农业生态工程设计

旨在调控系统内部结构和功能，进行优化组合，提高系统物质本身的迁移、转化和再生能力，以及对太阳能的利用率、自净作用与环境容量，充分发挥物质生产潜力，尽量利用时间、空间和营养生态位，提高整体综合效益的工程设计。遵循的原则有： 建设高效复合生态系统原则，人工合理调控与技术集成原则，整体协调再生循环原则，充分合理利用自然资源与结构合理性原则。农业生态工程设计的主要内容根据设计者对工程所处的环境因子辨识与评价结构和每项具体生态工程的目标要求，分步骤进行。生态工程的设计工作是生态工程实施的主要蓝图和依据，必须直接针对生态工程的内涵进行。因此，生态工程设计的主要内容必须和生态工程的内涵相适应，应包括： 生物种群的选择、生物群落结构设计、人工环境设计、节律匹配设计、人工食物链设计与加工链设计六个部分。
不同生态工程项目的设计的侧重点差别虽然很大，但其基本步骤都一样。在设计步骤上一般可分为生态工程的总体设计和生态工程组成成分设计两级。
生物种群的选择。生物种群是构成生态系统的重要组分之一，是建设、调控、改造、治理生态系统的基本材料。与建筑工程中的建筑材料选择、通信工程中的元件筛选、机械工程中的零件选择具有类似的含义。选择适宜的建材、零件、元件是保证有关工程质量和效益的关键。在生态工程设计过程中，生物种群是人类对该人工生态系统需要的基本部分。因此，选择适宜的生物种群是建立高效益人工生态系统的关键。
生物群落结构设计中，生物群落的结构是决定农业生态工程效益的关键。生物群落结构设计的具体内容，包括种群组成的数量计算设计、种群的平面布局设计、生物群落的垂直结构设计三部分。生物群落结构设计的基本原理，应根据生态学的生态位原理、生物制剂共生互生原理、景观布局原理、生物群落对环境保护和改造功能原理来考虑。各个种群所占比例，应根据生态环境建设需要和社会需求情况，通过科学预测、计算确定。如种植业生态工程的生物种群数量计算，就必须严格按 “国家需要+农产本身需要+市场 (包括国内外市场需要+生态环境方面的需要)” 计算后确定。在种群类别、种群数量确定后，再考虑种群的平面布局、景观布局、垂直布局的设计。
人工环境设计主要应包括： 水环境、土壤环境、光热环境、大气与微气候环境等。人工环境设计的主要目的是解决人工生物群落生长发育的适生条件。对于某一种生物种群的主要限制因子往往只有一两个，通过环境因子的人工调控，就可以使人工生物种群发挥最大的效益。
节律匹配设计是在生物机能节律的基础上，设计组成生物群落的生物种群机能节律配合，形成人工生态系统的人工生物群落的机能节律 （如农业生产中的套作就是人工生物群落匹配的典型），然后再与工程所在地区环境的时间节律进行选择和匹配，构成人工生态系统生物机能节律与环境时间节律的最佳配置。在设计过程中，不但要考虑工程实施区域自然资源的时间节律，同时还要特别注意社会经济环境与社会经济资源的时间节律。如市场需求的时间节律、劳动力分配的时间节律、生产资料供应节律、资金提供的时间节律等。因为社会环境和社会资源是决定人工生态系统的一个十分重要的因子。
食物链设计，具体包括食物链的 “加环” 设计(生成环、增益环、减耗环、复合环)、食物链的“解链” 设计、“加工环” 设计三个较大的范畴。其中，食物链加环设计基于营养级原理，即一级产品是第二级营养级的资源、二级产品是第三级营养级的资源，依次类推，以资源的类型和数量选定加环食物链的种群类型和种群数量。同时，根据加环的类型分别进行具体设计。食物链设计一般可采取两条不同的技术路线： 第一种是顺序型设计，就是根据营养级层次的排列顺序，从生产者，即绿色植物开始到草食动物、肉食动物顺序依次进行食物链的加环设计； 第二种为食物链加环的外延型设计，就是以人作为确定的一个食物链环节 （营养级） 的中心开始，逐步向外延伸进行加环。