农业生态工程是套用农业生态系统中物种共生与物质再生产的原理，多种成份相互协调和促进的功能原理，以及物质和能量多层次、多途径利用和转化的原理，采用系统工程的最最佳化方法而设计的分层次多级别物质的农业生态系统。
基本介绍
中文名 ：农业生态工程 性质 ：生态工程 属性 ：农业 省份 ：江苏省
工程简介,区域整体规划,生产自净工程,庭院经济工程,
工程简介
其目标是在促进自然界和农业生态系统良性循环的前提下，充分发挥物质的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益与生态效益同步发展。农业生态工程的设计，必须遵循以下基本原则：①保持农业生态系统的整体性。即在一定的地域条件下，设法使光、热、水、气、土、肥料、种子等多种成份在质和量上相互协调，使种植、养殖和加工同山、水、田相互补充、形成一个不可分割的生产整体；②维持物质和能量的正常代谢。掌握合理的种养、灌溉、施肥等的时间和质与量，通过适当的结构组合及多层次利用，使物质循环与能量交换正常进行，实现生物资源的有效再生和良性循环；③维持输入与输出的生态平衡。考虑生物体从环境中获得营养元素输出一定的产品必须同输入的物质能量相适应，及时补充环境中失去的物质，并根据生物体内的需要增加物质与能量的投入，使生物体正常增殖和繁衍。
农业生态工程， 就是在一定的区域范围内因地制宜套用生态农业技术，将多种农业生物生产进一步组装为合理的生态农业系统。农业生态工程有效地运用生态系统中各生物种充分利用空间和资源的生物群落共生原理，多种成分相互协调和促进和功能原理以及物质和能量多层次多途径利用和转化的原理，从而建立能合理利用自然资源，保持生态稳定和持续高效功能的农业生态系统。我国已涌现一批典型的农业生态工程，促进了生态农业的发展。农业生态工程主要有三大类：区域整体规划的农业生态工程、生产自净农业生态工程、庭院经济农业生态工程等。
区域整体规划
区域整体规划的农业生态工程就是在一定的区域内，根据自然资源特点，运用生态规律将山、水、林、田、路进行全面规划，协调生产用地与庭院、房舍、草地、道路、林地等的比例及空间配置，把种植、养殖、培养、加工、行销联成一体，提高自然环境调节能力，从而取得较高的经济效益和生态效益。 在我国农村的村一级单位，往往是一个自然地理小单元。因此，以村为单位建立生态农业体系，是比较合理的，也比较容易成功，如江苏省建湖董徐村、大丰圩东村，山东省淄博西单村、街头芙蓉村。在我国生态村以至县和地区正在不断涌现，已有一些好典型。江苏省大丰市、江都市、海安县，山东省五莲县等市县，自大力发展生态农业以来，全面调整农村产业结构，走“种养培并举，农牧渔结合”的道路；引进和创造了多种生态农业技术并因地制宜组装为多种生态农业体系。通过组装，将种植业、养殖业、林业、加工业结合为完整系统，以种植业为基础，以发展养殖业为重点，抓住农畜渔产品综合利用这一关键，形成产业环流大力发展生物能，着重办好沼气。出现了由单一经济向种、养、培、加结合的综合型经济转变，由封闭自给性经济向开放性商品经济转变，由恶性循环向良性循环转变。 区域整体规划的农业生态工程在不同的地理条件下有不同的表现形式如：农、牧、渔农业生态工程、低洼地基塘农业生态工程、农、林、牧农业生态工程等等。 （一）农、牧、渔农业生态工程 在有农田和较大水面的平原地区，过去以种植业为主，可实行农、牧、渔农业生态工程。实行种植业、养殖业、培养业及生物能生产相结合，陆地生产与水体生产相结合，以比较高的饲料和能源自给能力，比较高的物质、能量和资金转化效率及环境自净能力。 采用农、牧、渔结合是行之有效的农业生态工程。具体做法是（图2-5-1）： 1、在种植业中实行用养结合，以有机肥为主，提高地力，实现持续增产； 2、发展链式养殖技术，实行陆地和水产养殖结合，提高动物产品的品种、数量和质量； 3、利用加工链环多层次利用农副产品，提高人类对生物产品的直接利用率和商品率： 4、普及发展沼气，充分利用生物能和有机物，改善农村环境条件； 5、利用农业废弃物发展食用菌培养和腐食动物养殖，提高有机物的利用率。 江苏省建湖董徐村、无锡河埒村均为此种类型。 （二）低洼地基塘农业生态工程 在以水面为主的低洼的湿地水网地区，过去以水产养殖业为主，可实行基塘式水陆结合生态工程。它是当地农民长期与低洼水淹作斗争所建立的高效能的能量和物质转换系统。盛行于珠江三角洲和太湖流域。 由于当地地势低洼，常受水淹，农民把一些多灾的低洼田挖成鱼塘，挖出的土将周围地基垫高称为“基”，在基上种植桑、果、稻、蔗等，称为桑基鱼塘、果基鱼塘、稻基鱼塘和蔗基鱼塘等。基塘系统一般由2个或3个亚系统构成，基面亚系统和鱼塘亚系统是两个基本的亚系统。前者是陆地系统，主要组成是生产者；后者是淡水系统，既有生产者，也有消费者；第三个亚系统是联系系统，一般为第一级消费者，起著联系基面亚系统和鱼塘亚系统的作用，系统的分解者则存在于每一个亚系统中。（图2-5-2） 1、基塘的形态 基面宽度以6-10m左右较好，过窄，种植面积小且耕作不方便；过宽则塘泥供应困难。基面高度以高于鱼塘平常水面0.5-1m为好；小于0.5m对作物生长不利，如遇暴雨鱼塘水位上升，作物受淹，造成减产或绝收；如高于是1m以上，作物易受旱，同时基高则坡陡，水土易流失。 鱼塘的形状以长宽比为6∶4的长方形较好，东西向能接受较多的阳光，有利于提高水温。鱼塘面积以0.3-0.4hm2较好，不宜超过0.7；太小养鱼不多，受基面遮荫比例大，而且受风作用面积小，塘水波动小，不利于水中溶氧、增氧；过大供应饵料和捕捞不方便，而且风浪大易冲毁塘基。鱼塘深度以2.5-3m为宜；太浅则水量不足，影响放养量也不利于分层混养，且夏季易增温，冬季易降温影响鱼的正常生长；太深，则下层水温低，光照不足，溶氧不足，对鱼类生长也不利。 基塘面积比例与综合效益有密切关系。根据从土地利用、物质循环、经济效益、生态效益等多方面综合分析，基塘面积比例以4∶6左右为宜。 2、基塘系统的生态效益 （1）物质循环具有较强的封闭性，除产品输出外，蓁部分营养物质基本回到系统中参加再循环，很少丢失； （2）鱼塘是比较节约能源的生态系统，这是由于浮游植物光合效率高，且鱼类是凉血动物，呼吸消耗少，能量转化效率高； （3）农畜渔结合的基塘系统，营养结构复杂而且协调，系统稳定性强； （4）低塘高基降低了地下水位，为作物种植提供了条件。 （三）农、林、牧农业生态工程 在水面较少的山区、高原和平原地区，过去以种植业为主，或以养殖业为主，可实行农林牧结合的农业生态系统工程。这是黄淮海平原和西北黄土高原地区着力发展的生态工程。这些地区由于旱、涝、碱、沙、薄等灾害，影响到作物高产稳产，限制了畜牧业的发展，单独进行种植业或养殖业都难以获得较好的效益。建立农、林、牧生态系统，使农、林、牧结合，组成一个按比例发展的大农业体系，可以有效地扩大物质循环，提高能量转化效率，增进经济效益。（图2-5-3） 1、农、林、牧业生态系统的特点 （1）把林果和绿肥的比重增加到总面积的15—20%，按转化的日光能计算，相当于农业产能的50—8，并有利于保持水土，涵养水分，提高地力，生态效益巨大。 （2）经济作物比重调到占耕地面积的1/4左右。 （3）多种类型的畜牧业产品，在饲料自给的条件下，达到农业产能的1—2%。 （4）农业能量总投入中，生物能源占80%左右。 （5）系统生产的全部有机物质，约一半左右归还土壤再利用。 （6）氮素总输入中，有机氮占一半左右。 2、农、林、牧业生态系统的优点 （1）适应本地旱涝碱沙薄的自然特点，发挥土地资源的生产力，突出本地优势，生产粮、棉、油、豆、肉、蛋、果、林及外贸需要的多种产品，获得较多的系统生产力； （2）能提供较多的农、林副产品和有机物，解决饲料、肥料、燃料的矛盾，促进农业的全面发展； （3）通过合理地组织产品利用和再循环，保证足够的有机物和营养物质归还土壤，实现有机物质的积累和分解，植物养分收入和支出之间的平衡，使物质循环不断扩大，土壤肥力稳步提高； （4）大幅度增加生物能源，节约化石能源，提高化石能源的投放效率，实现大面积平衡增产； （5）生物结构的多样性，提高了系统的抗逆能力和稳定性，并逐步改善农业生产的生态环境； （6）有利于全面发展经济，增加收入，为扩大再生产，实现集约化创造条件，迅速改变穷困面貌。
生产自净工程
大型养殖场的废弃物（粪便、垫草等）不科学处理就会地周围环境造成严重污染。随着工农业的发展，污水处理及牲畜粪便的合理利用日益受到重视。由于工业式污水处理技术的耗能高，在农村受到限制，因而使经济节能和具有广谱除污效能的技术特别是多级氧化塘和土地净化技术得到发展。通过污水灌溉、污水塘养鱼和种植水生植物、沼气发酵等，利用污水增加生产，净化环境，使有害废物变成了一种农业资源。 （一）氧化塘工程 中国科学院水生生物研究所根据生态学原理，设计了几个串联的氧化塘，利用水域生态系统中菌、藻、水生植物、水生动物的多种功能，净化污水，并生产生物产品。水生植物在阳光下可放出氧气并富集重金属等有毒物质，细菌可分解毒物和有机质，为其他生物提供营养，鱼类通过吃食藻类，吸收水中的氮磷等营养元素，有利于防止水体富营养化。这种氧化塘处理污水技术已在渔业上得到套用。 （二）沼气综合利用工程 以沼气发酵为枢纽，再经过微生物、植物、动物的生物作用，净化污水并生产生物产品的过程。如：上海崇明岛奶牛场，饲养著750头奶牛，第六天排出粪便40多吨，大多四散污染环境。在上海交通大学协助下，建设了大型（50m）保温沼气池（冬季沼液温度仍在24℃左右），平均产气0.5m/m·天。用沼液培养光合细菌，菌体加工成高蛋白饲料（蛋白质含量65%），沼液流入温室，可进行蔬菜等作物的无土栽培，以后再流入低洼水池，用以栽培水生植物饲料。这样整个奶牛场的生产流程成了生产与自净密切结合的无污染的流程。 （三）多级生物净化工程 根据不同生物对污水的承受能力和利用能力，对污水进行多次净化，达到既净化污水又生产生物产品的目的。如：辽宁省大洼农垦局西安种畜场，1978—1984年平均每年养猪1736个猪单位，该场将猪粪水首先放入高度耐肥的水葫芦塘内，初步净化放入绿萍田，进行第二次净化；然后导入鱼和蚌混养的鱼塘中；经第三次净化后，作为稻田灌溉用水；经过稻田净化后的水再作冲洗猪舍用水。随着水的流动循环，进行物质的流动转化与循环，生产水生饲料，猪、鱼、珍珠和稻谷、稻草等产品。每头标准猪单位，相应地种1株葡萄，5棵树，养10个河蚌，种15m水生植物，20m养鱼育珠（每m米养1条成鱼），种1m菜。水生饲料养猪不 *** ，能节省混合饲料40%。1984年每个猪单位年采食量为1137.7公斤，其中精饲料366.1公斤，青饲料8公斤。水生饲料（红萍、水葫芦）产量高达每公顷67.5—82.5万公斤，每公顷蛋白质产量相当于11.5公顷大豆蛋白质产量。饲料的能量转换效率为25.81%，较一般情况提高52%。猪场草缺病多的问题可基本得到解决。肥猪出栏率1984年达67.83%,，猪死亡率比1978年下降82.3%，料肉比1980年的5.23，下降到1984年的4.32，1984年前一直亏损，1984年盈利万多元。
庭院经济工程
庭院农业生态工程就是利用庭院内外土地、水面、房舍等，从水平和垂直空间上进行多物种多层次科学配置综合生产。农家庭院生产经营场地狭小（一般0.2—0.5亩），必须根据各种农业生物的不同生长发育特性和它们对生态条件的不同要求，进行多物种、多层次的科学配置，最大限度地利用空间和时间，利用各种农业资源，才能提高庭院生产的经济效益。在我国农村发展庭院生产，农民乐于接受。据中国科学院石家庄农业现代化研究所调查，当地庭院一般占地相当于总土地面积的6—10%，这部分土地的产值是高产农田的5.92倍。庭院生产项目多，便于集约化经营，土地利用率高，资金周转积累快，对人的生活环境质量影响最为直接。庭院是整个农业生态系统的重要组成部分，在系统的物质、能量、资金和信息的流通转换中起重要作用。 庭院农业生态工程的核心是全方位、多层次的利用庭院空间，包括陆地立体空间（地面、地下、地上、屋顶、阳台、墙体）和水体空间（水面、水下、水上）。由于庭院的土地被房屋或其它设施分割成为零星小块，造成光照、温度、水分、土壤肥力等生态环境的差异。因此，庭院利用应注意因地制宜 ，因种制宜，必须根据种植的作物或饲养的畜禽等到的生长发育特性，适地种养。在种植上，在光照较强的环境中配置果树、蔬菜等阳性植物；在光照较弱的环境中配置阴性植物。 在养殖上，为了充分利用空间，可改传统的平面单层养殖为立体多层养殖，或利用不同动物种群混养（鸡、羊、猪混养等）、套养（同品种个体大小不同，畜、禽、鱼套养）、兼养（以一养为主，带养其他，如蚯蚓、鸡、猪兼养）以及高空养殖，如房上养鸽、鱼、金鱼、水貂、福寿螺等；地下室可养蝎子、蜗牛、土元等。 庭院水体一般单一养鱼、养鸭或种莲藕。为了充分利用有限水体宜进行立体开发，以发展水生生物为主体，种养结合，分层养鱼，混养鱼禽，等到。池边种葡萄可用去架拉引线引向水上空间。 在庭院总体利用上，宜采用水陆空并举，立体经营；池塘（河沟）养鱼，繁殖蚌珠和圈养鸭、鹅；陆地和塘边（沟边）种植牵蔓性葡萄和瓜类，向水面延伸，向空间发展，并在葡萄或瓜类架下圈养蛋鸡、肉鸡等，利用鸡粪养猪，猪粪生产沼气，沼液沼渣喂鱼，形成良性循环的立体生产体系。