生物圈II號位於美國亞利桑那州圖森市北部，於1989年落成。但短短5年後，生態系統崩潰，實驗不得不提前停止。它佔地1.3萬平方米，擁有1.27-公頃的建築結構，約有8層樓高，為圓頂形密封鋼架結構的玻璃建築物。即使失敗，也不得不承認它是有史以來最大的封閉系統。
生物圈II號被用於測試人類是否能在以及如何在一個封閉的生物圈中生活和工作，也探索了在未來的太空殖民中封閉生態系統可能的用途。“生物圈II號”使得人們能在不傷害地球的前提下，對生物圈進行研究與控制。“生物圈II號”的名字源於它的原始模型“生物圈I號”——地球。目前，生物圈II號的主題生活區已經與外界連通開放，被CDO農場買下改造成度假酒店，而主體部分則提供給亞利桑那大學進行科學研究沿用至今。所以對生態環境感興趣的小夥伴們不妨考慮去亞利桑那大學深造。
圖森市位於荒漠山谷區，三面環山，乾旱卻光照強烈，生態環境相對荒涼，有些類似於太空的環境。所以生物圈II號選址於此。該建築模擬目前生態學家發現的地球生態系統中能量流動和物質循環的原理，全方位用混凝土和玻璃等建築材料將內部密封，處陽光外其他資源能量不與外界環境交換。其中的綠色植物利用空氣中的二氧化碳和水分在太陽光下進行光合作用合成有機物質並供給氧氣，動物食植物或其碎屑，微生物及浮游動物將死亡的動植物或排洩物分解，生成二氧化碳和礦物質開始新的循環。這種密封玻璃球式的生態系統，就是地球生態系統工作的原理，也是未來人類在太空建造長期生存空間的可能模式。
生物圈II號旨在探索基於各種生物生物群系的具有不同區域結構的生命系統內的相互作用網絡。除了為人們提供的幾個生物群落和生活區之外，還有一個農業區和工作空間，用於研究人類，農業，技術和其他自然界之間的相互作用，作為研究全球生態學的新型實驗室。內部能容納熱帶雨林、紅樹林沼澤、熱帶草原、沙漠，甚至還有一片可容納珊瑚礁、能掀起陣陣海浪的“海洋”。封閉環境中還有大量空間用來種植食物，配備有完善的農業設備，包括一臺打穀機。
生物圈II號有包括海洋學家、植物學家、氣象學家、機械工程專家及醫學專家等在內的四男四女實驗人員進入生活。生活兩年後進行了換人，此後第二波人住進不長時間實驗便宣告停止。失敗後，科學家們對失敗原因進行了分析。主要問題是元素循環平衡失調、物種關係失調、水循環失調和食物短缺。
室內陸地海洋比例與地球相比嚴重失調，二氧化碳濃度一度上升，並維持在1000(夏季) ~ 4000(冬季)ppm之間，而外界大氣中二氧化碳濃度僅有350ppm。氧氣濃度從21%一度下降到了14%。這個濃度相當於地球上海拔5300米高度上的氧濃度。笑氣這種氣體“毒品”濃度一度達到了79ppm的水平。熱帶雨林中沒有大型動物，倒是引進土壤時帶來了螞蟻及蟑螂的卵在此大量繁殖。幾個主要類型的生態系統尤其是熱帶雨林植物在很高的二氧化碳濃度下生長的非常繁茂, 表現出異常高的光合能力。由於缺乏相應的消費者和分解者而迅速積累，大量枯落物的面臨清理問題。所有花粉傳播動物消失，使一些有賴於此的有花植物不能正常授粉。
此外，為去除水體中的過量營養元素，設計者們採用了藻類植物，但大量生長的藻類植物的處理非常困難。因為內部“雨”量調節的失調，“荒漠區”變成了“草原區”，加重了水分循環的失調。且頂部溫度比預想的高得多，促使水循環加快，使可飲用水的淨化跟不上。內部海洋麵積在減少，出現了水危機。缺乏農業知識，也使得許多實驗者種植的農作物發育不良，糧食一度短缺。
大部分事情在理論和實際上都是有很大差距的。人工生物圈雖然理論上可以實施，但只限於目前人類所瞭解的大自然的知識。還有很多未知的問題。可以說生物圈II號是人類一次偉大的挑戰，也是珍貴的經驗。去實驗了才知道存在的不足之處。在地球上失敗總比在太空失敗好。話說回來，自然界發展了上億年才到今天的樣子，內部是及其複雜的。人類要想模仿個大概，還需要多積累經驗，多解決這次實驗暴露出的問題。之後，我們便可以拍著胸脯說，我們可以造出一個簡單卻穩定的封閉生態系統了。
閱讀更多 青年勘察加 的文章
