人类梦寐以求的诺亚方舟,伟大尝试,“生物圈2号”生态工程
多年来,人类梦寐以求地憧憬着冲出地球,向宇宙进军,在地球外寻找“诺亚方舟”。“生物圈2号”就是在人们的这种求索中诞生的。其目的是制造一个人工模拟的生命支持系统,以验证人类在离开地球的情况下,利用人工生态工程,仅仅依靠太阳能,能否维持生存。
“生物圈2号”建造于美国亚利桑那州的沙漠中,它因人们把地球本身称做“生物圈”而得名。它是一座微型人工生态循环系统。这个占地约1.27hm2、8层楼高的密封钢架结构的建筑物,是人们花费了约2亿美元和8年时间建造起来的。它的地上部分为立体钢架构型,配有双层玻璃窗,底部以厚水泥层完全与外界隔离。内部主要由7种模拟生态群落区和两个大气扩张室――“肺”组成。生态群落包括5个野生生物群落(热带雨林、热带草原、海洋、沼泽、沙漠)和两个人工生物群落(集约农业区和居住区),约有生物4000种。
“生物圈2号”虽然在物质上与外界完全隔绝,但可以通过电力传输、电信和计算机同外界联系。河水的流动(包括海洋的流动)、热带雨林中的风、降雨、雾和沙漠中的干热风等完全由机器推动,人密闭地生活在其中,只允许太阳光通过玻璃供植物进行光合作用。
“生物圈2号”的物质循环途径是:农田区的作物秸秆作为附近动物饲养场的饲料,产出的肉、蛋、奶以及作物产品供应人类。死亡植株及动物与人的排泄物经分解者进行分解,然后,返还到农田中给植物提供营养。生活废水经处理后进行循环利用。氧气由植物光合作用提供,呼吸产生的二氧化碳由植物吸收。
但经过4年的实验,情况偏离了科学家的预想,分析其原因主要是温度失调,以及“大气和海洋”比例与地球相差甚远,生物呼吸释放的二氧化碳超过了植物和海洋的固定能力,导致空气中二氧化碳的含量猛增;氧气量减少,不足以维持人及动物的生存;19种脊椎动物死亡;除蟑螂、蟋蟀、蚂蚱外,其余昆虫也全部死亡;靠昆虫传粉延续后代的植物也灭绝了,这个实验最终以失败告终。1996年哥伦比亚大学接管“生物圈2号”,现在它已成为一个地球系统科学的研究中心,同时对游人开放。
“生物圈2号”工程虽然失败了,但它给人类深刻的经验教训,使我们认识到与自然和谐共处的重要性,深化了我们对自然规律的认识,即自然界给人类提供生命支持服务是无价之宝。迄今为止,尽管科学技术已经如此发达了,但是人类仍然没有能力去完全模拟出自然生态系统。
“生物圈2号”工程是人类在认识自然的道路上迈出的一小步,人类探索自然,模拟自然的试验将在它的基础上继续进行下去。
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