中科院：從生物圈二號(hào)的失敗看環(huán)境保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)的必要性（任海）

來(lái)源：水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)網(wǎng) 上傳日期:2018-07-23 打印本文章【字體】大中小

中國(guó)科學(xué)院華南植物研究所　任　海

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(dòng)人心的消息：由美國(guó)太空生物圈風(fēng)險(xiǎn)投資公司建立的“生物圈二號(hào)”投入運(yùn)行，8位科學(xué)家笑容滿面地于上午8:15正式入住位于美國(guó)亞利桑那荒漠的一個(gè)模擬地球環(huán)境的全封閉溫室，開(kāi)始了長(zhǎng)期自給自足、與世隔離的生活。次年4月，英國(guó)的《新科學(xué)家》周刊還認(rèn)為“這是肯尼迪總統(tǒng)提出飛向月球計(jì)劃以后美國(guó)實(shí)施的最令人激動(dòng)的科學(xué)研究項(xiàng)目”。但一年后，這些科學(xué)家們實(shí)在呆不下去了，一個(gè)個(gè)病怏怏地出來(lái)了。隨后，科學(xué)家們又組織了兩次封閉住人實(shí)驗(yàn)，但均以失敗草草收?qǐng)?，而且住人的時(shí)間一次比一次短。那么生物圈二號(hào)是怎么回事呢？它為什么會(huì)以失敗告終呢？

自1940年以來(lái)，由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類(lèi)生產(chǎn)、生活和探險(xiǎn)的足跡遍及全球。據(jù)統(tǒng)計(jì)，87%的陸地已受到人類(lèi)活動(dòng)的干擾，僅有3%的地方?jīng)]有人類(lèi)涉足。現(xiàn)在全球人口已達(dá)57億，而且每年仍以9000多萬(wàn)的速度在遞增。在那些有人居住的地方，人類(lèi)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。隨著人口的持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)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(duì)全球自然生態(tài)系統(tǒng)的脅迫。人類(lèi)面臨著合理恢復(fù)、保護(hù)和開(kāi)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(jì)劃，也有人提出了“我們只有一個(gè)地球”的呼吁。生物圈二號(hào)就是在這種背景下產(chǎn)生的。

按照設(shè)計(jì)思想，地球是生物圈一號(hào)，生物圈二號(hào)是地球的縮影，人類(lèi)如果能在這個(gè)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(shí)在不行了就在人類(lèi)控制的“地球”中生存。這個(gè)大科學(xué)工程從1986年設(shè)計(jì)，次年動(dòng)工，至1991年完工，共花費(fèi)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(yáng)光、電和信息與外界相通。其面積相當(dāng)于3個(gè)足球場(chǎng)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(fēng)雨設(shè)施。生物圈二號(hào)的設(shè)計(jì)壽命100年，科學(xué)家們希望通過(guò)人在這個(gè)系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期自給自足的生活，從而為人類(lèi)開(kāi)發(fā)太空、建立生存模型、探討人與生物間關(guān)系、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)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(dāng)入住的科學(xué)家們還未從興奮和喜悅的心情中釋放出來(lái)，他們就發(fā)現(xiàn)生物圈二號(hào)內(nèi)的空氣越來(lái)越差，氧氣越來(lái)越少，二氧化碳濃度升高后導(dǎo)致了疲勞和失眠，以至后來(lái)有兩位科學(xué)家不得不依靠氧氣筒睡覺(jué)。剛開(kāi)始，科學(xué)家們每天還可以到“海洋”中去暢游一番，但海水富營(yíng)養(yǎng)化后形成的赤潮使人望而生畏。當(dāng)科學(xué)家們看到許多活蹦亂跳的生物一一死亡時(shí)，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。

科學(xué)家們檢討了實(shí)驗(yàn)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(jì)導(dǎo)致了顧此失彼。生物圈二號(hào)內(nèi)的土壤均來(lái)自一個(gè)地方，不像地球那樣不同地帶有不同的土壤類(lèi)型。模擬的各類(lèi)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(lèi)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?lèi)目前對(duì)地球的了解還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，目前最好的辦法還是保護(hù)和利用好地球，進(jìn)行環(huán)境保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)是實(shí)現(xiàn)人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

實(shí)驗(yàn)的失敗使投資者失去了耐心，他在追加一筆運(yùn)行費(fèi)后將這個(gè)溫室送給哥倫比亞大學(xué)作科普和科研基地。今天，任何人只要憑票即可進(jìn)入?yún)⒂^。但無(wú)論如何，這個(gè)實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了人類(lèi)智慧和科學(xué)進(jìn)取精神，也為人類(lèi)更好地了解地球和生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性提供了最直接的證明。

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