過壹定的人工處理再利用。例如，實驗中使用的海水是由海水和淡水以適當的比例混合而成的。
編輯此段【生物圈2號簡介】
占地面積生物圈2號占地面積1.28公頃。
關鍵部分
它是塗有粉末的立體鋼架結構，配有雙層玻璃窗；接地部分為焊接不銹鋼板，並用鋼墊片密封。總體積約為180000m3。其內部主要由七個生態群落和兩個大氣膨脹室(也稱“肺”)組成。此外，還有能源中心、冷卻塔等設施。相關結構參數見下表:表1:生物圈2區各種組分和結構參數列表面積(m2)體積(m3)土壤(m3)水分(m3)大氣(m3)集約農業區2000 38000 2720 60 35220居民區1000 165438。38+0 10997熱帶雨林2000 35000 6000 100 28900熱帶草原/海洋/沼澤2500？49000 4000?3400 41600沙漠1400 22000 400 17600“西肺”1800 15000 00 15000“南肺”1800 65448。
內壓
為了減輕三維結構的負荷，生物圈二號的內部壓力略高於周圍的大氣壓力。眾所周知，溫度變化必然導致壓力變化，這種熱脹冷縮的壓力變化足以破壞玻璃窗板(計算值輕松超過kPa)。為了解決這個矛盾，沒有采取通常的抗壓措施，而是為圓環組裝了兩個被稱為“肺”的可變容積艙，使大氣在恒定壓力下膨脹和收縮。兩個“肺”就像壹個巨大的活塞，通過密封膜與氣缸相連，垂直運動距離約為15m。活塞重量產生相對於周圍大氣壓力的內部正壓。正壓有兩個好處:無論哪裏有泄漏，內部大氣都會向外擴散，保證消除外部汙染；活塞的持續滑動表明某處有泄漏。兩個“肺”的體積占圓圈閉合體積的30%。除上述設施外，還包括分析、醫療、獸醫、監測、維修、鍛煉、影視室，分布在不同的部位。
物質閉環
生物圈二號和地球生物圈類似，在物質上是閉環的，禁止用工程手段與外界大氣和地下土壤進行物質轉化。在能量上開環，讓陽光透過玻璃結構進行植物的光合作用，同時引入電能進行技術系統運行。信息也是開環的，可以通過計算機系統、電話、相機、電視與外界交換數據和信息，可以通過電視與外界工作人員和親屬進行面對面的交談，可以放映電影，觀看商業電視節目。電能和熱控能量通過密閉裝置從外部輸送。能量傳遞時，不允許內外流體交換或混合。
在此部分編輯生物圈2號中的生態群落。
生物圈2號有五個野生動物群落(熱帶雨林、稀樹草原、海洋、沼澤和沙漠)和兩個人工生物群落(集約農業區和居住區)。它們分別由美國和英國的生物學家和生態學家設計，以北回歸線和南回歸線之間的生態系統為模型。
大約4000種
圈內物種約4000種，其中動物約3000種(包括:軟體動物、節肢動物、昆蟲、魚類、兩棲動物、爬行動物、鳥類、哺乳動物等。)、植物(包括浮遊生物、苔蘚、蕨類植物、裸子植物和被子植物等。)和約654，300種微生物(包括細菌、黏菌、真菌、微藻等。).
各種野生動物群落的棲息地並不壹致。
系統中既有高大的樹木(如紅樹林)，也有矮小的灌木和草類植物，錯落有致，美不勝收。各野生動物群落中的生境不同，分別有4、6、4、4、6個生境。例如，海洋有4種類型，如海灘、淺水鹹水湖、珊瑚礁和海水。生物群落之間有相對獨立的生態帶將它們相互隔開，比如稀樹草原和沙漠之間有壹簇灌木。為了保護每個群落免受環境脅迫，在其周圍種植耐受性強的植物，例如熱帶雨林被茂密的姜科植物包圍，從而保護內部樹種免受側面強烈的陽光照射，而在與海洋的界面種植竹子以抵抗鹽的滲透。為了盡可能接近自然環境，圈內的土壤、草皮、海水、淡水都取自外面不同的地理區域，經過壹定的人工處理再利用。例如，實驗中使用的海水是由海水和淡水以適當的比例混合而成的。生物圈2號選擇植物的標準主要考慮動物消費者的生命支持、分類多樣性、物理參數、植物的可用性和美學價值。為了適應達爾文的自然選擇過程，植物物種的數量超過了系統最初所能支持的數量，這可以彌補物種的損失或滅絕，最終促進系統的持續穩定。
編輯生物圈二號實驗的這個部分。
1991 9月26日首次進駐。
四男四女***8名研究人員第壹次進入生物圈2號，於1993年6月26日離開，在***停留了21個月，在各自的研究領域積累了豐富的科學數據和實踐經驗。來自英國、墨西哥、尼泊爾、南斯拉夫和美國的四男三女七名實驗者，在評估了第壹批成果並改進了技術後，
3月6日1994，第二次進駐。
幹了10個月，1995+0就出去了。在此期間，他們對大氣、水和廢物的循環利用以及食品生產進行了廣泛而系統的科學研究。生物圈2號是世界上最大的封閉人工生態系統。它使人類第壹次能夠在整體水平上研究生態學，從而為理解地球生物圈的全球生態變化過程開辟了新的途徑。更重要的是，它將作為第壹個永久性生物再生生命保障系統的地面模擬裝置，有可能應用於未來地外行星的定居和載人探索宇宙。
神經系統
生物圈二號的“神經系統”是壹個完整的計算機數據采集和控制系統，是壹個從居住區指揮室輻射出來的微處理器網絡系統。這個內部的“神經系統”通過信息通道與外界附近的“飛控”大樓裏的計算中心進行交流。作為壹個分析中心，這個建築成為了生物圈1和生物圈2之間獲取分析數據和交流的主要窗口。小區內的指揮室可以有效控制所有主要運行參數，如溫度、濕度、光照強度、水流量、pH值、CO2濃度、土壤濕度、儀器運行狀態等。，通過遍布圓周的5000多個傳感器(每15分鐘記錄壹次並讀入無限增長數據庫)，並能顯示數據傳感器和所有報警裝置的狀態。每個設備都有壹個手動控制開關，以防止“神經系統”的任何部分出現故障。雖然整個圈子都是熱帶氣候，但是不同的生物群落有不同的冷暖要求，所以有相對獨立的溫度。
海拔1200米的沙漠上。
因為生物圈2號位於海拔1200m的沙漠中，它的外圍大氣壓力只有88.2kPa左右，而不是標準壓力101.3 kPa，所以它的內部壓力只能略高，即88.24kpa..利用力學系統模擬地球自然環境，如制造海浪、潮汐、溪流、瀑布，根據季節要求控制風、雨、濕度，控制鹽分梯度和養分循環速度，海水淡化等。最初，生物圈2號實驗的目的是研究人類和各種生物(植物和動物)能否通過系統中空氣、水和營養物質的循環和再利用，在壹個密封隔離的人工系統中健康快樂地生存。
證實“生物圈二號”實驗失敗。
在從1991到1993的實驗中，研究人員發現生物圈2號中氧氣和二氧化碳的大氣組成比無法靠自身平衡；生物圈二號中的水泥建築影響正常的碳循環；大多數動植物無法正常生長或繁殖，滅絕速度比預想的要快。經過廣泛討論，確認“生物圈2號”的實驗失敗，沒有達到原設計者預定的目標。
證明沒有地球，人類將很難永遠生存下去。
這證明，在已知的科技條件下，沒有地球，人類將很難永遠生存下去。同時也證明了地球仍然是人類唯壹可以依賴和信任的生命維持系統。65438年至0996年，巴斯將生物圈2號交給美國哥倫比亞大學管理和規劃其未來方向，作為生態學和環境變化的研究和教學基地。哥倫比亞大學開始整合生物圈二號現有的生態系統模擬實驗和新的研究計劃，並作為研究和學習中心對外開放，探索我們人類生活和環境生態的互動影響。
編輯本段的具體研究範圍和主要成果(詳細)
首批8位科學家根據各自的研究範圍，在封閉的人工生態環境中進行了21個月的廣泛、細致、深入的觀察、記錄和分析。研究項目包括生物地球化學、土壤、水、海洋、“全球”生物量、農業、遺傳學、生理學、營養學、醫學、心理學、技術和工程。本文僅將幾個重要的研究成果總結如下:
1，大氣動力學和大氣泄漏
在微小的封閉生態系統中，生物地球化學循環速率顯著增加，這是由於其缺乏地球生物圈巨大的儲存功能，生物與無機物的比例大大增加。即使在生物圈2號這麽大的裝置中，大氣CO2(二氧化碳)的平均滯留時間也只有1 ~ 4天，而在地球生物圈中大約是3年。生物圈2號大氣CO2濃度為1500 ppm(約為地球大氣CO2的4倍)，相當於100kg碳。這壹數量與圈內生物量和土壤中有機碳相比大大減少，分別為100:1和5000:1，而在地球上，生物圈2中CO2的波動範圍為700 ~ 800 ppm/d，壹般為500 ~ 600 ppm/d，有時更低，這與季節、日循環和天氣變化引起的光合作用和呼吸作用的動態波動有直接關系。當光照強度(光通量，PPF)達到壹年中的最低值(16.8mol·m-2D-1)時，CO2的平均濃度為2466ppm。相反，當PPF達到最高值(53.7mol·m-2d-1)時，CO2濃度達到壹年中的最低值1060ppm。為了在第壹個冬天的低光照下緩沖該系統的高CO2濃度水平，使用CO2循環系統通過化學反應形成CaCO3，並且如果需要，後者可以被加熱到950℃以將CO2釋放到大氣中。在四個月的時間裏，通過定期使用這壹物理化學系統，約有53880mol(相當於9450ppm)的CO2以CaCO3(碳酸鈣)的形式沈積下來。這種沈澱可以間接解釋約1%大氣O2的減少(通過有機碳氧化和隨後的CaCO3分離)。相反，2月份用於補償大氣泄漏的19910%外部大氣的加入作用不大，CO2濃度暫時下降了200ppm，是日正常變化的1/3。CO2濃度的增加會導致海水酸度的增加。為了避免這種現象，在海水中分階段加入碳酸鈉和碳酸氫鈉，使pH值保持在7.7以上。表2:生物圈二號壹年的農業總產量(公斤):蔬菜:蕓豆8甜菜葉273甜菜根308辣椒13胡蘿蔔88辣椒63白菜83黃瓜17茄子155甘藍11生菜9洋蔥107大白菜65438。+0南瓜子8西葫蘆287瑞士甜菜58紅薯葉64西紅柿288冬瓜261食物:大米196高粱131小麥113澱粉類蔬菜:紅薯198紅薯1335馬蘭加84。4大豆14低脂豆類:蠶豆63蠶豆15水果:蘋果1香蕉1024圖39番石榴41金桔4檸檬10酸橙4柑橘6木瓜639畜產品:羊奶407山羊肉8豬肉35魚10。從1991的9月到1992的6月，生物圈2號的氧濃度從20.5 1%下降到16.95%，在1938的10月中旬為14.5。根據醫囑，在6月1992後連續幾周向圈內註入純氧，使其濃度恢復到19%。氧濃度主要在密封後的前四個月下降，為65438±08%。1 9 92年4月以後，氧濃度每月線性下降0.25%。O2濃度降低的真正原因還不是很清楚，幾種方法對氧動力學的研究還在繼續，包括氧同位素在研究圈內的分布。生物圈二號非常密閉。根據泄漏率與壓力的關系，年泄漏率為6%，標記微量氣體(SF6)逐漸稀釋的測量結果證明年泄漏率不超過10%。前四個月(19 91 9月~ 12 2月)大氣泄漏量約為10%，19 91年底註入壹次相應的外部氣體。其他封閉的人工生態系統(如肯尼迪航天中心制造的生物質生產艙)的日泄漏率在1%-10%之間。
2.食品生產和廢物處理
生物圈2號的農業系統必須滿足三個主要要求，即無汙染、集約和可持續。太空生物圈風險投資公司及其在農業領域的主要顧問——亞利桑那大學環境研究實驗室，最初試驗的是水培和霧培，最後因為種種原因不得不轉向土壤農學。原因之壹是水培必須依靠化學營養液的輸入，這在太空中很難解決。另壹個原因是，如果沒有能力堆肥或利用植物/微生物系統再生廢水，將更難解決促進動物和人類廢物以及作物不可食用生物質的回收利用的相關問題。此外，堆肥或沼澤廢水處理系統比濕式氧化或焚燒等物理系統更節能。集約農區* * 150品種50種，每輪種植30種左右，主要有糧食、蔬菜、水果，以及飼養動物和魚類(稻田種植)。動物飼料包括苜蓿、象草、水葫蘆和各種作物(利用其不可食用的生物質)。封後建立的農業體系平均提供8個人80%的營養需求，包括谷物、豆類和蔬菜，但封前種植的食物要求在封後的前幾個月食用(剩下的20%營養需求)。由於圈內紫外線輻射不足，必須補充維生素B12和維生素D。肉很少，每人每周壹個雞蛋。前10個月食物的平均熱量值限制在2000 cal/d(1Cal = 4.18J)，之後增加到2200 cal/d..在吃之前，食物被稱重並記錄。農業區不使用農藥，而是使用益蟲和噴霧器(如肥皂水、硫磺、芽孢桿菌)來控制病蟲害的發生。廢棄物循環利用是將動物廢棄物和植物不可食用生物質堆肥，利用水生植物鹹水湖系統處理“常駐人員”的廢水。使用“土壤床反應器”減少痕量氣體的積累使用大氣水分冷凝系統提供飲用水。
3.物種種群的動態變化
野生地區植物生長旺盛，前9個月生物量增加60% ~ 75%。在熱帶雨林中，樹冠巨大而茂密，連成蔭影，從而抑制了小型植物，尤其是肉質植物的生長。沙漠中的多年生草本植物生長迅速，這也證明了沙質土壤在幹燥條件下有利於多年生草本植物的生長。起初，野生物種數量減少，其中植物不到10%，陸地動物和昆蟲不到30%，海洋物種約10%~20%。當食物網更加完整，樹冠成熟時，物種流失的數量會減緩，很多動植物在此期間會有不同程度的繁殖。自生態系統建立以來，人類壹直是控制雜草和害蟲發生、維持生物多樣性的主要捕食者。如果沒有人類的直接幹預，生物多樣性在生物圈2號最初運行期間將不可避免地下降。
4.生理學、營養學和醫學實驗
生物圈二號生產的食物基本可以滿足RDA的需求，但是已經所剩無幾了。自從被密封以來，居民已經失去了大約10%~20%的重量，這是最初不適應新環境的結果。1992的4月份以後，體重停止下降，有的人甚至還長胖了壹些。這種低脂肪、低熱量、營養豐富的食物能顯著降低膽固醇(從平均約195降至125)、血壓、白細胞數和血糖含量。之前對老鼠的實驗也有類似的結果，證實了它可以延緩衰老，延長壽命。
編輯此段落失敗的原因
氧氣循環的失敗是生物圈2號失敗的重要原因。因為細菌在分解土壤中大量有機物的過程中消耗了大量的氧氣；細菌釋放的二氧化碳通過化學作用被生物圈二號的混凝土墻吸收，打破了循環，導致氧氣含量下降，不足以維持研究人員的生命。此外，生物圈2號不受控制的降雨、大部分動物的滅絕以及所有為植物傳播花粉的昆蟲的死亡也是生物圈2號失敗的原因。
失敗的教訓
“生物圈二號”的失敗警示我們，在浩瀚的宇宙中，人類只有壹個家園，逃避和等死是沒有用的。地球不是實驗室，我們輸不起。只有治療和保護她才是我們真正的出路。
編輯對生物圈2號的評價。
請看底部，謝謝。
有關其運行性能的數據非常有用。
大量證據表明，火星土壤和月球表土經過壹定的生物和化學處理後，可以作為潛在的植物栽培基質，這使得生物再生生命保障系統在太空居住中的應用比需要地球資源的裝置要經濟得多。但到目前為止，在生物再生生命保障系統中，基於土壤的技術實驗還很少。生物圈2號是第壹個建立並運行的基於土壤的生物再生生命支持系統。因此，關於其運行性能的數據對於在空間使用的類似系統非常有用。
這是人類科學史上的傑作。
無論從規模、技術難度和復雜程度，以及所取得的成果來看，生物圈二號都是人類科學史上的傑作，受到了世界的普遍關註和贊賞。但最近也受到了壹些公眾的嚴厲批評。而大眾的詬病主要是主客觀原因造成的:(1)商業投資導致遊客四處遊蕩，給人壹種缺乏科學嚴肅性的印象；(2)遇到嚴重的陰雨天氣和病蟲害，導致初收不暢，大氣泄漏；(3)人們對自己的科學實驗了解不多；(4)缺乏理論和實踐經驗；(5)管理不善導致做不到能做的事。生物圈二號項目的實驗目標雖然沒有實現，但也給人類上了很好的壹課:大自然並不像我們想象的那麽簡單，在復雜龐大的系統聯系中，每壹絲微風都可能是生命不可或缺的；人不是萬能的，人靠地球生存；人類要懂得順其自然，珍惜自然界的壹切；我們能和地球上的壹切壹起繼續發展嗎？
生物物種關系紊亂
這個實驗為什麽會失敗？科學家對此進行了總結:除了二氧化碳多、氧氣少、水循環失衡等原因外，生物物種關系失衡也是壹個重要原因。原來，雖然設計者在生物圈二號中模擬了多種生態系統，但引入的生物以生產者為主，動物、真菌、細菌的種類和數量較少。當授粉的昆蟲死亡時，壹些植物只開花不結果。由於動物的種類和數量減少，植物很少被動物吃掉，細菌和真菌的分解不足導致大量的雕落物堆積，物質循環無法正常進行。
環境資源與人口的比例嚴重偏低。
比例不對恐怕也是有原因的。在真實的生物圈中，大氣、水、植物等。對應每個人都是那麽浩瀚，那2號呢？環境資源與人的比例嚴重偏小，連大氣、水、植物都不夠壹個人用，更別說幾個人了。更多的二氧化碳和更少的氧氣是結果，而不是原因。二氧化碳多氧氣少是因為植物相對較少，不足以轉化人和植物本身產生的那麽多二氧化碳，釋放氧氣。氧氣的消耗率高於產生率，而二氧化碳的產生高於消耗。“生物圈”人。隨著地球環境的惡化，似乎又加上了逃離的欲望，人們壹直在上下尋找，加快了尋找“諾亞方舟”的速度。也許“生物圈2號”的失敗是因為技術失誤或者設備不足，也許將來會有人挑戰“生物圈3號”和“生物圈4號”。然而，生物圈二號的深度失敗所折射出的信息遠比它本身更無情。它向人們證明:大的形象是看不見的，大的藍色氣息是聽得見的。地球的環境是經過幾十億年的風風雨雨才形成的。人們渴望看壹看這種極其可靠的結構，但它絕不是簡單的人工模仿和重建。“生物圈二號”的失敗警示我們，在浩瀚的宇宙中，人類只有壹個家園，逃避和等死是沒有用的。地球不是實驗室，我們輸不起。只有治療和保護它才是我們真正的出路。