地球是目前已知的唯一一颗宜居星球，所以人类要想到外星球居住，就必须要在外星球上建立基地。

然而一个可供大量人类长期旅居的外星基地决不能够依靠外界供给，因为远距离的星际运输成本太过高昂，所以建立一个人工生态系统就是唯一的选择，但这同样也是一件非常困难的事情。“生态系统”这个词我们总能听到，那么到底什么是生态系统呢？简单来讲，生态系统就是一个由生物和环境组成的可持续稳定运行的系统，这其中包含三个关键因素，即能量流动、物质循环、信息传递。

地球的全部能量来自于太阳。

植物通过光合作用吸收太阳的能量，食草动物通过吃掉植物来获取能量，食肉动物又通过吃掉食草动物来获取能量，这就是能量流动。能量的流动是单向的，而且效率偏低，一般来讲，每一次的能量传递都不会超过20%。所以在自然生态系统中，顶级掠食者的数量是相对较少的，因为一个顶级掠食者就需要大量的基础能量资源支持。物质循环包含的内容就非常多了，比如碳循环，植物吸收二氧化碳，动物吃掉植物，碳就转移到了动物体内，动物呼吸会排放二氧化碳，死亡后，尸体被分解，碳也会随之放出，于是二氧化碳这种物质便在生态系统中实现了循环。

再比如稻田养鱼，植物为水塘中的虫子提供了食物，虫子又为鱼提供了食物，鱼的粪便又能成为植物的养料，这也是典型的物质循环。

一个稳定的生态系统除了能量流动和物质循环以外，还要有信息传递，因为生态系统的稳定依靠的是所有生物与生物之间、生物与环境之间的联系，而这种联系必须依靠信息的传递才能建立。

一个稳定的生态系统所需的三个要素，听起来也不十分复杂，为什么说要建立一个人工生态系统是非常困难的事情呢？原因主要有四个方面。

第一，对于一个生态系统来说，越复杂就越稳定。比如一个只由草、蝗虫和鸟三种生物组成的生态系统，一旦一种生物灭绝，另外两种要么随之灭绝，要么完全失控。但如果一个生态系统中的生物种类众多，那么则能形成多条相互交叉的食物链，即使一两种生物灭绝，也不会导致整个生态系统崩塌。

而要建立一个由众多生物组成的复杂生态系统，那么就需要足够大的空间作为支撑，那么这个人工生态系统必定十分庞大，至少要大到一眼望不到边际才行，建造这么大的一个人工生态系统，你说困难不困难？

第二，在自然生态系统之中是没有废物的，一切物质都是自然循环的一部分，但建造人工生态系统的最终目的是为了人类的居住，而人类会制造很多非自然物质，而这些物质很可能会成为自然生态无法处理的真正废物，从而对整个系统产生干扰，这种干扰累积起来就会导致整个生态系统的崩塌。什么是自然无法处理的真正废物？太多了，比如塑料就是一个。

第三，自然生态系统会进行自我调节，而人类会遏制这种调节功能。

比如发生山火，人类会扑救，这原本是好事，但从自然的角度来看却是一种干扰。因为如果永远不发生山火，山林中的可燃物就会越来越多，未来一旦发生山火，那就是毁灭性的。第四，人类改造自然的活动必然会产生后果。人类建造人工生态系统的最终目的是为了人类的居住，而人类要想住得舒适，就必须要对生态系统进行人为改造，任何改造都会产生后果，这些后果累计起来同样会导致生态崩溃。因为自然生态很大，这种改造所产生的后果可以累积很久很久，但人工生态系统很小，改造所带来的后果随时可能显现。