人类再造地球的失败经验

地球这么好，再造一个行不行？

贾峰 杨珂 田烁

2015-04-30期06版

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生物圈2号实景图

就在前几天的4月22日，全世界的人们以各种方式纪念了一个特殊的绿色节日——第46个世界地球日，向我们的地球母亲表达最真挚的情感，向46年来为解决环境问题做出艰苦努力的人们表示由衷的敬意。美国航空航天局（NASA）在地球日特别发布了一组地球外貌的高清图片，让很多人感到“惊艳”，并且不禁会想，地球这么好，再造一个行不行？

这个近于“狂妄”的想法其实在30年前就有人付诸实施了，并产生了一系列的有趣故事。

计划

科学家们将人类休养生息的地球称为“生物圈1号”。

20世纪50年代，人类进入了宇航时代，宇航员在太空当中生活的最长纪录已经有200多天。因为他们吃的都是带上去的食品，吸的也是人工带上去的氧，所以人们有了一个设想，如果我们能够给宇航员提供一个模拟地球上的生态系统，他们就能在太空中生活更长时间，生活也更加自然、健康。于是有人做了一个大胆的试验，这就是曾经轰动一时的“生物圈2号计划”。

生物圈2号坐落在美国西南部亚利桑那州图桑市北郊的荒漠中。它由德克萨斯州的亿万富翁爱德华·巴斯(EdwardBass)先生斥资1.5亿美元，由太空生物圈风险投资公司（SpaceBiosphereVentures）历经七年的设计和施工，于1991年建成。按照设计者们的最初意图，是想模仿生物圈1号，也就是地球，建造一个封闭的人造生物圈，用于研究适合人类生存的人造复合生命系统，以延长宇航员太空旅行的时间，甚至使人类移居月球或火星成为可能。

生物圈2号占地3.15英亩，包括雨林、海洋、荒漠、草原、沼泽5个生态系统和农业耕种区，内有3000多种动植物。整体高约30米，其建筑外观主要由6600个玻璃窗和金属、水泥组成，而其底座由500吨不锈钢焊接而成，所有这些都是为了确保生物圈2号能与地球环境彻底隔绝。

依照合同规定，志愿参加实验的人员进入后，入口将被封闭，志愿人员生存所需的空气、水、食物等只能靠生物圈2号的人工生态系统和他们辛勤的劳动来维持。若他们能在里面待够合同规定的时间，将会获得一笔数目不菲的奖金。

失败

从1991年9月到1993年9月整整两年期间，有四男四女共八位来自世界各地的志愿者在生物圈内进行了长达24个月的封闭实验。尽管他们为此作了充分的可行性研究和长期准备，实验中的许多现象还是令人惊讶。

首先，土壤内丰富的有机物滋生了过量微生物，消耗了大量氧气，在舱门封闭16个月后，生物圈2号内大气氧气浓度降至14%，远低于地球大气中21%的正常值，相当于海拔5000米的高原大气环境，给8位志愿者的正常活动带来极大困难。另一方面，大气中的二氧化氮浓度也上升到相当于地球浓度的250倍，这可能降低人体内一种重要维生素B12的合成，从而对人的大脑造成损伤。

与此同时，动植物物种迅速消失；为避免水体污染，生物圈2号内不能使用农药，致使虫害加剧，严重降低了农作物的产量，从而不能为8位志愿者提供足够和多样的食品。虽然尽了最大努力，志愿者们还是无法维持生物圈2号内部生态系统的正常运转。24个月后，他们疲惫地走出了生物圈2号。

时隔不久，由5男2女组成的第2批志愿人员再次入住生物圈2号，但是，仅过6个半月，他们就中止了实验。

转机

生物圈2号实验失败后，其研究和管理发生了很大的变化。科学家对这里的建筑结构进行了一些调整，比如用一个大大的隔膜将热带海洋和热带雨林系统隔开，进行热带雨林干旱试验，看热带雨林在干旱情况下会有什么反应；利用生物圈2号的热带雨林、海岸荒漠及红树林开展有关全球环境变化效应等方面的研究等等。

生物圈2号中心陆地生态研究室主任林光辉博士表示，这里做的教学是一种新的尝试，突出多学科，理论与实践相结合。

生物圈2号的海洋馆，就是特地为强化教育功能而重新改建的。生物圈2号旅游和讲解部经理吉尔伯特·拉罗克说，“这里有世界上最大的人造海洋，有超过100万加仑的海水，可以把它当作真的海洋一样对它进行研究。我们并不去控制它什么，它的内部有一整套如同真实海洋一样的生命循环系统，最主要的目的是想告诉人们这些试验的意义所在，以及海洋在我们的星球上扮演的重要角色。”

为了把问题尽量解释得清楚明白，这儿的展览总是把相关的知识与日常生活联系起来，把环境知识建立在人们的日常生活基础之上，也只有这样才能使公众将环境保护融入生活的点点滴滴，才能使原本枯燥的知识变得趣味盎然。

生物圈2号为公众提供了从幼儿园到高中不同程度的宣传教育，组织参观团、培训讲解员，还制定了志愿者计划，很多来自民间的志愿者到这儿做辅导员和老师，帮助年轻人了解生物圈的知识和科学家们在这里进行的地球研究。他们的重点之一是与公立学校联手进行科普教育，孩子们可以走进来亲身体验这里的研究，还可以在这儿上课，学习生物圈的相关知识和地球的状况。

据统计，每年有超过18万的游客来此参观，门票的收入达200多万美元。公众的支持是生物圈2号进行科学研究经费的重要来源；而这些科研成果也通过科普教育的形式向公众推广，从而形成了一个真正的良性循环。

重生

哥伦比亚大学自1995年12月接手生物圈2号的租约，直到2003年，研究人员刚进入状态，大学就结束了租约。一方面是因为运行这个设施过于昂贵（光是电费一年就要60万美元，绝大部分用于室内温度冷却），另一方面大学得不到许可做任何重大的改变。因此一段时间中，生物圈2号只剩下观光游览这条腿，实验都被搁置了，还差一点被推平用来建造公寓。

2007年，就在这座设施去留不定之际，美国亚利桑那大学适时介入，接手了租约。

2011年，巴斯把这座建筑赠给了大学，并捐助2000万美元来启动新项目。生物圈2号的新主人也削减了开支，通过与外界空气相通，在保持生物群区封闭的同时，减少冷却能耗，减少雨林、热带草原的维护费用等。这些改变使每年的电费降低了25万美元。新项目负责人特洛奇说，这个新项目至少要运行10年，其宏伟目标是要把这里建成地球科学的“圣地”，“我希望能够一劳永逸地解决‘生物圈2号等同于失败’这个历史遗留问题。”当然，这个过程一定也会不断经风历雨。

生物圈2号实验的失败，使我们意识到人类的能力还远不如大自然，还无法去扮演造物主的角色，我们只是大自然的一个组成部分而已。

生物圈2号的不断重生，也给我们以启发。人类探索世界的道路不可能是坦途，会时常碰到艰难险阻，甚至失败。但是，重要的是，要汲取教训，要挖掘其中的价值，使之成为未来的成功之母。

（贾峰，环境保护部宣传教育中心主任；杨珂、田烁现就职于环境保护部宣传教育中心环境公共关系与战略传播研究所）