農田水利建設對生態環境與水土保持的影響及對策

摘 要：隨著農業現代化進程的加速，農田水利建設成為提升農業生產效率的關鍵因素之一。然而，這種建設活動對生態環境和水土保持帶來了顯著影響。通過實證研究和理論分析，探討了農田水利設施建設對生態環境的影響，包括對生物多樣性的影響、土壤結構的改變及水資源的重新分配等方面，并詳細分析了其影響機制。針對由農田水利建設帶來的負面影響，提出了一系列切實可行的對策和建議，旨在促進農田水利建設與生態環境保護的協調發展，以實現農業的可持續發展。

關鍵詞：農田水利；生態環境；水土保持；可持續發展；生物多樣性

中圖分類號：X826 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）05–0-03

農田水利建設是實現高效農業生產的重要支撐，它不僅優化了農作物的灌溉系統，而且還極大地改善了農田的管理，提高了農田產出效率。然而，隨著水利設施規模的不斷擴大，其對生態環境的影響日益凸顯，成為不容忽視的問題。農田水利建設改變了自然水體的流向和流量，影響了原有水體的生態平衡，導致水生生物棲息地喪失，加劇了土壤侵蝕與地表徑流，進而影響了下游地區的水土保持。

此外，大規模的水利工程往往會打破原有的地下水補給機制，造成地下水位下降，影響區域水循環和水資源的可持續利用。鑒于農田水利建設的“雙刃劍”效應，本研究通過深入探討其對生態環境和水土保持的具體影響，分析存在的問題，并在此基礎上提出了相應的解決策略，以期為相關政策的制定和實踐提供科學依據和參考。

1 農田水利建設的現狀與發展

農田水利建設是現代農業不可或缺的一環，其質量和覆蓋范圍直接影響了農業生產的可持續性與效率[1]。

1.1 農田水利設施的類型與功能

農田水利設施主要包括灌溉系統、排水系統、水庫、堤壩和水閘等。這些設施的基本功能是確保農作物獲得足夠的水分，防止過量降雨或洪水造成的損害，保證農田土壤有適宜的水分條件。灌溉系統，尤其是滴灌和噴灌設施，提高了水的利用效率，減少了水資源浪費。排水系統則保證及時排除過量水分，防止除水稻等水生作物以外的作物因水分過剩而死亡。

1.2 農田水利建設的歷史發展與現狀

從歷史角度來看，農田水利的發展與人類文明的進步緊密相連。早在古埃及和古代中國，灌溉系統就已被廣泛應用于農業生產，對農業生產力的提升起到了關鍵作用。進入現代社會之后，隨著科技的進步和社會需求的變化，農田水利建設逐漸向高效、節水和生態友好型方向發展。當今，隨著全球氣候變化和水資源分布的不均，農田水利建設面臨著新的挑戰和機遇。許多國家或地區已經開始采用智能水利系統，如利用傳感器和遠程控制技術優化水資源的分配和使用[2]。

此外，政策因素也對農田水利建設的現狀和發展起到了決定性的作用。例如，中國的“南水北調”項目和美國的“中央谷地項目”都是通過國家級的水利工程解決大區域的水資源分配問題，展示了大規模水利建設項目在國家發展戰略中的重要性。

2 農田水利建設對生態環境的影響

農田水利建設雖然在提高農業生產效率、保障水資源供應方面起到了重要作用，但同時也對生態環境產生了深遠的影響。將從生物多樣性、土壤結構、水資源利用3個方面詳細探討這些因素的影響。

2.1 農田水利設施對生物多樣性的影響

農田水利建設改變了自然水流的走向和地表水體的分布，這對水生和濕地生態系統中的生物多樣性產生了顯著的負面影響。例如，建設水壩和水庫常常導致上游水域淹沒和下游水流減少，這直接影響了生物的棲息地，造成物種多樣性下降[3]。

此外，灌溉排水系統會導致外來物種入侵，外來物種可能會與本地物種競爭資源，破壞原有生態平衡。部分地區的生物多樣性遭受了不可逆的損害，尤其是對一些依賴特定水域環境的稀有或瀕危物種的影響尤為嚴重。

2.2 農田水利對土壤結構和質量的影響

農田水利建設通過改變水分分布和流動模式對土壤結構和質量產生深遠影響。適當灌溉是提高作物產量、保持土壤健康的關鍵，但如果水分管理不當，則可能適得其反。例如，不當的灌溉操作，如過量灌溉，會導致土壤鹽漬化或堿化，這種化學變化會嚴重影響土壤的肥力，從而降低作物的產量和品質。同時，過量的水分還可能導致土壤結構變緊密，降低土壤的通氣性和滲透性，這不利于作物根系的健康生長和土壤微生物的活動。

此外，水利設施的建設和不當的水土保持措施也可能加劇土壤侵蝕，尤其是在陡峭或裸露的地區，土壤流失會對土地的長期可持續性構成威脅。因此，科學、合理地設計和管理農田水利設施，對維護和改善土壤結構、保持土壤質量至關重要。正確的水分管理策略不僅能提高農業生產效率，還能促進土壤健康，確保農業的可持續發展[4]。

2.3 農田水利建設對水資源分配和利用的影響

農田水利建設對水資源的分配和利用產生了顯著影響。通過建設灌溉系統等水利設施，農業區域能夠保證充足的水供給，優化作物生產。然而，這種設施的運行往往改變了自然水資源的流向和分配，尤其是大型灌溉項目從河流中抽取大量水資源供農用，這可能會導致下游地區水量減少，從而影響該地區居民和生態系統的水需求。

此外，農田灌溉過程中使用的肥料和農藥，經過排水系統排出后，常常未經充分處理就直接進入河流和湖泊，引起水質污染，這不僅會威脅水生生物的健康，還會影響人類的飲水安全和生活質量。因此，水利建設在帶來農業灌溉便利的同時，引發了一系列環境和社會問題，需要通過更加科學、綜合的水資源管理策略來解決。

3 農田水利建設對水土保持的影響

3.1 農田水利建設在防治水土流失中的作用

農田水利建設在防治水土流失方面扮演著至關重要的角色。通過建設堤壩、水庫、排水溝和防洪系統等關鍵設施，有效地控制和管理了雨水和地表水流，極大地緩解了水土流失。尤其是水庫和堤壩的應用，它們通過調節河流流量，有效減緩了洪水的沖擊力，保護下游地區的土壤不受侵蝕，維護了土地的肥力和地表的穩定性[5]。

此外，合理設計的排水系統可以防止因土壤過濕而引起的土壤結構破壞和土壤流失，這對維護農田生態平衡、提高土地使用效率具有重要意義。因此，農田水利建設不僅提高了農業生產的可持續性，還有助于保護和恢復生態環境，防止自然災害帶來的潛在危害。

3.2 農田水利設施對土壤侵蝕的影響

農田水利設施雖然在多數情況下促進了水土保持，但也存在因設計和管理不當而加劇了土壤侵蝕的風險。不合理的灌溉管理，尤其是在陡峭地形的地區，容易造成過度灌溉，這不僅導致水資源浪費，還可能引起地表水侵蝕，破壞土壤結構，從而加劇土壤流失。此外，大型水利工程，如水庫和堤壩，雖然能有效調節水流，防止洪水，但它們也可能阻斷沉積物的自然流動。這種阻斷會導致下游河段沉積物供應不足，無法補充河床，從而增加河床被侵蝕的風險。因此，農田水利設施的設計和管理需要更加科學、精細，以確保其在防治水土流失的同時，不對土壤和生態環境造成負面影響。這要求相關部門在水利設施規劃與執行過程中，加強監督和技術指導，確保水土保護和資源合理利用的雙重目標得以實現。

3.3 農田水利措施在提高土壤保水能力中的應用

實施有效的農田水利措施對增強土壤的保水能力具有重要意義，尤其是在干旱和半干旱地區，這種能力會直接影響作物的生長和產量。通過設計和安裝恰當的灌溉和排水系統，可以有效地調節土壤中的水分狀況，從而增強土壤的保水性能。例如，作為一種高效的灌溉方法，滴灌技術能夠將水精確地輸送至作物根部，最大限度地減少水分通過蒸發和無效滲漏的損失，同時顯著提高灌溉水的利用效率。

此外，這種灌溉方式還有助于維持土壤結構，避免因灌溉不當造成土壤板結，進一步改善作物的生長環境。通過這些科學的水利措施，不僅可以提升土壤的水分保持能力，還可以在干旱頻發的區域確保農業的可持續發展和食品安全[6]。

農田水利建設對水土保持有著復雜的雙重影響。雖然它在很多情況下有助于減少水土流失和提高土壤保水能力，但也需要通過科學的規劃和細致的管理能使負面影響最小化。持續的技術改進和政策調整將是保障這一點的關鍵。

4 農田水利建設中的生態環境問題及其原因

4.1 農田水利建設導致的生態環境問題

農田水利建設，尤其是大規模的灌溉和水庫項目，對生態系統產生了顯著影響，這些影響通常是負面的[7]。例如，大型水庫的建設往往涉及大面積土地的淹沒，這直接破壞了當地的生物棲息地，打亂了原有的生態平衡，影響了生物多樣性。同時，為了灌溉需求而進行的地下水過度抽取已成為全球性問題，這不僅造成了地下水位的持續下降，還可能引發地表沉降等一系列地質問題，進一步威脅地區的生態安全和人類居住的穩定性。

此外，在農田排水過程中，含有大量農藥和肥料的殘留物可能會被排放至周邊水體，這會嚴重污染水質，破壞水生生態系統的健康和功能，影響水生物種的生存與繁殖。這些環境問題不僅會影響當地的生態系統，還可能通過水循環和食物鏈對更廣泛的區域造成長遠影響。因此，農田水利項目在設計和實施時需要考慮所在環境的影響，采取適當的環境保護措施，以減少對生態環境的干擾和破壞。

4.2 農田水利建設中存在問題的成因

農田水利建設中出現的環境問題通常源于多種復雜的因素，其中，不合理的規劃和管理尤為突出。為追求短期農業產出的增長，某些項目規劃常常忽略了對長期環境成本的考量，導致水利設施過度建設和布局不合理。這種做法不僅浪費資源，還可能嚴重破壞生態系統。同時，缺乏全面的環境影響評估是引發生態問題的另一大因素。很多水利項目在啟動前沒有進行足夠深入的環境評估，未能預見到所有潛在的負面影響，從而導致項目實施后的環境問題頻發[8]。

此外，技術的落后和信息不對稱大大降低了水資源管理的效率，使得水利設施無法實現精準調控和最優利用。這些問題表明在未來的水利項目規劃和管理中，需要引入更先進的技術支持，改善信息交流和共享機制，并強化環境保護意識，以確保水利建設的可持續性和環境的安全。

針對農田水利建設中出現的生態環境問題，需要從規劃、技術、管理和教育等多個角度出發，尋找有效的對策和解決方案。這不僅需要政府的政策支持和監管，還需要農民的積極參與和社會各界的共同努力。

5 對策與建議

5.1 科學規劃與合理布局

首先，要強化規劃引導。水利項目應基于全面的水資源評估和生態環境影響評價進行科學規劃。通過制定長遠的水資源管理戰略和實施計劃，優化水資源的分配和利用，確保水利建設項目與地區水資源承載能力相匹配，減少對生態環境的負面影響。

其次，要合理布局水利設施。在水利設施的布局規劃中，應考慮生態保護和生物多樣性的需要，避免破壞重要的自然保護區、生態敏感區和生物棲息地。此外，相關部門還可以利用現代遙感技術和地理信息系統（GIS）等工具，優化水利設施的布局和設計，使得對自然環境的干預最小化[9]。

5.2 生態修復與環境保護

針對水利建設過程中受損的生態環境，應積極采取生態修復措施。通過恢復濕地、重建植被、改良土壤等方法，修復受損的生態系統，恢復生物多樣性。此外，相關部門還應建立健全水資源和水環境保護法律法規，加大對農業面源污染的監管力度。推廣使用環保型農業投入品，如減肥減藥技術、有機肥料等，減少化肥和農藥對水體的污染。

5.3 水土保持與綜合治理

第一，需要加強水土保持措施。在水利項目規劃和建設過程中，應充分考慮水土保持的需求，采取植被恢復、地表覆蓋、建設梯田等措施，減少水土流失，提高土壤保水能力。第二，實施綜合治理項目。針對面臨水土流失、土地退化等問題的區域，實施綜合治理，包括水土保持、生態修復、節水灌溉等多方面措施，可以提高區域的生態承載能力和水資源利用效率[10]。

5.4 政策支持與技術創新

政府應加大對農田水利建設和生態環境保護的政策和資金支持，鼓勵采用節水灌溉、污水處理再利用等節能減排技術，提升水利建設項目的可持續性。同時，相關部門應積極推廣滴灌、噴灌、微灌等現代節水灌溉技術，提高水利設施的使用效率和農田用水的精準度。同時，利用物聯網、大數據等信息技術，實現對水利設施的智能管理和監控，提高水資源管理的科學性和精細化水平。

6 結束語

通過全面分析農田水利建設對農業生產效率、生態環境和水土保持的影響，揭示了農田水利與生態平衡之間的復雜關系。研究表明，雖然水利設施在保障農業水需求方面發揮了關鍵作用，但不可忽視的是，其對生物多樣性、土壤結構及水資源分配的負面影響也同樣顯著。因此，推廣生態水利的概念，優化水利設施的設計和管理，加強政策支持和科技創新，以及增強農民的水土保持意識，是實現水利建設與環境保護雙贏的關鍵。本研究不僅為相關政策制定提供了理論依據和實踐指導，也為農田水利建設領域的可持續發展路徑提出了科學的建議，期望通過這些努力能夠促進農業與生態環境的和諧共生。

參考文獻

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[2] 柳全軍.農田水利建設對生態環境與水土保持的影響及對策探討[J].河北農機，2023（20）：127-129.

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[7] 任宗賢.農田水利建設對水土保持與生態環境的影響及對策[J].鄉村科技，2022，13（4）：143-145.

[8] 火統朋.農田水利建設對水土保持與生態環境的影響及對策[J].鄉村科技，2022，13（1）：144-146.

[9] 田剛.農田水利建設對水土保持與生態環境的影響及對策[J].南方農業，2021，15（27）：226-227.

[10] 陳姝穎.農田水利建設對水土保持與生態環境的影響及對策[J].黑龍江糧食，2020（12）： 55-56.

作者簡介：崔紅（1975—），女，山東平陰人，工程師，研究方向為中型灌區管理、水利工程建設服務、鄉鎮級水旱災害防御、農村安全飲水工程建設管理、水資源保護、水土保持。