生物圈二号到底为什么会失败？
我们得先明白，生物圈二号的“失败”不是一个简单的是非题，更像是一系列期望值与现实之间的巨大鸿沟。它本身是一个史无前例的尝试，从零开始构建一个能够自给自足、维持生命运转的完整生态系统，这本身就充满了巨大的挑战。
首当其冲，也是最致命的打击，便是氧气和二氧化碳的失衡。
设想一下，你试图在一个完全密闭的空间里模拟地球的呼吸循环。生物圈二号拥有庞大的温室、农田、热带雨林、海洋以及各种土壤生态系统，其中包含了大量的植物、微生物以及少量动物。按理说，植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气；而包括人类在内的生物则通过呼吸消耗氧气，释放二氧化碳，形成一个相对稳定的循环。
然而，现实情况远比理论复杂得多。在生物圈二号运行的初期，科学家们发现，体内的氧气含量在持续下降，而二氧化碳含量却在上升。起初，他们以为是人们呼吸耗氧量过大，但很快就排除了这个可能。深入调查后，矛头直指一个关键但被低估的因素：土壤中的微生物。
生物圈二号使用了大量的土壤，这些土壤中含有数量惊人的微生物，它们在分解有机物（比如落叶、死去的动植物）的过程中会消耗氧气并释放二氧化碳。由于生物圈二号设计之初，对这些微生物的活动强度和对氧气的消耗量估计不足，再加上整个封闭系统中的物质循环并不完美，导致微生物的“呼吸”成为了一个巨大的“黑洞”，吞噬了本应留给人类呼吸的氧气。
更糟糕的是，用于种植食物的土壤也存在问题。为了提高产量和防止病虫害，土壤中添加了一些营养物质和生物制剂，这些都可能进一步激活了微生物的活动。于是，氧气越来越少，空气质量直线下降，到了后期，成员们不得不戴上氧气面罩才能勉强维持生命。为了解决这个问题，科学家不得不向生物圈二号外部注入氧气，这无疑是对其“封闭性”和“自给自足”理念的根本性违背。
第二个重大问题是生物多样性的急剧下降，特别是传粉昆虫的消失。
生物圈二号的设计包含了多种多样的植物，其中许多需要昆虫进行传粉才能结果。然而，在封闭的环境中，许多昆虫，特别是那些专门负责授粉的蜜蜂和蝴蝶，因为食物来源单一、栖息地不适应或遭遇了意想不到的病虫害，数量急剧减少，甚至一度完全消失。
这导致了许多农作物和观赏植物的授粉失败，产量大幅下降。原本计划用于提供食物的农田，其生产力大打折扣。更重要的是，这种生物多样性的丧失，打破了生态系统中复杂的食物链和相互作用，使得整个系统变得更加脆弱和不稳定。例如，一些植食性昆虫的消失，可能导致植物过度生长，又反过来影响其他生物的生存。
资金短缺和管理上的分歧，也为生物圈二号的坎坷之路埋下了伏笔。
生物圈二号是一个极其昂贵的项目，动辄耗资数亿美元。然而，在项目运行期间，资金链出现了问题，导致设备的维护和更新受到了影响。更重要的是，项目的管理层和参与的科学家之间，在如何应对突发状况、如何调整实验方案等方面，出现了严重的分歧。
这种内部的矛盾和混乱，使得本就异常复杂的生态系统管理变得更加困难。当问题出现时，没有统一的声音和明确的决策流程，导致应对措施往往滞后且效果不佳。例如，对于氧气下降的问题，内部就曾出现过是否应该“作弊”注入氧气的争论，这反映了项目在原则和现实操作之间的挣扎。
心理和社会因素，同样不容忽视。
将八名不同背景的人封闭在一个狭小的空间里长达两年，这对他们的心理承受能力是巨大的考验。在巨大的压力、有限的资源和不断出现的生存危机下，成员之间的关系变得紧张，冲突频发。一些成员出现了抑郁、焦虑等心理问题，而另一些则因为与管理层的沟通不畅而感到沮丧。
在如此极端且孤立的环境下，维持良好的心理状态和团队协作，与维持生态系统的稳定同样重要。但显然，在这方面生物圈二号并未能给予足够的重视和支持。
最后，我们得承认，人类对复杂生态系统的理解仍然存在巨大的局限性。
生物圈二号的失败，并非是某个单一因素造成的，而是多种因素相互作用、叠加放大的结果。它暴露了我们在设计和构建能够完全自给自足、自我调节的人工生态系统方面的不足。我们对微生物世界的复杂性、生物多样性的精妙平衡、以及封闭环境中物质和能量流动的微妙变化，都还有许多未知的领域。
虽然生物圈二号最终未能完全达到其预期的“成功”，但它也并非一无是处。它为我们提供了一个宝贵的学习机会，让我们深刻认识到模拟地球生态系统的难度，以及人类在其中扮演的角色。它收集了大量关于封闭式生态系统运行的数据，为后来的相关研究，比如国际空间站上的生命支持系统设计，提供了重要的参考。
所以，与其说生物圈二号是“失败”了，不如说它是一个极具挑战性的实验，虽然过程中暴露了许多问题，但它以一种近乎惨烈的方式，为我们揭示了地球生命系统的复杂与脆弱，也警示了人类在改造和模拟自然时，必须怀有更深的敬畏之心和更扎实的科学理解。它的故事，更像是一声响亮的警钟，提醒我们，当我们试图复制生命本身的时候，我们还有很长的路要走。
网友意见
生物圈二号未能达到设计目的之原因，是相关人员太年轻太单纯，做的各种设计太过想当然，而且缺乏资金投入。
人工生物圈、人造生物圈，或曰人造封闭生态系统，可以帮我们加深对地球生物的了解，其研究成果能应用于航海（尤其是潜艇）、航天、环境保护、民防工程等领域，有必要发展，但并无特别迫切的需求。这方面最大的障碍是缺少资金。“生物圈二号”这样的大规模项目，在自然科学上取得的成果还不如工程学上来得多：它揭露了我们过去对生物和身边的建筑材料的严重无知。
生物圈二号（Biosphere 2）位于美国亚利桑那州，是艾德·巴斯等人在 1987~1989 年主持建造的人造封闭生态系统，占地 1.3 万平方米，约有 8 层楼高，为圆顶形密封钢架结构的玻璃建筑物。
生物圈二号的设计目的是探索基于各种生物群系的、具有不同区域结构的生命系统内的相互作用网络，证明人造封闭生态系统能在太空或其它天体上自我维持并支持人类居住。建筑内有数个生物群落和生活区、农业区、工作空间。
由于当时人们对从蟑螂到混凝土的各种东西的认识都很天真，生物圈二号的设计步子迈得太大，在里面设置了不完整的小块热带雨林、小块海水、小块湿地等对维持封闭环境并无好处的东西。
生物圈二号规划了两次长期科研任务：让八个人在只有阳光输入的状态下生活两年。第一次任务从 1991 年 9 月 26 日至 1993 年 9 月 26 日，第二次任务从 1994 年 3 月 6 日开始，在 1994 年 9 月 6 日由于资金问题而提前结束。
在第一次任务中，八位组员靠农业系统生产了 83% 的饮食。在第一年试验期间，由于缺乏经验，八人十分有效地减了肥，在第二年食物生产量提高之后体重才回升。他们还遇到氧气与二氧化碳浓度变化的问题：实验期间，封闭空间里的氧浓度徐徐下降，直到一些实验者感到不适。外界管理团队在 1993 年 1 月与 1993 年 8 月从外部朝生物圈二号泵入纯氧来解决。
- 生物圈二号的农业区、热带草原区、雨林区在任务前设置了支持植物生长的微生物，事后调查发现这些微生物消耗了超出预期的氧气，而建筑物基部的混凝土在硬化过程中吸收了微生物排出的大部分二氧化碳，从而让整个环境中的氧气徐徐减少。
在将受伤的实验者送出建筑等操作中，新闻界有人怀疑他们从外界输入了食物等物品，让实验的可信度下降。
实验过程中，人们想当然地引入的大量的授粉昆虫很快灭绝，一种热带蚂蚁和蟑螂大量繁殖、成为优势物种[1]，并负起了一部分授粉的责任——对，下次有人和你吹嘘说蜜蜂灭绝后人类OO个月云云的时候，你可以用这事实去啐 ta——后期因二氧化碳浓度升高，热带雨林区的一些植物快速生长，枝干的支撑力下降，造成安全隐患。总之就是十分混乱，显示了地球生物的特性。
- 蚂蚁：年轻人，扯到蛋了吧，让爷爷来救你吧。
在第一次任务结束后，人们针对上述种种问题进行了大规模的改善工程与研究，用涂料封闭了所有的混凝土表面来防止其吸收二氧化碳。
在第二次任务中，八位实验者达成了食物生产自给自足的目标。但是，1994 年 4 月 5 日，两名前项目成员从外部破坏生物圈二号，将一扇双门气闸和三个单门紧急出口打开了约十五分钟、损伤了 5 块玻璃。生物圈二号在一小时内重新密封，但已经有约 10% 的空气与外界发生交换。那之后又发生了两次组员变动，实验的意义下降了很多。
1994 年 9 月 6 日，由于管理公司的财务困难，生物圈2号提前结束了封闭任务。那之后哥伦比亚大学、亚利桑那大学先后使用它进行了科研项目。
要看成功的项目的话，可以看苏联的 BIOS-3，美国的 CELSS，日本的 CEEF，我国的“绿航星际”与“月宫一号”。但我更建议读者看看火星-500，思考一下你要应用人造封闭生态系统的领域是否真的需要在封闭状态持续循环。
过去几十年里，许多先驱讨论过在空间站、月球、火星上建立人造生物圈的可行性。现在有不少解决方案，其中一些方法在现有技术水平下是可以实现的，但没有足够的资金投入。
在封闭生态系统中，至少要有一种自养生物来生产有机物，每一种生物新陈代谢产生的废弃物必须能被至少一种生物所利用，上述过程可以有机器辅助，但现有的机器还不能完全包办。如果该系统的目的是让人在里面维持至少一段时间的生存，人呼吸释放的二氧化碳、日常排泄的粪便和尿液等必须被其他生物和机器转化为氧气、食物和水。在现有的实践中，很难期待靠化能自养生物维持人的生活所需，绝大多数封闭生态系统实验设施建立在光能自养生物的基础上，小球藻之类单细胞光合生物是热门选择。
参考
- ^ 更讽刺的是，这蚂蚁不是人类放进去的，是自己从土里钻进去的
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