如何创造一个迷你地球？

25年前，8个人从一个与外界隔离的人造玻璃圆顶建筑网络中走了出来。这个雄心勃勃的项目名叫“生物圈2号”（ 2），位于美国亚利桑那州。这8个人在这里度过了2年的时间，他们试图构建一个微型版本的地球，并通过它研究地球生命系统及其与人类之间的互动关系。

这个人造生物圈中由许多满是动植这个项目之所以叫“生物圈2号”，原因有两点。首先，它是地球这个“生物圈1号”之外第二个能够自给自足的生物圈。其次，按照计划，它是一个更大项目的开始，之后可能会包含一系列其他生物圈。

一些全球顶尖的生态学家和最具创新意识的工程师都参与了这个项目的设计。项目包括一个巨大的人造玻璃穹顶钢架结构，以及一个为整个系统提供供热、制冷和电力服务的复杂技术基底。

历时10年，这个耗资2亿美元的工程终于完工。尼尔森称之为一个“极具冒险精神”的项目。“毫无疑问，这简直太疯狂大胆了。我们以前也曾建立过其他的生物群落，但是“生物圈2号”的规模、成本、工程量和所需人力都是其他项目难以匹敌的。”

在“生物圈2号”之外，尼尔森担任该项目的环境与空间应用主管。而在项目环境中，他则负责管理废水回收再利用系统、地下农业和饲料作物系统，同时还要协助运营和研究土地生态系统。 尼尔森在书中解释了“生物圈2号”团队应对多项挑战的方法，比如如何维持稳定、且符合人类生存需要的二氧化碳浓度，如何在没有化肥或杀虫剂的前提下进行耕种并生产出足够项目居民所需的食物，如何维持大气、土壤和水源质量，以及如何处理污水等。其中，二氧化碳浓度的问题最具挑战，因为“生物圈2号”的规模较小，二氧化碳的累积速度要比外界地球环境快得多。

尼尔森表示：“‘生物圈2号’毕竟是一个实验，我们希望借此了解到我们不知道的东西。令人惊讶的是，有不少元素都能像预期的那样正常运转。比如，人们不相信我们能种出活体珊瑚礁，但是我们做到了。”

不过项目最终还是很快就结束了，因为整个过程中遇到了不少难以克服的问题，比如人类居住者的氧气与食物不足，以及大量动植物的死亡。1994年，又有实验人员进驻该穹顶环境进行后续试验，不过并未建立更多生物圈。物的野生栖息地组成。在这个封闭的生态系统中，有微型热带草原、雾漠、红树林沼泽、热带雨林、长有珊瑚礁的海洋，以及供人类居住者工作、学习和生活的农场、实验室和工作室。这个实验得到了全世界的关注。它能够让我们更加科学地了解气候变化的影响，并为开发太空旅行所需的长期生命维持系统提供了很多帮助。该实验仍然是迄今为止全球规模最大、持续最长的封闭式生物圈实验。

但是，这个实验试图强调的很多重大环境问题仍没有得到解决。马克·尼尔森博士是1991年到1993年首批进驻“生物圈2号”试验的8位成员之一。在一本名为《挑战极限》（   ）的新书中，他回顾了这个项目面临的挑战和取得的成就，同时提出了今天我们可以从这个项目中汲取的教训。尼尔森从一开始就参与了这个项目。从达特茅斯学院毕业后，尼尔森就加入了刚刚成立的生态科技研究所，该机构希望将生态学与先进科技结合起来，让两者更好地共同为生态系统提供支持。生态科技研究所参与了系统生态学家约翰·艾伦牵头的一个项目，这个项目最早的研究方向是研究封闭生态系统如何支持和维持人类在外太空的生命活动。

尼尔森解释称，这个针对人造生物圈的研究思路同样适用于对自然生态系统运作模式的研究。“鉴于目前人类正在对于全球生物圈进行着一个无规划、无控制和看起来不乐观的‘试验’，所以我们希望各个生物圈实验室能够研究生物圈的基本进程，而不是直接对地球进行破坏性测试。”