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閉鎖生態系または封じ込め生態系（CES）とは、生命を維持するためにシステム外部との物質交換に依存しない生態系のことである。
この用語は、主に小型の人工生態系を説明するために使われる。このようなシステムは、生命維持システムや宇宙居住施設として機能する可能性がある。[ 1 ]
閉鎖生態系においては、ある種が生成するあらゆる老廃物は、少なくとも他の1つの種によって利用されなければならない。ネズミや人間のような生命体を維持することが目的であれば、二酸化炭素、糞便、尿などの老廃物は、最終的に酸素、食物、水に変換されなければならない。
これらのシステムは依然として太陽光などの外部からのエネルギー入力に依存している。[ 2 ]
閉鎖生態系には、少なくとも1種類の独立栄養生物が含まれていなければならない。化学合成生物と光合成生物の両方が考えられるが、現在までに構築された閉鎖生態系のほとんどは、緑藻類などの独立栄養生物に基づいている。
惑星全体の閉鎖された生態系は、生態圏と呼ばれます。[ 3 ] [ 4 ]
人間の生命を維持するために作られた人工の閉鎖生態系には、バイオスフィア2、MELiSSA、BIOS-1、BIOS-2、BIOS-3プロジェクトなどがあります。[ 5 ]しかし、人間が関わる人工の閉鎖生態系で、長期間にわたって生命を維持することに成功したものはありません。
ボトルガーデンやアクアリウムのエコスフィアは、部分的にまたは完全に密閉されたガラス容器で、自作または購入できる自己維持型の閉鎖生態系です。これらには、小さなエビ、藻類、砂利、装飾用の貝殻、ゴルゴニアなどが含まれます。[ 6 ]
閉鎖生態系は、自然生態系に比べて生物多様性がはるかに低いため、不安定な状態が続くことが多い。また、自然の循環、栄養段階間の相互作用、個体群動態を安定させるのに役立つ冗長性も欠如しているため、閉鎖生態系の生物種が減少すると、他の生物がそれを補うことができないため、生態系の崩壊につながる可能性がある。
炭素隔離や酸素生成などの自然プロセスは、閉鎖系内の変化に非常に敏感であり、ガスや毒素の危険な蓄積や枯渇につながる可能性があります。たとえば、バイオスフィア2では、酸素レベルが低下し、土壌微生物が二酸化炭素レベルを上昇させたため、水域で藻類の異常繁殖が起こりました。その結果、種の30%とすべての花粉媒介者が死滅しました。[ 7 ]
閉鎖系に人間が関与すると、人間の呼吸や栄養摂取にさらなる負担がかかるため、弱点がさらに生じます。[ 8 ]微量栄養素の制限、心理的ニーズ、老廃物の生成は、システムの長期的な全体的な安定性を複雑にします。
閉鎖生態系は、フィクション、特にSF作品でよく登場する。これには、ドーム都市、宇宙ステーション、異星や小惑星上の居住施設、円筒形の居住施設（例：オニール円筒）、ダイソン球などが含まれる。[ 9 ]