农田水利建设对生态环境与水土保持的影响及对策

摘 要：随着农业现代化进程的加速，农田水利建设成为提升农业生产效率的关键因素之一。然而，这种建设活动对生态环境和水土保持带来了显著影响。通过实证研究和理论分析，探讨了农田水利设施建设对生态环境的影响，包括对生物多样性的影响、土壤结构的改变及水资源的重新分配等方面，并详细分析了其影响机制。针对由农田水利建设带来的负面影响，提出了一系列切实可行的对策和建议，旨在促进农田水利建设与生态环境保护的协调发展，以实现农业的可持续发展。

关键词：农田水利；生态环境；水土保持；可持续发展；生物多样性

中图分类号：X826 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）05–0-03

农田水利建设是实现高效农业生产的重要支撑，它不仅优化了农作物的灌溉系统，而且还极大地改善了农田的管理，提高了农田产出效率。然而，随着水利设施规模的不断扩大，其对生态环境的影响日益凸显，成为不容忽视的问题。农田水利建设改变了自然水体的流向和流量，影响了原有水体的生态平衡，导致水生生物栖息地丧失，加剧了土壤侵蚀与地表径流，进而影响了下游地区的水土保持。

此外，大规模的水利工程往往会打破原有的地下水补给机制，造成地下水位下降，影响区域水循环和水资源的可持续利用。鉴于农田水利建设的“双刃剑”效应，本研究通过深入探讨其对生态环境和水土保持的具体影响，分析存在的问题，并在此基础上提出了相应的解决策略，以期为相关政策的制定和实践提供科学依据和参考。

1 农田水利建设的现状与发展

农田水利建设是现代农业不可或缺的一环，其质量和覆盖范围直接影响了农业生产的可持续性与效率[1]。

1.1 农田水利设施的类型与功能

农田水利设施主要包括灌溉系统、排水系统、水库、堤坝和水闸等。这些设施的基本功能是确保农作物获得足够的水分，防止过量降雨或洪水造成的损害，保证农田土壤有适宜的水分条件。灌溉系统，尤其是滴灌和喷灌设施，提高了水的利用效率，减少了水资源浪费。排水系统则保证及时排除过量水分，防止除水稻等水生作物以外的作物因水分过剩而死亡。

1.2 农田水利建设的历史发展与现状

从历史角度来看，农田水利的发展与人类文明的进步紧密相连。早在古埃及和古代中国，灌溉系统就已被广泛应用于农业生产，对农业生产力的提升起到了关键作用。进入现代社会之后，随着科技的进步和社会需求的变化，农田水利建设逐渐向高效、节水和生态友好型方向发展。当今，随着全球气候变化和水资源分布的不均，农田水利建设面临着新的挑战和机遇。许多国家或地区已经开始采用智能水利系统，如利用传感器和远程控制技术优化水资源的分配和使用[2]。

此外，政策因素也对农田水利建设的现状和发展起到了决定性的作用。例如，中国的“南水北调”项目和美国的“中央谷地项目”都是通过国家级的水利工程解决大区域的水资源分配问题，展示了大规模水利建设项目在国家发展战略中的重要性。

2 农田水利建设对生态环境的影响

农田水利建设虽然在提高农业生产效率、保障水资源供应方面起到了重要作用，但同时也对生态环境产生了深远的影响。将从生物多样性、土壤结构、水资源利用3个方面详细探讨这些因素的影响。

2.1 农田水利设施对生物多样性的影响

农田水利建设改变了自然水流的走向和地表水体的分布，这对水生和湿地生态系统中的生物多样性产生了显著的负面影响。例如，建设水坝和水库常常导致上游水域淹没和下游水流减少，这直接影响了生物的栖息地，造成物种多样性下降[3]。

此外，灌溉排水系统会导致外来物种入侵，外来物种可能会与本地物种竞争资源，破坏原有生态平衡。部分地区的生物多样性遭受了不可逆的损害，尤其是对一些依赖特定水域环境的稀有或濒危物种的影响尤为严重。

2.2 农田水利对土壤结构和质量的影响

农田水利建设通过改变水分分布和流动模式对土壤结构和质量产生深远影响。适当灌溉是提高作物产量、保持土壤健康的关键，但如果水分管理不当，则可能适得其反。例如，不当的灌溉操作，如过量灌溉，会导致土壤盐渍化或碱化，这种化学变化会严重影响土壤的肥力，从而降低作物的产量和品质。同时，过量的水分还可能导致土壤结构变紧密，降低土壤的通气性和渗透性，这不利于作物根系的健康生长和土壤微生物的活动。

此外，水利设施的建设和不当的水土保持措施也可能加剧土壤侵蚀，尤其是在陡峭或裸露的地区，土壤流失会对土地的长期可持续性构成威胁。因此，科学、合理地设计和管理农田水利设施，对维护和改善土壤结构、保持土壤质量至关重要。正确的水分管理策略不仅能提高农业生产效率，还能促进土壤健康，确保农业的可持续发展[4]。

2.3 农田水利建设对水资源分配和利用的影响

农田水利建设对水资源的分配和利用产生了显著影响。通过建设灌溉系统等水利设施，农业区域能够保证充足的水供给，优化作物生产。然而，这种设施的运行往往改变了自然水资源的流向和分配，尤其是大型灌溉项目从河流中抽取大量水资源供农用，这可能会导致下游地区水量减少，从而影响该地区居民和生态系统的水需求。

此外，农田灌溉过程中使用的肥料和农药，经过排水系统排出后，常常未经充分处理就直接进入河流和湖泊，引起水质污染，这不仅会威胁水生生物的健康，还会影响人类的饮水安全和生活质量。因此，水利建设在带来农业灌溉便利的同时，引发了一系列环境和社会问题，需要通过更加科学、综合的水资源管理策略来解决。

3 农田水利建设对水土保持的影响

3.1 农田水利建设在防治水土流失中的作用

农田水利建设在防治水土流失方面扮演着至关重要的角色。通过建设堤坝、水库、排水沟和防洪系统等关键设施，有效地控制和管理了雨水和地表水流，极大地缓解了水土流失。尤其是水库和堤坝的应用，它们通过调节河流流量，有效减缓了洪水的冲击力，保护下游地区的土壤不受侵蚀，维护了土地的肥力和地表的稳定性[5]。

此外，合理设计的排水系统可以防止因土壤过湿而引起的土壤结构破坏和土壤流失，这对维护农田生态平衡、提高土地使用效率具有重要意义。因此，农田水利建设不仅提高了农业生产的可持续性，还有助于保护和恢复生态环境，防止自然灾害带来的潜在危害。

3.2 农田水利设施对土壤侵蚀的影响

农田水利设施虽然在多数情况下促进了水土保持，但也存在因设计和管理不当而加剧了土壤侵蚀的风险。不合理的灌溉管理，尤其是在陡峭地形的地区，容易造成过度灌溉，这不仅导致水资源浪费，还可能引起地表水侵蚀，破坏土壤结构，从而加剧土壤流失。此外，大型水利工程，如水库和堤坝，虽然能有效调节水流，防止洪水，但它们也可能阻断沉积物的自然流动。这种阻断会导致下游河段沉积物供应不足，无法补充河床，从而增加河床被侵蚀的风险。因此，农田水利设施的设计和管理需要更加科学、精细，以确保其在防治水土流失的同时，不对土壤和生态环境造成负面影响。这要求相关部门在水利设施规划与执行过程中，加强监督和技术指导，确保水土保护和资源合理利用的双重目标得以实现。

3.3 农田水利措施在提高土壤保水能力中的应用

实施有效的农田水利措施对增强土壤的保水能力具有重要意义，尤其是在干旱和半干旱地区，这种能力会直接影响作物的生长和产量。通过设计和安装恰当的灌溉和排水系统，可以有效地调节土壤中的水分状况，从而增强土壤的保水性能。例如，作为一种高效的灌溉方法，滴灌技术能够将水精确地输送至作物根部，最大限度地减少水分通过蒸发和无效渗漏的损失，同时显著提高灌溉水的利用效率。

此外，这种灌溉方式还有助于维持土壤结构，避免因灌溉不当造成土壤板结，进一步改善作物的生长环境。通过这些科学的水利措施，不仅可以提升土壤的水分保持能力，还可以在干旱频发的区域确保农业的可持续发展和食品安全[6]。

农田水利建设对水土保持有着复杂的双重影响。虽然它在很多情况下有助于减少水土流失和提高土壤保水能力，但也需要通过科学的规划和细致的管理能使负面影响最小化。持续的技术改进和政策调整将是保障这一点的关键。

4 农田水利建设中的生态环境问题及其原因

4.1 农田水利建设导致的生态环境问题

农田水利建设，尤其是大规模的灌溉和水库项目，对生态系统产生了显著影响，这些影响通常是负面的[7]。例如，大型水库的建设往往涉及大面积土地的淹没，这直接破坏了当地的生物栖息地，打乱了原有的生态平衡，影响了生物多样性。同时，为了灌溉需求而进行的地下水过度抽取已成为全球性问题，这不仅造成了地下水位的持续下降，还可能引发地表沉降等一系列地质问题，进一步威胁地区的生态安全和人类居住的稳定性。

此外，在农田排水过程中，含有大量农药和肥料的残留物可能会被排放至周边水体，这会严重污染水质，破坏水生生态系统的健康和功能，影响水生物种的生存与繁殖。这些环境问题不仅会影响当地的生态系统，还可能通过水循环和食物链对更广泛的区域造成长远影响。因此，农田水利项目在设计和实施时需要考虑所在环境的影响，采取适当的环境保护措施，以减少对生态环境的干扰和破坏。

4.2 农田水利建设中存在问题的成因

农田水利建设中出现的环境问题通常源于多种复杂的因素，其中，不合理的规划和管理尤为突出。为追求短期农业产出的增长，某些项目规划常常忽略了对长期环境成本的考量，导致水利设施过度建设和布局不合理。这种做法不仅浪费资源，还可能严重破坏生态系统。同时，缺乏全面的环境影响评估是引发生态问题的另一大因素。很多水利项目在启动前没有进行足够深入的环境评估，未能预见到所有潜在的负面影响，从而导致项目实施后的环境问题频发[8]。

此外，技术的落后和信息不对称大大降低了水资源管理的效率，使得水利设施无法实现精准调控和最优利用。这些问题表明在未来的水利项目规划和管理中，需要引入更先进的技术支持，改善信息交流和共享机制，并强化环境保护意识，以确保水利建设的可持续性和环境的安全。

针对农田水利建设中出现的生态环境问题，需要从规划、技术、管理和教育等多个角度出发，寻找有效的对策和解决方案。这不仅需要政府的政策支持和监管，还需要农民的积极参与和社会各界的共同努力。

5 对策与建议

5.1 科学规划与合理布局

首先，要强化规划引导。水利项目应基于全面的水资源评估和生态环境影响评价进行科学规划。通过制定长远的水资源管理战略和实施计划，优化水资源的分配和利用，确保水利建设项目与地区水资源承载能力相匹配，减少对生态环境的负面影响。

其次，要合理布局水利设施。在水利设施的布局规划中，应考虑生态保护和生物多样性的需要，避免破坏重要的自然保护区、生态敏感区和生物栖息地。此外，相关部门还可以利用现代遥感技术和地理信息系统（GIS）等工具，优化水利设施的布局和设计，使得对自然环境的干预最小化[9]。

5.2 生态修复与环境保护

针对水利建设过程中受损的生态环境，应积极采取生态修复措施。通过恢复湿地、重建植被、改良土壤等方法，修复受损的生态系统，恢复生物多样性。此外，相关部门还应建立健全水资源和水环境保护法律法规，加大对农业面源污染的监管力度。推广使用环保型农业投入品，如减肥减药技术、有机肥料等，减少化肥和农药对水体的污染。

5.3 水土保持与综合治理

第一，需要加强水土保持措施。在水利项目规划和建设过程中，应充分考虑水土保持的需求，采取植被恢复、地表覆盖、建设梯田等措施，减少水土流失，提高土壤保水能力。第二，实施综合治理项目。针对面临水土流失、土地退化等问题的区域，实施综合治理，包括水土保持、生态修复、节水灌溉等多方面措施，可以提高区域的生态承载能力和水资源利用效率[10]。

5.4 政策支持与技术创新

政府应加大对农田水利建设和生态环境保护的政策和资金支持，鼓励采用节水灌溉、污水处理再利用等节能减排技术，提升水利建设项目的可持续性。同时，相关部门应积极推广滴灌、喷灌、微灌等现代节水灌溉技术，提高水利设施的使用效率和农田用水的精准度。同时，利用物联网、大数据等信息技术，实现对水利设施的智能管理和监控，提高水资源管理的科学性和精细化水平。

6 结束语

通过全面分析农田水利建设对农业生产效率、生态环境和水土保持的影响，揭示了农田水利与生态平衡之间的复杂关系。研究表明，虽然水利设施在保障农业水需求方面发挥了关键作用，但不可忽视的是，其对生物多样性、土壤结构及水资源分配的负面影响也同样显著。因此，推广生态水利的概念，优化水利设施的设计和管理，加强政策支持和科技创新，以及增强农民的水土保持意识，是实现水利建设与环境保护双赢的关键。本研究不仅为相关政策制定提供了理论依据和实践指导，也为农田水利建设领域的可持续发展路径提出了科学的建议，期望通过这些努力能够促进农业与生态环境的和谐共生。

参考文献

[1] 陶淑艳.水利建设对水土保持与生态环境的影响及对策[J].水上安全，2024（3）：67-69.

[2] 柳全军.农田水利建设对生态环境与水土保持的影响及对策探讨[J].河北农机，2023（20）：127-129.

[3] 张文祥，张佰林.农田水利建设对水土保持与生态环境的影响分析[J].世界热带农业信息，2023（7）：49-50.

[4] 安强.农田水利建设对水土保持与生态环境的影响及对策探讨[J].河南农业，2023（2）：53-55.

[5] 仇文山.谈谈农田水利建设对水土保持与生态环境的影响[J].农业开发与装备，2022（11）：163-165.

[6] 赫富雅.农田水利建设对水土保持与生态环境的影响及对策[J].农家参谋，2022（19）：159-161.

[7] 任宗贤.农田水利建设对水土保持与生态环境的影响及对策[J].乡村科技，2022，13（4）：143-145.

[8] 火统朋.农田水利建设对水土保持与生态环境的影响及对策[J].乡村科技，2022，13（1）：144-146.

[9] 田刚.农田水利建设对水土保持与生态环境的影响及对策[J].南方农业，2021，15（27）：226-227.

[10] 陈姝颖.农田水利建设对水土保持与生态环境的影响及对策[J].黑龙江粮食，2020（12）： 55-56.

作者简介：崔红（1975—），女，山东平阴人，工程师，研究方向为中型灌区管理、水利工程建设服务、乡镇级水旱灾害防御、农村安全饮水工程建设管理、水资源保护、水土保持。