浅谈生态工程原理在农林业上的应用

浅谈生态工程原理在农林业上的应用

摘要：生态工程作为一种综合性科学与技术体系，通过模拟自然系统的结构

和功能，以促进可持续发展和环境保护为目标。本文将探讨生态工程原理在农林

业领域中的应用，并分析其对提高农林产量、改善土壤质量、保护水资源等方面

所起到的重要作用。

关键词：生态工程原理；农林业；生物多样性

引言

随着全球人口不断增长和气候变化加剧，如何实现粮食安全、优化农田利用

并减少对环境的负面影响成为迫切问题。传统农林业经营方式往往过度依赖化肥、杀虫剂等化学品，导致土壤退化、水源污染等问题日益突出。而生态工程则提供

了一种可行且可持续的解决方案。

1生态工程原理概述

生态工程原理是指通过模拟自然系统的结构和功能，以促进可持续发展和环

境保护为目标的一种科学与技术体系。它基于对自然生态系统运行规律的深入研

究和理解，并将其应用于人工干预和管理的过程中。生态工程原理强调模拟自然

系统的特征、过程和相互作用。通过了解不同物种之间、群落内部以及整个生态

系统中各个组成部分之间的关系，可以更好地设计人工干预措施，使其与自然界

相协调。多样性是一个健康生态系统的重要特征。在生态工程中，注重保护和恢

复物种多样性，包括濒危物种、栖息地类型等。提高农田或林区内植物、动物等

多样性水平有助于增加稳定性，并提供更多适应力强且具有经济价值的资源。通

过改善受到污染或破坏的土壤、水域或其他受损生境，使其恢复到自然状态或接

近自然状态。这包括修复退化的农田、湿地、森林等，以提供良好的生态条件和

资源。利用适宜的植被种类和结构来改善环境质量。例如，在农业领域中，选择

合适的作物种植方式、轮作休耕制度和覆盖植被等措施可以减少土壤侵蚀、增加

有机质含量，并改善水分保持能力。强调有效地回收和再利用废弃物和资源。通

过将有机废料转化为肥料或能源，并采取循环农业模式，最大限度地减少对外部

输入材料的需求，并降低对环境造成的压力。

2生态工程原理在农林业上的应用

2.1生物多样性增强

生态工程原理倡导保护和恢复自然生态系统的多样性，通过种植不同类型的

作物、引入益虫等方式来提高农田的生物多样性。研究表明，增加农田生物多样

性可以降低害虫发生率，并显著提升农作物产量。在传统的单一作物种植模式下，常常会出现大规模的害虫爆发。这是因为相同类型的作物为害虫提供了丰富可利

用的食源和适宜繁殖环境，从而助长了其数量和影响力。然而，在引入更丰富多

样化的作物组合后，不同类型植被之间形成复杂结构与功能关系网络，使得整个

农田系统变得更加稳定。在增加农田内植被种类时应注重选择具有互补特点或协

同效应的作物组合。例如，混合播种不同株型、开花时间和营养需求差异较大的

作物能够有效地减少竞争压力，并促进资源利用效率。此外，在耕地周围设置带

有花草灌木覆盖层或种植花卉边界，可以吸引益虫和天敌，形成生态廊道，增加

农田的多样性。在生物多样性增强中引入益虫是一项重要策略。通过引入捕食性

昆虫、蜘蛛等天敌来控制害虫数量，可以减少对化学农药的依赖，并降低环境污

染风险。例如，将寄生性黄粉蚧放置在果树上可以有效地控制柑橘绿蚧的传播；

同时，在稻田中种植鸟谷子或麦片草可吸引杂草种子食用者如斑胸草雀和苇鳽等

禽类，从而减少杂草数量。在农田周围保留自然生态系统也有助于提高农田的生

物多样性。保护水域、湿地和林地等自然景观不仅为野生动植物提供了栖息地，

还能够作为害虫天敌和迁徙鸟类的补给站。这些区域与耕地之间建立联系，并设

置合适的过渡带或缓冲带，能够有效减少害虫入侵和病原菌传播的风险。通过增

强农田生物多样性，可以改善农业生态系统的稳定性和抗扰能力。这种方法不仅

有助于控制害虫数量、减少化学农药使用，还能提高农作物产量，并为可持续发

展提供了一条环境友好的道路。因此，在实施农林业管理时应重视保护和恢复自

然生态系统的多样性，并积极采取措施促进其增加与稳定。

2.2土壤改良

土壤改良是指通过一系列措施和技术来提高土壤的质量和肥力，以促进农作

物生长、保护环境和实现可持续发展。在耕地上种植覆盖植物（如秸秆、草坪、

绿肥等）可以有效减少水分蒸发和风蚀，防止土壤侵蚀，并保持土壤湿度和温度

稳定。此外，覆盖植被还能够增加有机质输入、改善土壤结构，并提供根系空间

给微生物活动。轮作休耕是指将不同类型的农作物交替种植于同一块田地中，在

某些周期内让部分或全部田地休养生息。这样做有助于避免单一作物连续种植引

起的营养失衡和病虫害累积问题。同时，轮作休耕还能增加有机质输入、改善土

壤结构，并提供多样化的根系系统。使用有机肥料（如堆肥、腐殖质等）可以增

加土壤有机质含量，改善土壤结构和保水能力。有机肥料中的养分释放缓慢且稳定，减少了对化学肥料的依赖，并提高了养分利用效率。微生物在土壤改良中起

着重要作用。通过应用益生菌、固氮细菌等微生物技术，可以促进土壤中有益菌

群的发展和活动。这些微生物能够提供植物所需的营养元素、抑制病原体和分解

有机质，从而改善土壤健康状况。合理管理水资源对于土壤改良至关重要。

2.3水资源管理

滴灌是一种高效的灌溉方法，通过将水以滴流或微喷方式直接输送到植物根

部附近，最大限度地减少了蒸发和土壤表面径流损失。相比传统喷洒或洪涝灌溉，滴灌可以显著提高水分利用效率，并减少农田内部的湿润不均匀现象。在旱地区

或雨季有限的地区，设置雨水收集系统可以帮助储存和利用降雨所带来的自然资源。这些系统通常包括屋顶、沟渠和储存设施等组成部分，在下雨时将雨水导入

储存容器中供后续使用。通过合理规划和设计这些系统，可以有效延长可利用的

降雨周期并减轻对其他供水来源（如井泉）的依赖。合理的灌溉调度和管理对于

节约水资源至关重要。这包括根据植物需水量、土壤湿度和气象条件等因素来确

定灌溉时机和用水量。通过使用现代技术，如土壤湿度传感器、气象站数据以及

自动化控制系统，可以实现精确的灌溉计划，并避免过度或不足的浇水。进行土

壤改良工作也有助于提高农田的水分保持能力。增加有机质含量、改善土壤结构

以及采取保护性耕作措施（如覆盖植被）都能够减少蒸发损失并提高土壤保水能力，从而降低灌溉需求。将农田排放的废水经过适当处理后进行回收与再利用是

另一种有效节约水资源的方法。