宇宙很大，但人類卻只能生活在“小小”的地球之上，對於人類來講，這確實有點尷尬，不過我們可以樂觀地認為，這樣的尷尬應該只是暫時的，隨著科技的發展和進步，或許在不遠的未來，人類可以脫離地球的約束，到太陽系其他的星球上去生活。
而我們都知道，太陽系中其他星球的自然條件都很糟糕，即使是與地球自然條件最接近的火星，也無法提供人類生存的條件，所以想要實現這樣的目標，一個必不可少的條件就是，我們應該有能力在其他星球上建造可以自給自足的生態系統，並在其中長期生活，而不需要來自地球的補給。
但問題是，我們是否真的有能力做到這樣的事呢？為了找到這個問題的答案，在33年前，美國曾做過一個實驗，該實驗的內容簡單來講就是，把4男4女關在一起兩年，以測試他們能不能在科學家精心打造的人工封閉生態系統中長期生存。
該實驗所用的人工封閉生態系統被稱為“生物圈2號”（Biosphere 2），位於美國亞利桑那州圖森市以北的沙漠裡，主要由鋼框架和玻璃覆蓋構建而成，佔地約1.27萬平方米，總容積約14萬立方米。
“生物圈2號”內部設定了多個生態區域，包括熱帶雨林、草原、溼地、沙漠、鹹水海洋和農業區等，除了常見的農作物之外，其中還引入了大量的動植物和微生物，例如雞、羊、魚、小型爬行動物、兩棲動物及甲殼類動物、木本植物、草本植物、水生植物、授粉昆蟲、分解者昆蟲、硝化細菌、分解菌、藻類、珊瑚等等，以令其儘可能地令其接近地球自然環境。
根據科學家的設想，“生物圈2號”應該是一個完整的生態迴圈系統（比如說植物透過光合作用產生氧氣和食物，動物和人類透過呼吸消耗氧氣併產生二氧化碳，微生物將有機廢物分解為養分，供植物再次吸收），因此即使與外界徹底隔離，人類也可以在其中生存很久，至少兩年是沒有什麼問題的。那這個實驗的結果如何了呢？我們接著看。
1991年9月26日，4男4女共計8名實驗參與者，懷著滿腔熱忱進入了“生物圈2號”，他們中包括了生態學家、醫生、農業專家和工程師。隨後這裡與外界徹底隔離，為期兩年的實驗正式開始，根據實驗要求，在此期間，他們需要完全依靠“生物圈2號”內部的資源生存。
剛開始的時候，大家充滿幹勁，他們忙碌地種植農作物，飼養雞和羊，同時儘量讓所有資源得到高效利用，看上去一切都比較順利，實驗正在以預期的效果展開，然而隨著時間的推移，情況卻漸漸地向不好的方向發展。
最早出現的是溼度過高的問題，“生物圈2號”的沙漠區域意外地變得過於潮溼，溼氣使得設計初衷完全被打亂，原本的乾旱生態被繁茂的植物覆蓋。與此同時，熱帶雨林區域的牽牛花迅速生長，它的茂密藤蔓遮擋了其他植物需要的陽光，威脅到生態多樣性，這種情況迫使他們不得不干預，用人工手段進行移除。
接下來，動物的種群動態也出現了問題，螞蟻和蟑螂逐漸成為其中的“霸主”，它們數量暴增，遠遠超過了其他動物種群，這種失控的增長擾亂了生態平衡，而一些關鍵物種，例如負責授粉的昆蟲種群，卻未能按預期繁殖，導致植物的自然繁殖受到抑制，整個生態系統開始顯露出失衡的跡象。
然後新的問題又出現了，儘管外部陽光明媚，但玻璃和鋼架結構削弱了一部分光線，導致室內光照強度只有外界的40%-50%，光合作用效率因此大幅下降，植物的生長速度減緩，氧氣的生成也隨之受到嚴重影響。
令人意想不到的是，氧氣的濃度開始以一種不可忽視的速度下降，起初，系統內的氧氣濃度與外界相同，約為20.9%，而在實驗進行到第16個月時，這一數值已經下降到14.5%左右，氧氣不足對他們的健康造成了嚴重威脅，部分人出現了疲勞、睡眠呼吸暫停等不好的狀況。
值得一提的是，關於氧氣減少的原因，最初的推測是“生物圈2號”內的呼吸作用和光合作用未能達到平衡。不過通過後來的同位素分析，科學家發現，最主要的原因應該是氧氣和二氧化碳並沒有完全按照預期的方式迴圈，事實上，二氧化碳並未完全轉化為植物的生物質或在呼吸中釋放，而是與暴露的混凝土發生了化學反應，從而使大量的氧元素被“封存”起來了。
除此之外，二氧化碳本身的波動也成為一個巨大的問題，在白天，植物透過光合作用吸收二氧化碳，導致其濃度下降，而到了夜晚，植物的呼吸作用使其濃度迅速回升，這種晝夜間的波動高達600 ppm，表現出極其劇烈的不穩定性，此外，二氧化碳的季節性變化也非常顯著，冬季時濃度高達4000-4500 ppm，而夏季則降至約1000 ppm，這種波動使得系統難以維持在一個可控的狀態。
為了控制二氧化碳水平，他們嘗試了一系列措施，比如調整了沙漠和草原的灌溉計劃，希望透過改變生態系統的動態來緩解二氧化碳的波動，他們還增加了快速生長植物的種植面積，以提高系統的光合作用效率，然而，這些努力並未能有效解決問題，最終他們被迫啟用了CO2吸附裝置，這種技術手段雖然有效，卻引發了人們的質疑，因為這與實驗的初衷相矛盾。
除了氧氣的下降和二氧化碳的波動，食物短缺也成為了他們需要面對的巨大挑戰，由於光照不足和土壤養分釋放速率的不可預測，農作物的產量遠遠沒有達到預期，他們不得不經常在飢餓的情況下勞作，努力維持農作物的種植，儘管他們試圖透過擴大能快速生長的農作物的種植面積來解決這一問題，但效果卻並不明顯，食物的短缺仍然使他們承受了巨大壓力。
隨著時間的流逝，情況變得越來越糟糕，“生物圈2號”內越來越多的物種開始滅絕，其中也包括他們的農作物，以至於在後期，甘薯成為了主要糧食來源，進而導致了他們的營養不良，儘管他們在此時仍然可以在這裡獲取到能勉強維持生存的食物，但氧氣濃度的下降卻嚴重威脅到了他們的生命安全。所以在1993年1月和8月，實驗團隊被迫向系統注入來自外界的氧氣，以緩解氧氣不足的問題。
就這樣苦苦堅持到1993年9月26日，實驗終於結束了，8名成員走出了“生物圈2號”，值得一提的是，根據他們的介紹，在這長達兩年的封閉生活之中，由於條件越來越艱苦，人與人之間的矛盾逐漸顯現，這導致他們最終分裂成兩個對立的陣營，彼此不信任，甚至還出現了衝突。
“生物圈2號”實驗結束後引發了人們的熱烈討論，人們普遍認為，雖然這個實驗為封閉生態系統的研究提供了寶貴的資料，並且也堅持了兩年的時間，但由於實驗過程並未真正實現完全的自給自足，因此從總體上來講，這個實驗其實是失敗了。
而這也就意味著，想要在地球之外建造自給自足的封閉生態系統，其實比想象中的要困難得多，或許在未來的很長一段時間裡，人類都只能生活在“小小”的地球之上。
實際上，“生物圈2號”之所以被命名為“2號”，其實是因為它試圖模仿的正是我們賴以生存的“生物圈1號”——地球，所以從這方面來講，我們更應該珍視地球，畢竟這是我們在宇宙中唯一的家園。
