道路绿化生态工程基本原理

赵 姣

(佳木斯市公路园林绿化管理站)

1 系统科学原理

(1)有它的特定功能。是一个有序的有机体,这是系统的基本特征。

(2)具有明显的边界。没有边界就不成为系统,有的边界很大,如太阳系、银河系,人类目前尚不清楚,但是它是客观存在的。

(3)具有很强的整体功能。一般来讲整体功能必然大于组成该系统的成分功能的算术和。

(4)有两个以上的组成成分或子系统。

(5)各个组分或子系统有一定的比例关系,不是任意的混合。

(6)各个组分在系统中即有一定的分工,又有合作。

(7)各个组分始终通过一定的关系相互作用。

2 生态环境效益与社会效益和经济效益协同原理

“生存与发展”是当今世界政治和经济活动的主流。生态工程的主要目的就是为解决这两个问题而进行设计和实施的。在解决生态环境问题的同时,还要根据不同生态工程的特殊性,兼顾社会效益和经济效益充分协同发展。在市场经济条件下,脱离开经济规律去追求生态效益和社会效益,往往是比较困难的。

3 生物多样性原理和生物种群分布原理

科学研究表明,任何一个生物种群都不可能脱离其他生物种群而单独存在。生物群落的生物种群单一,是影响生态系统稳定和生产力提高的重要因素之一。根据生态学原理,一个生态系统的生物群落越复杂,它的生物生产力就越高,生态系统的稳定性就越强,反之这个生态系统的稳定性和生产力就越低。这与多样的生物相生分布,各自占据不同适生空间,高效率的利用环境资源(阳光,水,空气等)有关。

一个生态系统的功能与构成它的生物种群的分布特征直接相关联。生物种群的分布格局一般分为平面和垂直两种,平面分布格局通常根据统计方法,人为地把生物种群的分布分为随机分布、簇生或成群分布、有规则分布、整个群体规则分布等类型;垂直分布格局可以分为上、中、下等垂直梯度。在道路绿化工程建设中,只有合理地安排生物种群,才能实现工程的预定效益。例如,道路防护林生态工程,不但要充分考虑总体防护效益,还要考虑生物种群之间的相互防护效益。过去那种以单一种群建成的防护林,虽然也起到了一定程度的总体防护效益,但是由于对种群之间的相互防护作用不够重视,常导致大规模病虫害发生。

4 生物种群之间共生、互生、抗生原理

生物种群之间大多数都存在着共生、互生或抗生关系。科学的利用生物种群之间共生、互生关系,合理地安排生物分布格局,是建造人工生物群落的重要步骤。如在道路绿化中的植物配置时,阳性植物在上,阴性植物在下,高抗性植物与低抗性植物配合,高需氮植物与固氮植物配合,利用养鸡抑制虫害,利用蚯蚓改良土壤等。

5 机能节律与时间节律配合原理

生物种群存在着明显的生长发育渐进变化过程,每一个过程中对环境因子量值的要求是不尽相同的,这个过程在生态学中称之为生物的机能节律。构成一个生态系统的诸环境因子的量值,一般随着时间的变化其量值也有相应的变化,这种变化在生态学中称之为资源环境的时间节律。在生态工程建设中,要尽可能科学地把生物的机能节律与所处环境的时间节律人为地合理搭配,使生物种群能够最大限度地利用资源环境因子,从而提高它们的生物生产力。

对于自然社会这样的复合生态系统,不仅涉及自然环境因子如气候、土壤、水分等,还与社会经济环境、生产资料供求、市场、劳动力等因素都有一定关系。

6 生态位理论

不同生态因子都具有明显的变化梯度,不同梯度可以为各种生物所占据、利用和适应的部分称为生物的生态位。也有人把生态位称为小环境,指生物在完成其正常生活周期所表现的对环境的综合适应性。由于各种生态环境因子对生物作用的综合性,所以,生态位实际是一个超体积和超时空的向量集。在生态工程领域里,为了使生物种群能够尽可能的多利用生态位,或称“生态位的填充”,最有效地利用环境资源,是生产更多生物产品的有效手段。

生态系统是由诸多生态元所构成的。生态元是指具有一定生态学结构和功能的单元,小可到基因,大可到地球生物圈。被生态所占据的生态位叫生态元的实际生态位;没有被生态元所占据的生态位,叫生态元的潜在生态位;在一定的时间和空间内不存在的生态位,叫生态元的非存在生态位。在现阶段,合理利用存在生态位主要是通过引进经济效益高的符合生态工程最终目的的生态元取代现有的有害生态元和替换低效生态元。

生态工程建设还可开拓非存在生态位和定向改变生态位,通过人为措施创造适宜生态元生存的生态位,达到使该生态元生存的目的。

在某一特定的生态系统中,自然资源是相对常量,如何通过生物种群匹配,利用生物对环境的影响,使有限资源得到合理利用,增加转化利用效率,减少资源浪费,是生态工程建设的关键。

7 生态系统的物质循环、能量循环、食物链与信息传递

生态系统内能量的来源是太阳能,绿色植物首先通过光合作用将太阳能固定为生物能,继而转变为有机物质,再通过生态系统内复杂的食物链进行逐级分解,为食草动物、食肉动物、昆虫、微生物所利用,逐步分解有机物为无机物,将生物能消耗掉。根据热力学定律,能量在生态系统中的运动遵循两个规律,即:能量在系统内传输,能的形式经常改变,但总量保持不变;能量总是从集中的形式转化为分散形式,任何一步的能量转化总有一定的损失,损失的能量加上剩余的能量,总能量保持不变。根据食物金字塔定律,能量在生态系统中流动时,由于要维持生态系统内生物种群的呼吸作用及动植物等正常的生命活动,每一级都要损失一定能量,使传递下去的能量逐级减少,最终全部消耗归还于自然环境,而呈金字塔状态。

生态系统的信息传递包括物理、化学、营养和行为信息四部分。以物理过程为传递形式的信息称为物理信息,它包括声、热、湿、重、磁力、摩擦等信息;生物在某种特定条件下或某个生长发育阶段,分泌出一定特殊或具有一定气味的化学物质,在生物个体或群体之间起着某种信息传递作用的称为化学信息,如动物求偶、捕食、防御时散发的特殊化学信息。