简介生物圈2号实验.

简介生物圈2号实验.

生物圈2号（Biosphere 2）是美国建于亚利桑那州图森市以北沙漠中的一座微型人工生态循环系统,因把地球本身称作生物圈1号而得此名,它由美国前橄榄球运动员约翰•艾伦发起,并与几家财团联手出资,委托空间生物圈风险投资公司承建,历时8年,耗资1 .5亿美元.生物圈2号计划设计在密闭状态下进行生态与环境研究,帮助人类了解地球是如何运作,并研究在仿真地球生态环境的条件下,人类是否适合生存的问题.为了尽量贴近自然环境,该圈中的土壤、草皮、海水、淡水均取自外界的不同地理区间,通过 一定的人工处理再利用.例如,实验用的海水是将运进来的海水和淡水按照适当比例配制而成的.
生物圈2号概况
生物圈2号占地1.28公顷,地上部分为涂有粉剂的立体钢架构型,配有双层玻璃窗板；地面部分为焊接不锈钢板,并用钢垫密封.总体积约为180000m3.其内部主要由7种生态群落区和两个大气扩张室（也称作“肺”）组成.此外,还设有能量中心和冷却塔等设施.其有关结构参数如下表所示：
表1：生物圈2号内各个组成部分及结构参数一览表
区域 面积（m2） 体积（m3） 土壤（m3） 水分（m3） 大气（m3）
集约农业区 2000 38000 2720 60 35220
居住区 1000 11000 2 1 10997
热带雨林 2000 35000 6000 100 28900
热带草原/海洋/沼泽 2500?49000 4000?3400 41600
沙漠 1400 22000 4000 400 17600
“西肺” 1800 15000 0 0 15000
“南肺” 1800 15750 0 750 15000
注：上述两“肺”的体积仅为其完全膨胀的50%
为了减轻立体结构的负荷,生物圈2号的内部压力略高于周围大气压.众所周知,温度改变必然导致压力变化,而这种伸缩中的压力变化足以破坏玻璃窗板（计算值极易超过kPa）.为了解决这一矛盾,没有像通常那样采取抵抗压力的措施,而是为该圈装配了两个称为“肺”的体积可变室,以使大气在恒压下胀缩.两“肺”就如同巨大活塞通过密封膜连接在气缸上一样,上下垂直运动距离约达15m.活塞重量产生相对于周围大气压力的内部正压.正压具有两大优点：不论什么地方有泄漏,内部大气就会向外扩散从而保证排除外界污染；活塞的持续下滑则表明某处出现泄漏.两“肺”的体积占到该圈密闭体积的30%.
除上述设施外,其内部还包括分析、医疗、兽医、监控、维修、锻炼、影视等室,分布在不同部位.
与地球生物圈类同,生物圈2号在物质上闭环,通过工程手段禁止它与外界大气和地下土壤进行物质变换.在能量上开环,允许太阳光通过玻璃结构供植物进行光合作用,同时引入电能供技术系统操作运转.在信息上也同样开环,通过计算机系统、电话、摄像、电视与外界进行数据信息交换,并通过电视可以与外界工作人员及亲属进行面对面的交谈,还可放映电影和收看商业电视节目.电能及热控能源从外界通过气密装置输送进来,当进行能量转移时,不允许内外流体进行任何形式的交换或混合.