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>摘 要：
日趋严重的环境问题使人们更加关注农业和林业,生态农业、持续农业、循环农业及林业生态工程的兴起,使人类看到了农业及林业持续发展的希望.本文从多样性导致稳定性原理、边缘效应原理、生态位原理、食物链原理、熵增原理、群落演替原理及限制因子原理等多角度探讨了生态学原理在农业生态系统和森林生态系统的应用.
纵观世界农业发展的轨迹,不难看出现代农业在给人类带来农业产量、劳动生产率与农业集约化程度提高的福音同时,也埋下了农药（肥）残留增加、土壤质量下降、水源与大气受到污染、食品安全指数下降等严重影响农村生态环境的隐患.而森林作为自然界中的一个重要的生态系统,一般讲是比较稳定、抗逆行较强的,但是,也不可忽视当外界干扰（如人类采伐、垦殖、病虫害大发生、火灾、大气候变化）强度超过系统承载能力的时候,这个系统也会崩溃.此时,生态农业及林业生态工程的提出无疑解决了这些问题,并将生态学原理应用到持续发展中,顺应了时代的要求.
一、概念
生态农业是运用农业生态经济学原理和先进的科学技术实现农业生产良性循环的现代农业模式.林业生态工程是根据生态学、生态经济学、系统科学与生态工程原理,针对自然资源环境特征和社会经济发展现状所进行的以木本植物为主题,并将相应的植物、动物、微生物等生物种群人工匹配结合而形成的稳定而高效的人工复合生态系统的过程.
二、生态学原理在农业和林业的应用
(一)多样性导致稳定性的生态学原理
1.农业生态系统
农业生产是以农田生态系统为基础的,它是以作物为主体的人工生态系统.作物在长期的栽培选择下往往具有较高的经济价值和较低的抗逆性.为了增强作物抗御自然灾害的能力,提高农田生态系统的稳定性,在农田生产安排中就应使生物种类和品种多样化.要根据生物与环境相适应和生物之间共生互利的生态学规律,改变单一种植模式,实行以一种作物为主,在其行间适当种植或养殖其他生物.
在这方面农田生产上的间作、套作、套养已提供了很多有益的经验.如在稻田,在以稻为主的基础上,实行稻田养鱼、稻田养萍、稻田放鸭、稻田养蛙.又如在旱地选择合适的作物混作、间作、套种,或在其行间养鸡、养鸭、养鹅、养殖蚯蚓、放养蜜蜂等,也可提高生态系统的稳定性和生产力.选择适当的作物间种还可以相互创造有利的环境条件,如玉米与马铃薯间作,玉米是喜光的高秆作物,而马铃薯耐荫、低矮.玉米适当遮光,可降低土温,对薯块形成有利.玉米行间地表由于马铃薯枝叶覆盖又可避免杂草滋生和雨水对地表的冲刷.
2.森林生态系统
林业生产是以森林生态系统为基础的,自然森林生态系统具有生物种类多、结构复杂、稳定性高的特点.种类繁多的植物又为多种多样的动物、微生物的生态和繁殖提供有利条件.它们相互依存,彼此制约,形成复杂的食物链和食物网,共同组成一个具有十分复杂的结构、相当稳定的生态系统.单一林分的纯种林容易造成虫灾甚至森林火灾.因此,在林业生产中要避免树种单化,要保护和抚育好生物种类多、结构复杂的阔叶林和各种混交林.要把针叶纯林逐步改造成针阔混交林,如对桑园、茶园、果园及其他人工经济林,可实行林地间种、间养,以增加物种的多样性.
林地间种农作物,不仅可以增强林地生态系统的稳定性,而且还可以起到山林和农田的互补作用,增强整个农业生态系统的稳定性.营造农田防护林带是平原农区发展林业生产的重要途径,也是增加农田生态系统生物多样性、保持生态系统稳定性的重要措施.农田防护林能有效地改善农田小气候,增强农业抗御自然灾害的能力.林带形成后,带内自然生态环境优越,食源增多,还可为农作物害虫的天敌创造良好的生活环境,有效地控制病虫害的发生.因此,多样性导致稳定性的生态学原理对农业和林业有着重要指导意义.
(二)边缘效应原理
利用两个截然不同的生态系统之间的边缘地带,通过对两个系统的连结、渗透作用以扩大能量转换与物质循环规模,从而使两者生态经济效益同时提高.这一功能原理在生态学上称作“边缘效应”或“边际效应”.
用技术调节边际地区食物链营养物质的联系、交换、转化、补偿的关系,可提高生态效率,增加经济效益.如“粮畜鱼桑”模式、“桑基鱼塘”模式、“稻萍鱼”模式、鱼藕共生模式（在藕田中混套养泥鳅和黄鳝,作为生产、增益、减耗复合环,促进鱼藕互利共生.在完全不施农药的情况下,有效地防治危害莲藕的食根虫,达到藕、鱼增产和改善田间生态环境的效果,其害虫防治率和促藕增产率分别为83%～99%、12.7%）.人们还可以有意识地利用地缘效应,如发展滩涂养殖,充分利用水陆交接处的边缘效应,生产海带、紫菜、石花菜和各种贝类、鱼、虾、海珍等,以及利用城镇与农村交接处农业生产集约化程度较高的特点,发展独具特色的城郊型持续农业.
植物边缘效应的的概念就是基于不同植物群落之间生物的变异和密度增加而提出的,即在不同植物群落边缘生物的变异和密度有增加的倾向.边缘效应对于生物多样性的研究和保护具有特定的价值,在这种特定的环境中期望有较高的生物多样性.其原因是：在边缘地带会有新的微观环境,导致有较高的生物多样性；边缘地带可为生物提供更多的气息场所和食物来源,允许特殊需求的物种散布和定居,从而有利于异质种群的生存,并增强居群个体觅食和躲避自然灾害的能力,允许有较高的生物多样性.
(三)生态位原理
生态位是生物在完成其正常生活周期时所表现的对环境的综合适应特性.根据高斯扩展理论,群落是个生态位分化了的系统,种群之间趋向于相互补充,往往在两个种群间具有正效应的联合,这种效应通常称为互利共生.互利共生是能直接进行物质交流的一种相互关系,常出现在生活需求极不相同的生物之间.如豆科作物和根瘤菌共生形成的根瘤,真菌与高等植物根系共生形成的菌根,对开展生物固氮、改善植物生长环境的研究和应用均有广阔的前景.农业生态系统被人为地控制在演潜的早期,其生态位分化不完全,存在着大量的潜在生态位,利用这一原理,可以充分利用农业生物的潜在生态位,调整农业产业结构,改善农业生物的生长环境,充分利用潜在农业资源.
三、寻找生态学原理在农业和林业的规律
熵增原理根据热力学第二定律描述的熵定律,在孤立系统中,系统的熵值总是由小变大,系统的状态永远是自发地由有序趋向无序,直到系统熵值最大或无序程度最大的热力学平衡状态为止,即熵增原理.农业生态系统是一个人工调控的开放系统,农业资源一经使用,熵就必定“增大”,变成熵大的废物和废热,这些废弃物将占据大量的堆放空间,有时还会导致环境污染.因此,农业将最大限度地从外界引入负熵,加强物质的循环利用,确保农业生态系统在实现物质和能量的最大耗散时,又不断向外界输出熵流,以减少总熵的增加,保持系统的有序结构.
群落演替原理生物群落是个运动着的体系,随着时间的推移,其发展总是不断地造成其自身不利的生存条件,群落中一些物种消失,另一些物种侵入,出现群落与环境向着一定方向有顺序地发展变化,称为群落演替.群落演替的主要标志是群落在种类组成上发生质的变化.这一规律在农业上也不例外,目前多采用轮作、多熟间套耕作、营造混交林等措施来充分利用自然资源,维护生态平衡.
限制因子原理自然界中众多个环境因子都有自己的计算单位,每个因子也都会对生物产生重大影响.在林业生态工程中要十分注意的是多项因子对生物群落的综合作用.这种综合影响的作用往往与单因子影响有巨大的差异.如何进行多因子综合评价对今后林业生态工程研究是十分重要的.农业生物要在某一环境中生存和繁荣,必须得到它们所需要的基本物质,而这些因素的数量、质量及其相互作用会对生物产生不同的影响,尤其是某些短缺因素,即限制因子（某种数量最不足的因子影响植物的生长且限制了其他处于良好状态的因子发挥作用）,从而影响农业生态系统生产力的形成.因此,从某种意义上说,农业生产就是一个人类利用和不断克服农业生态系统的限制因子,促使农业生产水平不断提高的过程.同时,限制因子原理能为施肥、育种、栽培和水利工程建设等农业生产措施提供理论依据,如配方施肥、培养抗（耐）逆品种、节水栽培、保护地栽培等.
四、结论
综上所述,生态学原理在农业和林业方面的应用是具有重要指导意义的,在追寻经济利益的情况下,不能忽视生态效益,注重环保是必要的.
【参考文献】
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[3]卓少明.三种农业废弃物及其不同组合饲养蚯蚓试验[J].热带农业科学,2003,23（6）
【作者单位：长江大学】