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。