至少需要2種

在生態系統當中，主要有3重角色，一是生產者，負責把其他形式的能量變為生物質能，儲存起來，其中最大的群體就是各種植物，他們把太陽能儲存起來，生產各種有機物。當然還有一些特殊的生產者，他們可能把化學能生產有機物，主要存在於地下，海底火山口等處。

第二種角色是為消費者，他們以生產者或者其他消費者為食物，主要就是各種動物，也包括我們人類。

最後一種是分解者，主要是分解有機質，重新構成有機體或者，轉化為營養物質，供生產者使用，比如各種細菌，菌類。

要構成穩定的生態圈則至少包括三者，但我們人類本身就是消費者，所以只需要為我們生產食物的植物和分解廢物的分解者就OK了。

雖然理論上是這樣，但是單一的生物體系相當不穩定，而且也僅限於理論，因此，實際上我們現在需要多種生物體才能構成穩定的迴圈。

老鼠，小型化並且生命力最頑強，繁殖力強。為人類提供食物。蚯蚓和蒼蠅，提供動植物迴圈基礎。蜜蜂受粉。大豆小麥，不佔地方，植物蛋白。我，去當基地指揮官，沒我你玩不轉。對了，妙齡少女一隊。就這沒了

人類在太空生活，最難度過的難關，不是物質享受，而是心理上的困難。有一種疾病叫做“太空幽閉症”，人類在狹小孤獨的空間如果生活的時間過久，就會產生心理精神疾病，會非常的狂躁，嚴重的直接精神失常。人類是群居的智慧動物，不能一個人孤獨生活，否則就會出現嚴重的生理和心理問題。一個人心理素質再強，也很難一個人生活2年以上，超過了就要喪失語言能力，而且會發瘋。那種孤寂的感覺是很折磨人的，根本不是人的意志堅強就可以克服的，這是人的生物本能。

所以，如果人類想要長時間（比如生活幾十年以上，或者幾代人）在太空正常健康的生活下去，首先需要一個很大的生活空間，模擬地球的環境，這個空間需要直徑10千米以上。

此外，不能是一個人生活，起碼需要4個人。

最後，太空移民還需要有異性配偶。男女在一起學習，工作，繁衍，才能算正常的生活。性生活可以緩解壓力。太空是低微重力，科學家讓男女宇航員做過實驗，發現他們在失重環境下很難完成動作，感覺體驗也欠佳，這樣是不利於人類繁衍下一代的。雖然實驗室也可以利用基因技術製造嬰兒，但愛的生理需求，也是克服心理疾病的藥方。所以，為了克服這個困難，有兩種解決方案，第一個製造微型離心機，用離心力在狹小的區域內製造重力，第二個是儘可能把宇宙飛船建造的非常大，用自轉製造重力。

至於題主問，生態系統需要什麼生物，這些都是不太重要的問題。一個封閉的生態系統，需要的是植物，以製造氧氣，動物一般不需要飼養。如果你需要吃肉，可以吃人工肉。不過，如果宇宙飛船的空間足夠大，那都不是問題了，比如達到直徑20千米以上，可以模擬出一個地球的環境，製造微型的海洋，飼養魚類。

能供人類持續存活的生態系統即生物再生生命保障系統，這一系統當今被公認為是人類在月球或火星上長期生存，建立月球或火星基地的必然選擇。

生物再生生命保障系統(Bioregenerative Life-Support Systems ，BLSS)是將生物技術和物理化學技術相結合,按照自然生態學原理,將有限資源進行反覆處理與再生,從而源源不斷地生產食物、氧氣和水,確保為人類提供最基本的生存必需品。

生物再生生命保障系統（BLSS）具備四個基本功能：大氣再生、水的迴圈、廢物處理、食物生產。

在BLSS中，高等植物扮演著重要角色，它為系統提供食物、實現水和氣體的迴圈，但是但並非植物的所有生物量均可食用，任何一種植物都會產生其不可食部分，需要利用植物廢棄物（人類不可食用部分）將它們轉化成系統內在物質交換，保障生保物資持續供應，維持生態系統內部的物質平衡。

俄羅斯是世界上最早開始生命保障系統技術研究的國家。俄羅斯西伯利亞生物物理研究所於上世紀70年代研製了世界上第一個也是目前為止最成功的生物再生式生命保障系統“BIOS-3” 。該系統主要由藻類、高等植物小麥組成，並進行了長達180天的有人長期試驗，實現了植物性食物的再生，物質迴圈程度達到了66.2%，其中，水和氣體得到了100%的迴圈，而食物的閉合程度達到了80%(不足部分在艙內預先儲存)。

美國NASA自1987年確立了生物再生式生命保障系統實驗模型計劃，並建造了世界上最大的閉合式人工生態系統。在此係統中，建成了生物及物理化學相結合再生式的生命保障系統——整合式生保系統試驗裝置，已經進行了4人90天的密閉試驗研究，氧氣和水達到100%的再生，食物再生率約為25%。透過微生物反應器技術，植物的不可食生物量降解為植物營養液，從而實現了系統內部分物質的迴圈利用。

中國北航劉紅教授團隊經過十年努力，研製出中國第一個、世界上第三個空間基地生物再生生命保障地基綜合實驗裝置“月宮一號”，並於2014年5月成功完成了持續105天的中國首次長期高閉合度整合實驗，標誌著中國成為了繼俄羅斯、美國之後，第三個掌握了該技術的國家，也標誌著世界首個由“人-動物-植物-微生物”構成的四生物鏈環人工閉合生態系統的成功建立。劉紅教授團隊於2017年5月開啟“月宮365”實驗，至2018年5月試驗結束，共歷時370天，是世界上時間最長、閉合度最高的生物再生生命保障系統實驗。使中國此項技術水平進入世界領先行列。

這樣人類在太空中長期居住或者旅行，就什麼都需要，吃的穿的用的乃至娛樂的，還有人的生理需求，這些都需要。因此現代科學就是致力於建造一個生態圈，能夠在太空中形成良性迴圈，人類吃喝拉撒吸都能夠迴圈使用。再男男女女搭配好，帶上點牛羊鴨鵝小狗小鳥什麼的，就什麼都齊了。

比如人類如果解決了意識的儲存和轉移問題，意識才是生命延續的精華。人類可以克隆身體，或者利用人工智慧，裝上原來的經驗和記憶以及自我認知，從而實現永生。這種形態的生命體雖然可以繼續保持人類的某些特徵，但已經完全不是原來的人類了，需求也完全不是那些吃喝拉撒吸得方式了，除了氧氣和能量還可能是必需品以外（估計意識要靠氧氣能量養著），一切都可以透過對意識的資訊輸入得到解決，這樣太空中的配置就會簡單很多。

這個能源並不要攜帶，三級文明能夠隨意的攫取和利用銀河系所有的能源和資源，在星系之間自由穿梭往來。這個時候人類的需要就非常簡單了，只要有能量，就會有一切。能量是這個世界的本質，宇宙中的一切都是能量轉化過來的，人類只要能夠最終掌握能量的秘密，能夠最大限度的實現對能量的控制，人類就獲得了完全的自由。你懂嗎？你同意嗎？歡迎討論。

本貓頭鷹時常想，假如站在地球、站在全部生命的立場上，人類到底給地球帶來了什麼好處。假如我是女媧、蓋亞或者薩爾那加（遊戲《星際爭霸》中的神秘種族，創造了神族和蟲族），造人類出來只有一個目的：離開地球！

如果以此為前提的話，那麼人類的太空生存就必須是長期的、穩定的且不依賴於地球或者任何一顆特定的行星。實現這一目的有兩種思路：開放體系、封閉體系。

所謂封閉體系，就是和外界只有能量交流，沒有物質交流。地球自己幾乎就是一個現成的封閉體系，所以只需做一個縮小版的地球就可以了……但是這個“只需”二字還真是輕描淡寫啊。要打造一個縮小版的地球其實是不可能的，因為會遭遇萬惡的尺度問題。

現實中的地球並不是僅有生物圈這麼一個薄薄的殼層，地球的每一個成分都是至關重要的。長遠來看，板塊運動對地球的碳迴圈至關重要；而一個迷你地球卻無法有效地維持這樣的運動。不誇張地說，沒有板塊運動，地球就不會有生命。一般人只熟悉生物圈光合作用和呼吸作用形成的短期碳迴圈，現在人類使用化石燃料干擾的其實也是短期。但是太空生存嘛，怎麼說也得以子子孫孫無窮匱也為目標吧……必須考慮到長期的影響。

遺憾的是，板塊運動的根本動力來自於灼熱的地幔，而地幔的運動是嚴重受到尺度影響的，不能隨意放大縮小。且不討論那些複雜的流體力學計算，光是最簡單的一點就夠麻煩了：如何維持地幔的溫度。在這裡無情的平方-立方定律又一次發威了：一個球的半徑如果減半，那麼表面積縮小到四分之一，可是體積卻要縮到八分之一。既然熱容量和體積成正比，那就意味著降溫的速度是原來的兩倍。（考慮到地幔對流因素的話，可能不是精確的兩倍；但無論如何降溫速度會變快的。）

“生物圈二號”實物圖

解決方法倒也不是沒有：拋開地球的模板，另起爐灶，從頭構建一個生物圈——就像美華人做的“生物圈二號”那樣。不過生物圈二號可悲地失敗了……顯然人類現在根本沒有能力去事無鉅細地“管理”一個生態系統；但哪怕不考慮人的問題，小生態圈依然有一個致命的問題：太小！島嶼生物地理學早有結論，越小的島嶼上生物滅絕的可能性越大，其中重要的原因是小島上支援不了太多的生物個體，很容易因偶然因素而導致絕滅。總體而言，物種多樣性是入不敷出的，難得長遠。

也許將來自動化技術和生態學知識發達的時候，人類可以透過全方位調節來保證生態系統的穩定性，甚至完全拋棄自然生態系統，一切物質迴圈都由機器來完成。假如世界末日現在降臨，人類是造不出一個能用的封閉體系的。

利用恆星資源的“戴森球”的一種

要維持一個開放的體系就容易得多了，因為不用擔心物質回收的問題。在太空中，要維持劉慈欣筆下《吞食者》那樣的體系，也遠比構建一個封閉可自持的生態圈要簡單。

開放體系當然是不怎麼道德的，有點像海盜那樣一路航行一路搶，不過既然宇宙本身已經是黑暗森林了，恐怕也顧不上道德；本來道德就是以生存為前提的。真正的麻煩在於這種方式能否真正地養活自己。靠譜的可能性是：不依賴於具體文明，而儘量靠星際物質求得生存。已知的地外行星大約有百分之一含有水或水蒸氣或冰，這比起有文明的星球來說機率大得多。假如這類“基本物質”能夠找到充足來源，那麼我們只需要自備全套工農業生產體系就可以，不用帶上整個生物圈。但是這麼做的風險是，依然難以保證掠奪的穩定性。

航行到汪洋大海之中卻斷水斷糧是最可怕的事情，而假如一個太空海盜沒有母港，可以說遲早會遇到這種事件。所以，雖然名義上是開放體系，但是依然不能像城市那樣放肆，起碼要具備一個小規模的生態圈和足夠強的物質迴圈能力。

分散式群體網路艦群

不管是封閉體系、開放體系還是有一定自我維持能力的“半開放體系”，都有一個老問題：對極端風險的抵抗能力太低。太空冷酷而兇險，各種五花八門的意外事故從黑洞到小行星群到超新星爆發，層出不窮，沒有任何一艘飛船敢於宣稱自己永不沉沒。而一旦體系崩潰，就沒有恢復的機會了。把雞蛋放在同一個籃子裡，遲早會一起打碎。

個人以為，要想萬世長存，最佳的情況是大量的小飛船形成一個分散式群體網路。

其實人類歷史上也沒有幾個群體長盛不衰的，風水輪流轉，只要一個群體存在時間足夠長，肯定會倒黴。但是如果有足夠多的有差異的群體，你方唱罷我登場，而且群體之間存在緊密聯絡，失敗的可能性就會大大降低。

不過要想讓小飛船有效地聯絡，它們的距離就不能太遠；而距離過近的話又會出現資源競爭。最理想的情況是，在掠奪資源時並不竭澤而漁，使得被一艘飛船掠奪過的行星，隔一段時間下一艘飛船到來時依然有價值。

假如這幅圖景真的能夠實現，那麼我們就從宇宙海盜變身為宇宙遊牧民：駕駛著一群群飛船，在行星群之間穿梭往來，收割資源，同時把廢料排放在行星上待其自然迴圈。但是，為了防止公地悲劇，這對龐大的飛船群管理也提出了很高的要求：要保證把足夠的物質回饋給行星，要保證排放的廢料不會引發行星本身大氣結構劇變，要保證不把持續危害性的物質大規模排放到行星上，要保證不對某幾顆行星過度掠奪。這需要遊牧民之間存在極強的相互監管體系和懲罰機制，甚至可能需要一套全新的宇宙道德。

這應該是最可持續也最安全的太空生存方式，不依賴於任何一艘船，不依賴於任何一顆具體的行星，不懼怕任何區域性性的突發事件，唯一依賴的只有我們自己對人類社會的掌控能力。

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