生态工程技术将生态学原理与经济建设和生产实际结合起来,就是为了实现生物有机体与环境在有人工辅助的能量、物质参与下,实现同生态学及生态经济学原理和现代工程技术的系统配套,生产过程中的物流、能流的合理循环,由此可见在建设生态工程及应用生态工程技术中必须遵循生态学的一些基本原理。
(一)生态位原理
生态位是生态学研究中广泛使用的名称,又称生态龛或小生境,通常是指生物种群所占据的基本生活单位、对于生物个体与其种群来说,生态位是指其生存所必须的或可被其利用的各种生态因子或关系的集合。每一种生物在多维的生态空间中都有其理想的生态位,而每一种环境因素都给生物提供了现实的生态位。这种理想生态位与现实生态位之差一方面迫使生物去寻求、占领和竞争良好的生态位。另一方面也迫使生物不断地适应环境,调节自己的理想生态位,并通过自然选择,实现生物与环境的世代平衡。在农业生态系统中,由于其是半人工或人工的生态系统,人为的干扰控制使其物种单一性,从而产生了较多的空白生态位。因此在农业生态工程设计及技术应用中,如能合理运用生态位原理,把适宜而有经济价值的物种引入系统中,填充空白的生态位而阻止一些有害的杂草、病虫、有害鸟兽的侵袭,就可以形成一个具有多样化物种及种群稳定的生态系统。充分利用高层次空间生态位,使有限的光、气、热、水、肥资源得到合理利用,最大限度地减少资源的浪费。增加生物量与产量,如稻田养鱼就是把鱼引入稻田中,鱼可以吃掉水稻生长发育过程中所发生的一些害虫,为稻田施肥,而水稻则为鱼类生长提供一定的饵料,从而取得互惠互利的效果。
(二)限制因子原理
生物的生长发育离不开环境,并适应环境的变化,但生态环境中的生态因子如果超过生物的适应范围时,对生物有一定的限制作用,只有当生物与其居住环境条件高度相适应时,生物才能最大限度地利用环境方面的优越条件,并表现出最大的增产潜力。
最小因子定律:
即植物的生长取决于数量最不足的那一种物质,最小因子定律,这一定律说明,某一数量最不足的营养元素,由于不能满足生物生长的需要,同时也将限制其它处于良好状坊的因子发挥效应,农业生态系统因为人为的作用也会促使限制因子的转化,但无论怎样转化,最小因子仍然是起作用的。
2. 耐性定律
在最小因子定律的基础上,人们发现不仅因为某些因子在量上不足时生物的生长发育会受到限制,但某些因子过多地会影响生物的正常生长发育和繁殖。1913年谢尔福德把生态因子的最大量和最小量对生物的限制作用概念合并为耐性定律。即各种生物的生长发育过程中对各种生态因子都存在着一个生物学上限和下限,它们之间的幅度就是该种生物对某一生态因子的耐性范围。因此在农业生态工程建设与生态工程技术应用时,必须考虑生态因子的限制作用原理。