超级军网一个封闭式自循环维生系统到底要做到多大?
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/05/03 00:55:56
就是一个封闭的系统，无外界补给。里面能提供至少一个人日常生存的需要（空气，水，食物，光照），这个系统要做到多大?就是一个封闭的系统，无外界补给。里面能提供至少一个人日常生存的需要（空气，水，食物，光照），这个系统要做到多大?
美国以前搞过，叫做生物圈二号，后来因为土壤酸化失败了
人造系统还是需要外界提供能源的
什么生物圈ｘｘｘ号 就是大号温室而已
什么生物圈ｘｘｘ号 就是大号温室而已
xixingmanji 发表于 2015-11-19 01:36
美国以前搞过，叫做生物圈二号，后来因为土壤酸化失败了
除了土壤酸化，还有一个原因是混凝土大量吸收二氧化碳，导致光合作用的二氧化碳浓度不足，影响氧气的浓度。其实在地球上，地壳每时每刻都在吸收二氧化碳，但是又通过火山、地震等将其释放出来，从而维持了大气中二氧化碳的浓度。
美国以前搞过，叫做生物圈二号，后来因为土壤酸化失败了
除了土壤酸化，还有一个原因是混凝土大量吸收二氧化碳，导致光合作用的二氧化碳浓度不足，影响氧气的浓度。其实在地球上，地壳每时每刻都在吸收二氧化碳，但是又通过火山、地震等将其释放出来，从而维持了大气中二氧化碳的浓度。
来自:关于超级大本营
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xixingmanji 发表于 2015-11-19 01:36
美国以前搞过，叫做生物圈二号，后来因为土壤酸化失败了
生态系统一直在变化的，环境越小越不稳定，生物圈二号的失败因为太小的缘故，如果不人工介入，平衡就必然会失去，设计者没有考虑这一点
所以地球也在变化，只是改变的慢罢了，生物圈二号就说明了这个问题，，当代科技可以很简单的创造封闭生态系统，但需要人工调节
xixingmanji 发表于 2015-11-19 01:36
美国以前搞过，叫做生物圈二号，后来因为土壤酸化失败了
生态系统一直在变化的，环境越小越不稳定，生物圈二号的失败因为太小的缘故，如果不人工介入，平衡就必然会失去，设计者没有考虑这一点
所以地球也在变化，只是改变的慢罢了，生物圈二号就说明了这个问题，，当代科技可以很简单的创造封闭生态系统，但需要人工调节
再补充一点：地球上生物圈90%的氧气是由海洋藻类的光合作用产生的，而生物圈2号中对这块考虑不足，结果导致光合作用能力不够。另外在引进生物时，只考虑引进植被，却没有同比例引进动物、微生物和真菌等，导致物种比例失调，形成生态系统的不平衡。特别是缺乏食草和食肉动物，导致蚂蚁、蟑螂等昆虫大量繁殖，以及植被疯长。事实上作为生态系统的一个重要部分，食草昆虫如蝗虫、松毛虫等也是少不了的，蜻蜓、青蛙等食肉动物也是不可或缺的。当然还有设备的问题。由于设备出了故障，像水循环系统、温度调节系统也都出现问题，由于降水系统出故障，导致雨量过于丰沛，使沙漠变成了草原。另外还有一个有趣的事情，那就是第一批志愿者中没有农民，导致农田无法发挥作用，造成食物短缺，直到第二批志愿者中增加了一名来自尼泊尔的农学院学生才得以改观，可见各行各业都是少不了的。
一笑方圆 发表于 2015-11-19 16:51
对了，这个系统也是封闭式的。
不信你出去试试
有理有据，使人性福。
对了，这个系统也是封闭式的。
不信你出去试试
有理有据，使人性福。
反正目前已知成功的只有一个，有地球那么大
胜可知不可为 发表于 2015-11-19 17:12
再补充一点：地球上生物圈90%的氧气是由海洋藻类的光合作用产生的，而生物圈2号中对这块考虑不足，结果导致 ...
如此说来，还真得地球这么大，起码也得月亮那么大，呵呵。
再补充一点：地球上生物圈90%的氧气是由海洋藻类的光合作用产生的，而生物圈2号中对这块考虑不足，结果导致 ...
如此说来，还真得地球这么大，起码也得月亮那么大，呵呵。
还敢嘴硬？ 发表于 2015-11-20 13:17
反正目前已知成功的只有一个，有地球那么大
没有太阳，地球马上变死球。
所以 必须还要有个 能源核心，这个 能源核心起码要有 太阳那么大。
反正目前已知成功的只有一个，有地球那么大
没有太阳，地球马上变死球。
所以 必须还要有个 能源核心，这个 能源核心起码要有 太阳那么大。
咱们搞的叫月宫一号。试验性质，而且也不能算完全自给
连阳光都要自给自足啊....那可就难咯....根据我上文的分析，最小的 人工封闭系统 必然是 核聚变供能的 系统。
这个系统 供给能源，然后维持 1个 小型封闭系统 。
最小是多少呢？
看看 太平洋上 那些自给自足的 小型岛屿。
大概就是这么大 ，还不包括 水域面积。
要维持1个人生存，按照中国的土地肥力，需要 人均1～2亩地，因此1个 1000人 的村落就需要 1000亩～2000亩 农田。
也就是 1平方公里 农田。 还有 养猪 养鱼 杨禽 等等 这就又去了不少地域。
算算地球，陆地面积1.5亿平方公里，养活70亿人，平均每平方公里50人，人工生物圈很脆弱，必须密度比这个低。
这么算下来，人工生物圈 5人/平方公里 类比 俄罗斯 加拿大 澳大利亚 这种密度。
假设人类活动占地 2平方公里 ，人类建成区面积也不过 陆地面积的 1/100 罢了 。
因此这就是 200平方公里 1000人，大约 5人/平方公里 。水域面积 要比 陆地面积大 2倍。因此 就是 600平方公里。
因此，最小的 封闭式 生物圈 大约就是 一个 半径 15公里 穹顶建筑 。
这个系统 供给能源，然后维持 1个 小型封闭系统 。
最小是多少呢？
看看 太平洋上 那些自给自足的 小型岛屿。
大概就是这么大 ，还不包括 水域面积。
要维持1个人生存，按照中国的土地肥力，需要 人均1～2亩地，因此1个 1000人 的村落就需要 1000亩～2000亩 农田。
也就是 1平方公里 农田。 还有 养猪 养鱼 杨禽 等等 这就又去了不少地域。
算算地球，陆地面积1.5亿平方公里，养活70亿人，平均每平方公里50人，人工生物圈很脆弱，必须密度比这个低。
这么算下来，人工生物圈 5人/平方公里 类比 俄罗斯 加拿大 澳大利亚 这种密度。
假设人类活动占地 2平方公里 ，人类建成区面积也不过 陆地面积的 1/100 罢了 。
因此这就是 200平方公里 1000人，大约 5人/平方公里 。水域面积 要比 陆地面积大 2倍。因此 就是 600平方公里。
因此，最小的 封闭式 生物圈 大约就是 一个 半径 15公里 穹顶建筑 。
生物圈2号根本没法孤立隔绝，其底部建立在地面上，即使用一层膜阻断水分的进入和渗出，但不能“拒绝”地表土层给生物圈2号加热。
一笑方圆 发表于 2015-11-20 13:49
根据我上文的分析，最小的 人工封闭系统 必然是 核聚变供能的 系统。
这个系统 供给能源，然后维持 1个 小 ...
粗放式农业效率很低，畜牧业就免了，黄粉虫可以试试；水藻可以选择可食用种类；作物可以选择高产水稻与马铃薯地瓜。
最重要的是多种蔬菜，很多蔬菜除根外基本全部可以食用，能量利用率很高，而且生长期短。
想尽量提高能量利用率，那就少吃肉多吃素，少吃饭多吃草，想打牙祭吃虫子……
根据我上文的分析，最小的 人工封闭系统 必然是 核聚变供能的 系统。
这个系统 供给能源，然后维持 1个 小 ...
粗放式农业效率很低，畜牧业就免了，黄粉虫可以试试；水藻可以选择可食用种类；作物可以选择高产水稻与马铃薯地瓜。
最重要的是多种蔬菜，很多蔬菜除根外基本全部可以食用，能量利用率很高，而且生长期短。
想尽量提高能量利用率，那就少吃肉多吃素，少吃饭多吃草，想打牙祭吃虫子……
长期的基本没什么希望的, 很难解决生物体的退化等问题. 短期的还是有办法的,
世界上不存在彻底的封闭生态系统，包括地球生物圈也不是封闭的。
地球生物圈的二氧化碳来自地球内部火山释放，地核的热融化的维持能量来自于内部。
即便不考虑红巨星演化因素，由于地球本身大小和温度的限制，地球生物圈的寿命也是有限的。
世界上不存在彻底的封闭生态系统，包括地球生物圈也不是封闭的。
地球生物圈的二氧化碳来自地球内部火山释放，地核的热融化的维持能量来自于内部。
即便不考虑红巨星演化因素，由于地球本身大小和温度的限制，地球生物圈的寿命也是有限的。
超音速申诉号 发表于 2015-11-20 15:06
世界上不存在彻底的封闭生态系统，包括地球生物圈也不是封闭的。
地球生物圈的二氧化碳来自地球内部火山 ...
地球这个寿命有限已经超过了我们的认知，至少这个生物圈持续了5亿年之久了。
人类诞生不过300万年，有文明的历史不过1万年而已。
你能想象5亿年之后？
世界上不存在彻底的封闭生态系统，包括地球生物圈也不是封闭的。
地球生物圈的二氧化碳来自地球内部火山 ...
地球这个寿命有限已经超过了我们的认知，至少这个生物圈持续了5亿年之久了。
人类诞生不过300万年，有文明的历史不过1万年而已。
你能想象5亿年之后？
只要有长期持续的能量供应，比如可控核聚变，那么楼主要求的生物圈系统可以很小，一艘航母的体积就够了。
所有让生物圈失去平衡的因素，都可以消耗能量来抵消。
所有让生物圈失去平衡的因素，都可以消耗能量来抵消。
即使地球都不足以永久自持
一笑方圆 发表于 2015-11-20 13:49
根据我上文的分析，最小的 人工封闭系统 必然是 核聚变供能的 系统。
这个系统 供给能源，然后维持 1个 小 ...
在太空这些都不可能 因为没有重力 所以还要考虑在太空失重的情况如何设计人工生物圈
除非有重力系统
根据我上文的分析，最小的 人工封闭系统 必然是 核聚变供能的 系统。
这个系统 供给能源，然后维持 1个 小 ...
在太空这些都不可能 因为没有重力 所以还要考虑在太空失重的情况如何设计人工生物圈
除非有重力系统
一笑方圆 发表于 2015-11-20 22:25
地球这个寿命有限已经超过了我们的认知，至少这个生物圈持续了5亿年之久了。
人类诞生不过300万年，有文 ...
等地下所有岩浆都凝固的时候是啥样，还是不难推测的话说
地球这个寿命有限已经超过了我们的认知，至少这个生物圈持续了5亿年之久了。
人类诞生不过300万年，有文 ...
等地下所有岩浆都凝固的时候是啥样，还是不难推测的话说
火星救援和侏罗纪公园，生命总有出口
胜可知不可为 发表于 2015-11-19 17:12
再补充一点：地球上生物圈90%的氧气是由海洋藻类的光合作用产生的，而生物圈2号中对这块考虑不足，结果导致 ...
咱对90%氧是藻类光合作用产生的表示怀疑，原因很简单90%氧由藻类提供意味着近90%的有机物也由藻类提供然后藻类死亡腐烂又转变成二氧化碳，那90%有什么意义？核心原因是藻类不能固碳，所以90%这个数字就变得没意义。
再补充一点：地球上生物圈90%的氧气是由海洋藻类的光合作用产生的，而生物圈2号中对这块考虑不足，结果导致 ...
咱对90%氧是藻类光合作用产生的表示怀疑，原因很简单90%氧由藻类提供意味着近90%的有机物也由藻类提供然后藻类死亡腐烂又转变成二氧化碳，那90%有什么意义？核心原因是藻类不能固碳，所以90%这个数字就变得没意义。
只和外界能量交换，只输入电力，用灯火代替太阳光给植物光合作用，这个生态系统可以封闭在长30米，宽10米，高10米的空间内部，分成4层，相当于有1200平方的种植面积，上面可以种植足够一个人食物和呼吸循环的各种植物。还可以放养一些小动物做食物。空气的氧气和二氧化碳可以强制人工调节。水可以人工过虑。只要有能量。这个系统就可以持续。
一笑方圆 发表于 2015-11-20 13:49
根据我上文的分析，最小的 人工封闭系统 必然是 核聚变供能的 系统。
这个系统 供给能源，然后维持 1个 小 ...
哪用这么大？半亩就可以养活一个人。南方都是一人只有半亩。只要提供半亩的种植面积，一年两熟可以产1000斤，500斤自用吃，500斤养动物做肉食。当然还要种各种蔬菜，也就是提供500平方的种植面积空间就可以解决吃的循环。空气的循环可以强制调节，水也可以强制调节。
根据我上文的分析，最小的 人工封闭系统 必然是 核聚变供能的 系统。
这个系统 供给能源，然后维持 1个 小 ...
哪用这么大？半亩就可以养活一个人。南方都是一人只有半亩。只要提供半亩的种植面积，一年两熟可以产1000斤，500斤自用吃，500斤养动物做肉食。当然还要种各种蔬菜，也就是提供500平方的种植面积空间就可以解决吃的循环。空气的循环可以强制调节，水也可以强制调节。
yingzho2007 发表于 2015-11-21 19:13
咱对90%氧是藻类光合作用产生的表示怀疑，原因很简单90%氧由藻类提供意味着近90%的有机物也由藻类提供然 ...
之所以说藻类很重要，根本原因是藻类的二氧化碳最终被海水吸收，氧气被释放。
而地面的植物，二氧化碳本质就是成为植物组织一部分，但是这一部分实际最终还是要回到大气层。
咱对90%氧是藻类光合作用产生的表示怀疑，原因很简单90%氧由藻类提供意味着近90%的有机物也由藻类提供然 ...
之所以说藻类很重要，根本原因是藻类的二氧化碳最终被海水吸收，氧气被释放。
而地面的植物，二氧化碳本质就是成为植物组织一部分，但是这一部分实际最终还是要回到大气层。
一笑方圆 发表于 2015-11-20 13:40
没有太阳，地球马上变死球。
所以 必须还要有个 能源核心，这个 能源核心起码要有 太阳那么大。
人造太阳差不多出来了
没有太阳，地球马上变死球。
所以 必须还要有个 能源核心，这个 能源核心起码要有 太阳那么大。
人造太阳差不多出来了
目前宇宙中的实例，地球这么大。
可以使用闲置不用的飞机库改造
胜可知不可为 发表于 2015-11-19 17:12
再补充一点：地球上生物圈90%的氧气是由海洋藻类的光合作用产生的，而生物圈2号中对这块考虑不足，结果导致 ...
不进行直接人工干预的话，各个生态位的物种都需要多个，而且每个物种的种群都要达到一定规模，才能形成一个基本自持的生物圈，否则很小的偏差就会被逐渐放大最后导致生态奔溃
从地球上自然形成的地区性小生物圈看，至少要有一个几平方公里的岛，才能形成一个比较完整和独立的生物圈（大洋上孤岛，没有能捕鱼的动物，可以认为主要生产者是岛上植物）
再补充一点：地球上生物圈90%的氧气是由海洋藻类的光合作用产生的，而生物圈2号中对这块考虑不足，结果导致 ...
不进行直接人工干预的话，各个生态位的物种都需要多个，而且每个物种的种群都要达到一定规模，才能形成一个基本自持的生物圈，否则很小的偏差就会被逐渐放大最后导致生态奔溃
从地球上自然形成的地区性小生物圈看，至少要有一个几平方公里的岛，才能形成一个比较完整和独立的生物圈（大洋上孤岛，没有能捕鱼的动物，可以认为主要生产者是岛上植物）
zzzevazzz 发表于 2015-11-21 00:05
只要有长期持续的能量供应，比如可控核聚变，那么楼主要求的生物圈系统可以很小，一艘航母的体积就够了。
...
楼主说的“自循环”，我觉得还是应该理解为除了热辐射和热传递之外，不和外界发生物质、能量交换的系统
否则这个“生物圈”可以做得只有一个试管那么小
只要有长期持续的能量供应，比如可控核聚变，那么楼主要求的生物圈系统可以很小，一艘航母的体积就够了。
...
楼主说的“自循环”，我觉得还是应该理解为除了热辐射和热传递之外，不和外界发生物质、能量交换的系统
否则这个“生物圈”可以做得只有一个试管那么小
土豆烧洋芋坨坨 发表于 2015-11-20 13:23
如此说来，还真得地球这么大，起码也得月亮那么大，呵呵。
月亮连大气层都保不住
如此说来，还真得地球这么大，起码也得月亮那么大，呵呵。
月亮连大气层都保不住
百臂巨人 发表于 2015-11-21 01:56
即使地球都不足以永久自持
还永久，从头算起，10亿年生命历史顶天了。
即使地球都不足以永久自持
还永久，从头算起，10亿年生命历史顶天了。
羅生門 发表于 2015-11-21 08:36
在太空这些都不可能 因为没有重力 所以还要考虑在太空失重的情况如何设计人工生物圈
除非有重力系统
未来的载人航天器，必须要考虑建立重力系统，哪怕是微重力也好。未来的空间站设计，很多都是像摩天轮这样的，可以人工制造重力，供航天员生活。
在太空这些都不可能 因为没有重力 所以还要考虑在太空失重的情况如何设计人工生物圈
除非有重力系统
未来的载人航天器，必须要考虑建立重力系统，哪怕是微重力也好。未来的空间站设计，很多都是像摩天轮这样的，可以人工制造重力，供航天员生活。
yingzho2007 发表于 2015-11-21 19:13
咱对90%氧是藻类光合作用产生的表示怀疑，原因很简单90%氧由藻类提供意味着近90%的有机物也由藻类提供然 ...
因为人类对目前地球生物圈和生态系统研究的并不够，所以对海洋藻类的作用也比较模糊。但是，如果要模仿地球环境，海洋藻类系统这块也不能忽视，否则就像上面那位朋友所说的那样，一个微小的差异也会导致整个生态系统的崩溃。当然，藻类生产的有机物，不但要供应海洋生物，在某种程度上也供应了陆地生物，比如鸟类等。
咱对90%氧是藻类光合作用产生的表示怀疑，原因很简单90%氧由藻类提供意味着近90%的有机物也由藻类提供然 ...
因为人类对目前地球生物圈和生态系统研究的并不够，所以对海洋藻类的作用也比较模糊。但是，如果要模仿地球环境，海洋藻类系统这块也不能忽视，否则就像上面那位朋友所说的那样，一个微小的差异也会导致整个生态系统的崩溃。当然，藻类生产的有机物，不但要供应海洋生物，在某种程度上也供应了陆地生物，比如鸟类等。
胜可知不可为 发表于 2015-11-24 14:10
未来的载人航天器，必须要考虑建立重力系统，哪怕是微重力也好。未来的空间站设计，很多都是像摩天轮这样 ...
其实还有一个问题 生物在无重下来会发生改变来适应
人类如果在无重力状态下 会不会长到3-5米高
未来的载人航天器，必须要考虑建立重力系统，哪怕是微重力也好。未来的空间站设计，很多都是像摩天轮这样 ...
其实还有一个问题 生物在无重下来会发生改变来适应
人类如果在无重力状态下 会不会长到3-5米高