封閉生態系統: 生命可及的資源如何被反複使用？

By Fouad Sabry

什麼是封閉生態系統

封閉的生態系統是一個生態系統，它通過完全再利用可用材料來維持生命，特別是通過循環，其中呼出的二氧化碳、燃料和其他廢物通過化學或光合作用轉化為氧氣、水和食物。
封閉生態系統：它們能拯救未來嗎？
什麼是封閉生態系統？
我們為什麼需要封閉生態系統？
有什麼不同封閉生態系統的類型？
BIOS-1、BIOS-2和BIOS-3
生物圈2
MELiSSA
創建封閉生態系統有哪些挑戰？
封閉的生態系統能否改變未來？

您將如何受益

(I) 關於以下主題的見解和驗證：

第1章：封閉生態系統
第2章：生物圈
第3章：生物圈2
第4章：生物庇護所
第5章：溫室
第6章：海水溫室
第7章：IBTS溫室
第8章：伊甸園計劃
第9章：嫦娥四號
第10章：空間站和小說中的棲息地
第11章：受控生態生命支持系統
第12章：受控環境農業
第13章：生態圈（行星）
第14章：垃圾
第15章：生態
第 16 章：生態系統服務
第 17 章：地球改造
第 18 章：太空殖民

(II) 回答公眾對封閉生態系統的熱門問題。
(III) 封閉生態系統在多個領域的應用實例。
(IV) 17 個附錄，簡要說明, 各行業266項新興技術，360度全方位了解封閉生態系統技術。

這本書是給誰看的

專業人士、本科生和研究生、愛好者、業餘愛好者，以及那些想要超越任何類型的封閉生態系統的基礎知識或信息的人。

• Language: 中文
• Publisher: 十億個知識淵博 [Chinese (Traditional)]
• Release date: Nov 5, 2021

Book preview

作者的其他書籍

1 - 智能機器

2 - 大腦計算機介面

3 - 沼澤智慧

4 - 自動駕駛車輛

5 - 自主 無人機

6 - 自主機器人

7 - 自主武器

8 - 農業機器人

9 - 封閉的生態系統

***

十億知識淵博

封閉的生態系統

如何一遍又一遍地使用可供生活使用的資源？

福阿德·薩布里

版權

關閉生態系統版權©2021年由福阿德薩布里。保留所有權利。

保留所有權利。未經作者書面許可，不得以任何形式或任何電子或機械手段（包括資訊存儲和檢索系統）複製本書的任何部分。唯一的例外是審閱者，他可能會在評論中引用簡短的摘錄。

封面由福阿德·薩布里設計。

這本書是一部小說。姓名、人物、地點和事件要麼是作者想像的產物，要麼是虛構的。與實際人員、生死、事件或地區的任何相似之處都是巧合。

獎金

您可以送出電子郵件到 1BKOfficial.Org+封閉生態系統@gmail.com 主題行 封閉生態系統： 如何一遍又一遍地使用生活資源？，或者只需按下此 連結 並按下發送您的電子郵件用戶端，您就會收到包含本書前幾章的電子郵件。

福阿德·薩布里

存取 1BK 網站

www.1BKOfficial.org

前言

我為什麼要寫這本書？

寫這本書的故事開始於 1989年，那時 我是一名高三學生中學的學生。

它非常 像 STEM（科學、技術、工程和數學）學校，現在 在許多先進國家都有。

STEM 是一門基於以跨學科和應用方法對學生進行四個特定學科 （科學、技術、工程和數學 ） 教育的理念的課程。此術語通常用於處理學校的教育政策或課程選擇。它對勞動力發展、國家安全關切和移民政策有影響。

圖書館每周上課一次，每個學生可以自由選擇任何書籍，閱讀1小時。課程的目的是鼓勵學生閱讀教育課程以外的科目。

在圖書館里，當我看著書架上的書時，我注意到了巨大的書，總共5000頁，共5個部分。書名是「技術百科全書」，它描述了我們周圍的一切，從絕對零到半導體，幾乎每一個技術，在那個時候，用五顏六色的插圖和簡單的詞來解釋。我開始讀百科全書，當然，我不能完成它在每周1小時的類

所以，我說服我父親買了百科全書。我父親在我生命的開始，為我買了所有的技術工具，第一台電腦和第一本技術百科全書，都對我和我的事業有很大的影響。

今年暑假我完成了整部百科全書，然後我開始觀察宇宙是如何運作的，以及如何把這些知識運用到日常事務中。

我對這項技術的熱情開始於30多年前，現在 的旅程還在繼續。

這本書是《新興技術百科全書》的一部分，這是我試圖給讀者同樣的驚人經驗，我在高中時，但而不是第20c entury技術，我更感興趣的是21c entury新興技術，應用和行業解決方案。

《新興技術百科全書》將由365本書組成，每本書 將聚焦於一項新興技術。您可以在本書的結尾閱讀「即將推出」 部分的新興技術清單及其按行業分類。

365 本書， 讓讀者有機會在一年內每天增加對一項新興技術的瞭解。

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介紹

我是怎麼寫這本書的？

在每本書的「新興技術百科全書」，我試圖得到即時，原始的搜索見解，直接從人們的頭腦，試圖回答他們的問題，新興技術。

谷歌每天有30億次搜索，其中20%是從未見過的。它們就像是人民思想的直接一行。

有時是「如何去除紙張堵塞」。其他時候，他們只敢與谷歌分享痛苦的恐懼和秘密渴望。

為了發現關於「封閉生態系統」的內容想法尚未開發的金礦，我使用許多工具從谷歌等搜尋引擎中收聽自動完成的數據，然後迅速提出每一個有用的短語和問題，人們圍繞「封閉生態系統」這個關鍵詞提問。

它是人們洞察力的金礦， 我可以用它來創造新鮮、超有用的內容、產品和服務。善良 的人，像你一樣，真的很想要。

人搜索是有史以來收集到的最重要的人類心理資料集。 因此，這本書是一個活 的產品， 並 不斷更新越來越多的答案，關於"封閉的生態系統「的新問題，問的人，就像你和我一樣，想知道這個新興的技術，並希望瞭解更多。

寫這本書的方法是更深入地了解人們如何圍繞「封閉的生態系統」進行搜索，揭示出我不一定會想到的問題和疑問，用超級容易理解的詞回答這些問題，並導航e以簡單明瞭的方式四處走動。

因此，在寫這本書時，我已確保它盡可能優化和有針對性。這本書的目的是幫助人們進一步瞭解和增長他們對「封閉生態系統」的瞭解我試圖盡可能密切地回答人們的問題， 並展示更多。

這是一個夢幻般的，美麗的方式來探索問題和問題，人們有，並直接回答他們，並增加洞察力，驗證和創造力的書的內容-甚至推介和建議。這本書揭示了豐富，不那麼擁擠，有時令人驚訝的領域，重新搜索的需求，否則我不會達到。毫無疑問，在用這種方法閱讀了這本書之後，我有望增加潛在讀者的知識。

我採用了一種獨特的方法，使這本書的內容總是新鮮的。這種方法依賴於通過搜索傾聽工具傾聽人們的想法。這種方法說明我：

與讀者見面，了解他們所處的位置，這樣我就能創建相關內容，引起共鳴，並推動對 主題的更多理解。

將手指牢牢地放在脈搏上，這樣當人們以新的方式談論這項新興技術時，我就能獲得更新 ，並 監控趨勢。

發現隱藏的問題寶藏需要有關新興技術的答案，以發現意想不到的見解和隱藏的利基，提高 內容的相關性，並給 它一個制勝的優勢。

停止浪費時間在內臟上，猜測讀者想要的內容，用人們需要的東西填滿書的內容，告別基於猜測的無盡內容想法。

做出可靠的決定，並承擔更少的風險，讓前排座位的人 想讀什麼，想知道 - 即時 - 並使用搜索數據作出大膽的決定，哪些主題包括和哪些主題排除。

簡化我的內容製作，以識別內容創意，而無需手動篩選個人意見，以節省數天甚至數周的時間。

通過回答問題，幫助人們以直接的方式增加知識，這真是太好了。

我認為這本書的寫作方法是獨一無二的，因為它整理，並跟蹤重要的問題，讀者在搜尋引擎上問。

***

確認

寫一本書比我想像的要難，也比我想像的更有回報。如果沒有著名研究人員完成的工作，這一切都是不可能的，我想感謝他們努力增加公眾對這一新興技術的認識。

***

奉獻

對開明者，那些以不同的方式看待事物，希望世界變得更好的人——他們不喜歡現狀或現存狀態......你可以與他們意見相左太多，你可以與他們爭論更多，但你不能忽視他們，你不能低估他們，因為他們總是改變事情...他們推動人類前進，而有些人可能認為他們是瘋狂的或業餘的，其他人看到天才和創新者，因為那些開明到足以認為他們可以改變世界的人，是那些誰這樣做，並帶領人民到啟蒙。

***

碑文

"Food 是必須不惜一切代價生產的必需品。因此，我們需要更多的農民或更多的方法來生產人力有限的糧食。機器人們正在來營救。——南昆士蘭大學約翰·比林斯利和墨爾本丹尼·奧托莫大學;約翰·裡德，約翰·迪爾。

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內容表

封閉的生態系統

作者的其他書籍

封閉的生態系統

版權

獎金

前言

介紹

確認

奉獻

碑文

內容表

第一章 封閉的生態系統

第2章：生物圈

第三章：生物圈2

第四章：生物殼

第五章 溫室

第六章 海水溫室

第七章：IBTS溫室

第八章 伊甸園工程

第九章：長安四

第10章：小說中的空間站和棲息地

第十一章：控制性生態生命支持體系

第12章：控制環境農業

第13章：生態圈（行星）

第14章：斯波姆

第15章：生態學

第16章：生態系統服務

第17章：地形

第18章：空間殖民化

結語

關於作者

即將推出

附錄：每個行業的新興技術

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第一章 封閉的生態系統

A picture containing sky, outdoor, day Description automatically generated

生物圈 2

封閉的生態系統（CES）是生態系統，不與系統任何其他元素交換重要性。

這個詞 最常用來 指微型人造生態系統。這些系統在科學上是耐人尋味的，有可能在太空航行、空間站或太空家園期間提供生命支援。

一個物種產生的任何廢物都必須在封閉的生態系統中至少由其他一個物種使用。如果目標是保持生命形式，如老鼠或人，廢物，如二氧化碳，排泄物和尿液最終必須轉化為氧氣，食物和水。

在封閉的生態系統中，至少需要一種自體營養生物。雖然化療和光營養生物都是可能的，但迄今為止幾乎所有封閉的生態系統都以綠藻等光營養生物為基礎。

例子

整個星球的封閉生態系統被稱為生態圈。

生物圈 2、MELISSA和BIOS-1、BIOS-2和BIOS-3實驗是旨在維持人類生存的人造封閉生態系統的例子。

瓶花園和水族館生態圈是自我維持的封閉生態系統，可以在部分或完全封閉的玻璃容器中建造或購買。它們可以由小蝦、藻類、鵝卵石、裝飾貝殼和 妖精組成

在小說中

封閉的生態系統經常出現在小說中，尤其是科幻小說中。圓頂城市、空間站和其他行星或小行星上的棲息地、圓柱形棲息地（例如奧尼爾圓柱體）、戴森球體等就是例子。

[E第 1 章]

See also

Biosphere – The global sum of all ecosystems on Earth

Controlled ecological life-support system

Controlled-environment agriculture

IBTS Greenhouse

Ecology – Scientific study of the relationships between living organisms and their environment

Ecosphere – Planetary closed ecological system

Ecosystem services

Eden Project – Visitor attraction in Cornwall in the United Kingdom.

Space colonization – Concept of permanent human habitation outside of Earth

Spome – Hypothetical matter-closed, energy-open life support system

Terraforming – Hypothetical planetary engineering process

Chang'e 4 – Chinese lunar lander

Space stations and habitats in fiction

References

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ESO 2 Science 11: The Ecosphere and the Ecosystems. Science Helpdesk.

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What is an EcoSphere? (Shrimp and Gorgonia coral).

第2章：生物圈

A map of the world Description automatically generated with medium confidence

從2001年9月到2017年8月，創造了全球海洋和陸地光自動豐度的假彩色復合體。 SeaWiFS 專案、美國宇航局/戈達德航天飛行中心和ORBIMAGE為本頁做出了貢獻。

生物圈（來自希臘的生命和斯派拉的球體），通常被稱為生態圈（來自希臘的環境），是所有生態系統的全球匯總。它也被稱為地球上的生命區。就物質而言，生物圈本質上是一個封閉的系統，投入和產出很少。它是一個開放的能源系統，光合作用每年以大約130Terawatts的速度收集太陽能。然而，這是一個接近能量平衡的自我調節系統。根據最普遍的生物生理定義，生物圈是整合所有生物及其關係的全球生態系統，包括它們與岩石圈、低溫圈、水圈和大氣元素的相互作用。生物圈被認為至少在35億年前進化了，從生物凋零的過程開始（生命自然形成於非生物材料，如簡單的有機化合物）或生物生成（生命由生物物質創造）。

生物圈一般是任何包含生態系統的封閉自我調節系統。這包括生物圈2號和BIOS-3等人工生物圈，以及其他行星或衛星上的生物圈。

術語的起源和使用

Waves crashing on a beach Description automatically generated with medium confidence

地球上的海灘場景，同時顯示岩石圈（地面）、水圈（海洋）和大氣（空氣）

地質學家愛德華·蘇斯於1875年發明瞭生物圈一詞，將其定義為地球表面存在生命的地方。

雖然這個概念有地質基礎，但它體現了查理斯·達爾文和馬修·莫里對地球科學的影響。生物圈的生物環境可追溯到20世紀20年代（見弗拉基米爾·韋爾納茨基），在亞瑟·坦斯利爵士1935年使用生態系統一詞之前（見生態史）。韋爾納茨基認為，生態學是生物圈的科學。這是一個多學科的概念，包括天文學、地球物理學、氣象學、生物地理學、進化學、地質學、地球化學、水文學，以及更廣泛的所有生命和地球科學。

窄定義

生物圈被地球化學家定義為整個生物物種（生物學家和生態學家所說的生物量或生物群）。從這個角度看，生物圈是地球化學模型的四個不同組成部分之一，其他成分是地球圈、水圈和大氣。當這四個組分球體集成到一個系統中時，生態球形成。這個詞是20世紀60年代創造的，指的是地球的生物和物理成分。

生物圈是第二次封閉生命系統國際會議所界定的，是地球生物圈類比和模型的科學技術，即人造類地生物圈。其他可能包括開發人工非地球生物圈，如以人為中心的生物圈或本地火星生物圈，作為生物圈問題的一部分。

地球生物圈

年齡

A close-up of a leaf Description automatically generated with medium confidence

斯特羅馬托利特化石估計有32-36億年的歷史

在來自西格陵蘭的37億年前的元代謝岩石中發現的生物石墨和在西澳大利亞34.8億年前的砂岩中發現的微生物墊化石是地球上最早的生命證據之一。2015年，在西澳大利亞41億年前的岩石中發現了「生物生命遺跡」。2017年， 據宣佈，在加拿大魁北克省Nuvvuagittuq帶的熱液噴涌中發現了具有歷史最悠久的生命記錄的熱液噴發沉澱物（或稱微化石），這意味著在44億年前海洋形成後不久，以及地球形成後不久，幾乎瞬間出現了生命。如果地球上的生命出現得相對較快...然後，它可能在宇宙中流行，生物學家斯蒂芬布萊爾赫奇斯說。

程度

A hawk sitting on a branch Description automatically generated with medium confidence

呂佩爾的禿鷹

A picture containing outdoor, ocean floor Description automatically generated

來自加拉帕戈斯裂谷的嗜血動物，一種嗜血生物。

從北極冰蓋到熱帶，生命可能存在於世界的每一個角落。微生物學的最新進展表明，細菌存在於地球地表深處，所謂不適宜居住區的微生物生命總量可能超過生物量地表上的所有動植物生命。不可能確定地球上生物圈的真實厚度。鳥類經常在海拔1，800米（5，900英尺;1.1英里）高空飛行，而魚類則生活在波多黎各海溝高達8，372米（27，467英尺;5.202英里）的深度。

地球上有一些更嚴重的生命例子： 在 海拔11，300米（37，100英尺;7.0英里）處發現了Röppell的禿鷹;在海拔至少8，300米（27，200英尺）處，有條頭的 鵝遷徙： 5.2英里;牛生活在海拔5，400米（17，700英尺;3.4公里）;山羊生活在海拔高達3，050米（10，010英尺;1.90英尺）的海拔高度， 食草動物依靠地衣、草和植物。

生命形式可以在地球生物圈的所有部分找到，包括污垢，溫泉，在岩石內至少19公里（12英里）地下，海洋的最深處，和至少64公里（40英里）以上的地球表面。

微生物已被證明能夠承受特定測試環境中外層空間的真空。土壤和地下的細菌碳總量估計為5 1017克，即英國的重量。普羅卡約特微生物，包括細菌和古生物，但不包括核真核微生物，可能含有高達0.8萬億噸的碳（在生物圈總量中，估計在1至4萬億噸之間）。

在馬里亞納海溝（地球上海洋最深處）的1萬多米（33，000英尺;6.2英里）深的地方發現了嗜血性海洋細菌。事實上，挑戰者深度在馬里亞納海溝最深處發現了單細胞生命形式，深度為11，034米（36，201英尺;6.856英里）。

根據其他研究，微生物生活在高達580米（1，900英尺）的岩石中： 0.36英里）以下的海底低於2，590米（8，500英尺;1.61公里）的海洋，以及2，400米（7，900英尺;1.5英里）以下的海底日本海岸。從瑞典地殼以下5000多米（16，000英尺;3.1公里）挖掘出的岩芯中，從溫度在65°75°C（149~167°F）之間的岩石中檢索到可培養的熱病菌。

溫度隨著一 個人深入 地殼而上升。溫度上升的速度是由多種因素決定的，包括地殼類型（大陸與海洋）、岩石類型、地理位置等。

微生物生命存在的最高已知溫度為 122 °C （252 °F） （甲基苯丙基 康德勒里 應變 116），溫度（而不是絕對深度）可能定義了深生物圈中的生命極限。

2014年8月20日，科學家證實在南極洲冰層下800米（2600英尺;0.50英里）處存在微生物。一位研究人員說：「你可以到處都能找到微生物——它們對環境的適應能力非常強，無論它們身在何處。

我們的生物圈分為各種生物群系，每個生物群系都有自己的植被和野生動物。陸地上的生物群系主要以緯度區分。北極和南極圈內的陸地生物群系相對缺乏植物和動物生命，而 人口較多的 生物群系大多位於赤道附近。

年度變化

On land, vegetation appears on a scale from brown (low vegetation) to dark green (heavy vegetation); at the ocean surface, phytoplankton are indicated on a scale from purple (low) to yellow (high). This visualization was created with data from satellites including SeaWiFS, and instruments including the NASA/NOAA Visible Infrared Imaging Radiometer Suite and the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer.

人工生物圈

Biosphere 2

亞利桑那的生物圈2號

實驗生物圈，也被稱為封閉的生態系統，已經發展到研究生態系統和支援地球以外生命的潛力。其中包括航太器以及下面列出的地面實驗室：

生物圈2位於美國亞利桑那州，佔地3.15英畝（13，000平方米）。

當時在蘇聯西伯利亞克拉斯諾亞爾斯克的生物物理研究所，BIOS-1、BIOS-2和BIOS-3。

生物圈J（CEEF，封閉生態實驗設施），日本的實驗。

巴塞羅那奧特諾馬大學微生態生命支持系統替代方案

外星生物圈

由於在地球以外沒有發現生物圈，外星生物圈的存在仍然是推測性的。稀土假說表明， 除了 完全由微生物生命構成的假說外，它們應該是極其罕見的。鑒於行星數量眾多，地球類比可能 相當豐富，至少在銀河系是這樣。已確定的軌道TRAPPIST-1軌道的三顆行星可能有生物圈。鑒於我們目前對生物生成的理解，目前還不清楚這些行星產生生物圈的百分比是未知的。

根據開普勒太空望遠鏡的發現，如果生物發生的可能性大於千分之一，那麼最接近的外星生物圈應該在地球100光年以內。

今後開發人工生物圈，如通過火星地形形成，也是可行的。

[結束第 2 章]

See also

icon Environment portal

icon Ecology portal

Earth sciences portal

Climate system

Cryosphere

Thomas Gold

Habitable zone

Homeostasis

Life support system

Man and the Biosphere Programme

Montreal Biosphère

Noogenesis

Noosphere

Rare biosphere

Shadow biosphere

Simple biosphere model

Soil biomantle

Wardian case

Winogradsky column

References

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Möller, Detlev (December 2010). Chemistry of the Climate System. De Gruyter. pp. 118–119. ISBN 978-3-11-022835-9.

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