人造生物圈，最后的诺亚方舟？(3)

　　植物是整个再生生命保障系统的核心部分，筛选的植物合适与否在很大程度上决定着试验的成败。那些体积小、培养技术简单、易于繁殖和移植，遗传性状稳定、生长快、周期短、产量高、可食部分比值高，抗病和抗逆性强的植物优先被挑选。同时作为食物，它们还要符合人们的饮食文化习惯，并能满足食谱的多样化，同时具备一些本国特点。

　　微生物领域的金针菇、平菇、酵母菌，藻类中的螺旋藻、小球藻等，以及水生蕨类植物红萍，都成为科学家选中的第一批实验者。

　　100%水氧再循环

　　在“月宫一号”植物舱人工控制环境中，试验团队栽培筛选出小麦、大豆、玉米等5种粮食作物以及15种蔬菜作物和1种水果。志愿者收获粮食、蔬菜、水果，自己进行加工并食用。同时，利用植物不可食用的生物量（如秸秆）培养黄粉虫为人提供部分动物蛋白。人的粪便、食物残渣等废物经过生物技术处理，也可用于植物栽培。

　　综合舱中，人、动物和废物处理产生的富二氧化碳空气经过净化后送达植物舱，供植物光合作用；植物舱产生的富氧空气经空气净化后送到综合舱供人和动物呼吸，并提供废物处理所需的氧气。植物舱中,植物蒸腾作用产生的冷凝水通过净化，一部分由系统补充微量元素后送到综合舱满足人的生活用水，其余与净化后的生活废水和尿液一起用于植物栽培。

　　高闭合度集成试验实现了在系统内循环再生100%的氧气和水，循环再生55%的食物。“月宫一号”试验系统的总闭合度达到了97%。

　　生物圈为何难造？

　　从地质学的广义角度来看，生物圈是结合所有生物以及它们之间关系的全球性的生态系统，包括生物与岩石圈、水圈和空气的相互作用。作为一个封闭且能自我调控的系统，地球生物圈是宇宙中目前唯一已知的有生物生存的地方。一般认为生物圈是从35亿年前生命起源后演化而来的。因为生物圈庞大而复杂，使得人为制造一个可持续发展的生物圈几乎没有太大可能性。

　　生态圈规模越小，其复杂性就越低，自我调节能力就差。而生态系统的调节能力主要是通过反馈来完成的，反馈又分为正负两种反馈，以此来保持生态圈的平衡和稳定。比如，如果草原上食草动物因为迁入而增加，植物就会因受到过度啃食而减少；而植物数量减少以后，反过来就会抑制动物的数量，从而保证草原生态系统中生产者和消费者之间的平衡。在生态系统中关于正反馈的例子不多，例如，湖泊受到污染后，鱼类会因此死亡而数量减少，鱼类尸体腐烂，又会进一步加重水体的污染，引起更多的鱼类死亡。

　　由此说明，一个生态系统的物种组成越复杂，结构越稳定，功能越健全，生产能力越高，它的自我调节能力也就越强。因为物种的减少往往使生态系统的生产效率下降，抵抗自然灾害、外来物种入侵和其他干扰的能力下降。而在物种多样性高的生态系统中，拥有生态功能相似而对环境反应不同的物种，并以此来保障整个生态系统可以因环境变化而调整自身以维持各项功能的发挥。因此，物种丰富的热带雨林生态系统要比物种单一的农田生态系统的自我调节能力强。

　　人为建造模拟的生物圈难以达到自然界中复杂的生态圈构造，因而其稳定性差，极易失败。生物圈二号的失败也启迪我们，地球只有一个，请珍惜这颗蓝色的星球。

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　　人与生物圈计划

　　人与生物圈计划，简称MAB，是联合国教科文组织科学部门于1971年发起的一项政府间跨学科的大型综合性的研究计划。

　　概念

　　生物圈保护区是MAB的核心部分，它具有保护、可持续发展、提供科研教学、培训、监测基地等多种功能。其宗旨是通过自然科学和社会科学的结合，基础理论和应用技术的结合，科学技术人员、生产管理人员、政治决策者和广大人民的结合，对生物圈不同区域的结构和功能进行系统研究，并预测人类活动引起的生物圈及其资源的变化，以及这种变化对人类本身的影响。

　　人与生物圈计划受到世界各国的重视，已有100多个国家参加，有的国家还成立了人与生物圈国家委员会。中国于1972年参加了这一计划并当选为理事国，1978年成立了中华人民共和国人与生物圈国家委员会。

　　生物圈保护区是按照地球上不同生物地理省建立的全球性的自然保护网。世界人与生物圈委员会把全世界分成193个生物地理省（分布在我国范围内的有14个），在这些生物地理省中，选出各种类型的生态系统作为生物圈保护区。它不仅要具有网络的特征，还要把自然保护区与科学研究、环境监测、人才培训、示范作用和当地人民的参加结合起来，其目的是通过保护各种类型生态系统来保存生物遗传的多样性。

　　特点

　　生物圈保护区具有三大特点。首先，它是受保护的典型环境地区，其保护价值需被国内、国际承认，可以提供科学知识、技能及人类对维持它持续发展的价值。其次，各保护区组成一个全球性网络，共享生态系统保护和管理的研究资料。第三，保护区既包括一些受到严格保护的核心区，还包括其外围可供研究、环境教育、人才培训等的缓冲区，以及最外层面积较大的过渡区或开放区。开放区可供研究者、经营者和当地人之间密切合作，以确保这一区域自然资源的合理开发。

　　■本版撰文 张春燕