農(nóng)田水利建設(shè)對生態(tài)環(huán)境與水土保持的影響及對策

摘 要：隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的加速，農(nóng)田水利建設(shè)成為提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素之一。然而，這種建設(shè)活動對生態(tài)環(huán)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(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響，包括對生物多樣性的影響、土壤結(jié)構(gòu)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(nóng)田水利建設(shè)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(nóng)田水利建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展，以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田水利；生態(tài)環(huán)境；水土保持；可持續(xù)發(fā)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(nóng)田水利建設(shè)是實現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要支撐，它不僅優(yōu)化了農(nóng)作物的灌溉系統(tǒng)，而且還極大地改善了農(nóng)田的管理，提高了農(nóng)田產(chǎn)出效率。然而，隨著水利設(shè)施規(guī)模的不斷擴大，其對生態(tài)環(huán)境的影響日益凸顯，成為不容忽視的問題。農(nóng)田水利建設(shè)改變了自然水體的流向和流量，影響了原有水體的生態(tài)平衡，導(dǎo)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(qū)的水土保持。

此外，大規(guī)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(qū)域水循環(huán)和水資源的可持續(xù)利用。鑒于農(nóng)田水利建設(shè)的“雙刃劍”效應(yīng)，本研究通過深入探討其對生態(tài)環(huán)境和水土保持的具體影響，分析存在的問題，并在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的解決策略，以期為相關(guān)政策的制定和實踐提供科學(xué)依據(jù)和參考。

1 農(nóng)田水利建設(shè)的現(xiàn)狀與發(fā)展

農(nóng)田水利建設(shè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)不可或缺的一環(huán)，其質(zhì)量和覆蓋范圍直接影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性與效率[1]。

1.1 農(nóng)田水利設(shè)施的類型與功能

農(nóng)田水利設(shè)施主要包括灌溉系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、水庫、堤壩和水閘等。這些設(shè)施的基本功能是確保農(nóng)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(nóng)田土壤有適宜的水分條件。灌溉系統(tǒng)，尤其是滴灌和噴灌設(shè)施，提高了水的利用效率，減少了水資源浪費。排水系統(tǒng)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(nóng)田水利建設(shè)的歷史發(fā)展與現(xiàn)狀

從歷史角度來看，農(nóng)田水利的發(fā)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(tǒng)就已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的提升起到了關(guān)鍵作用。進入現(xiàn)代社會之后，隨著科技的進步和社會需求的變化，農(nóng)田水利建設(shè)逐漸向高效、節(jié)水和生態(tài)友好型方向發(fā)展。當(dāng)今，隨著全球氣候變化和水資源分布的不均，農(nóng)田水利建設(shè)面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇。許多國家或地區(qū)已經(jīng)開始采用智能水利系統(tǒng)，如利用傳感器和遠程控制技術(shù)優(yōu)化水資源的分配和使用[2]。

此外，政策因素也對農(nóng)田水利建設(shè)的現(xiàn)狀和發(fā)展起到了決定性的作用。例如，中國的“南水北調(diào)”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(qū)域的水資源分配問題，展示了大規(guī)模水利建設(shè)項目在國家發(fā)展戰(zhàn)略中的重要性。

2 農(nóng)田水利建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響

農(nóng)田水利建設(shè)雖然在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、保障水資源供應(yīng)方面起到了重要作用，但同時也對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了深遠的影響。將從生物多樣性、土壤結(jié)構(gòu)、水資源利用3個方面詳細探討這些因素的影響。

2.1 農(nóng)田水利設(shè)施對生物多樣性的影響

農(nóng)田水利建設(shè)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(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性產(chǎn)生了顯著的負面影響。例如，建設(shè)水壩和水庫常常導(dǎo)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(tǒng)會導(dǎo)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(tài)平衡。部分地區(qū)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(huán)境的稀有或瀕危物種的影響尤為嚴重。

2.2 農(nóng)田水利對土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的影響

農(nóng)田水利建設(shè)通過改變水分分布和流動模式對土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量產(chǎn)生深遠影響。適當(dāng)灌溉是提高作物產(chǎn)量、保持土壤健康的關(guān)鍵，但如果水分管理不當(dāng)，則可能適得其反。例如，不當(dāng)?shù)墓喔炔僮鳎邕^量灌溉，會導(dǎo)致土壤鹽漬化或堿化，這種化學(xué)變化會嚴重影響土壤的肥力，從而降低作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。同時，過量的水分還可能導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)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(shè)施的建設(shè)和不當(dāng)?shù)乃帘３执胧┮部赡芗觿⊥寥狼治g，尤其是在陡峭或裸露的地區(qū)，土壤流失會對土地的長期可持續(xù)性構(gòu)成威脅。因此，科學(xué)、合理地設(shè)計和管理農(nóng)田水利設(shè)施，對維護和改善土壤結(jié)構(gòu)、保持土壤質(zhì)量至關(guān)重要。正確的水分管理策略不僅能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，還能促進土壤健康，確保農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[4]。

2.3 農(nóng)田水利建設(shè)對水資源分配和利用的影響

農(nóng)田水利建設(shè)對水資源的分配和利用產(chǎn)生了顯著影響。通過建設(shè)灌溉系統(tǒng)等水利設(shè)施，農(nóng)業(yè)區(qū)域能夠保證充足的水供給，優(yōu)化作物生產(chǎn)。然而，這種設(shè)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(nóng)用，這可能會導(dǎo)致下游地區(qū)水量減少，從而影響該地區(qū)居民和生態(tài)系統(tǒng)的水需求。

此外，農(nóng)田灌溉過程中使用的肥料和農(nóng)藥，經(jīng)過排水系統(tǒng)排出后，常常未經(jīng)充分處理就直接進入河流和湖泊，引起水質(zhì)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(zhì)量。因此，水利建設(shè)在帶來農(nóng)業(yè)灌溉便利的同時，引發(fā)了一系列環(huán)境和社會問題，需要通過更加科學(xué)、綜合的水資源管理策略來解決。

3 農(nóng)田水利建設(shè)對水土保持的影響

3.1 農(nóng)田水利建設(shè)在防治水土流失中的作用

農(nóng)田水利建設(shè)在防治水土流失方面扮演著至關(guān)重要的角色。通過建設(shè)堤壩、水庫、排水溝和防洪系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)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(yīng)用，它們通過調(diào)節(jié)河流流量，有效減緩了洪水的沖擊力，保護下游地區(qū)的土壤不受侵蝕，維護了土地的肥力和地表的穩(wěn)定性[5]。

此外，合理設(shè)計的排水系統(tǒng)可以防止因土壤過濕而引起的土壤結(jié)構(gòu)破壞和土壤流失，這對維護農(nóng)田生態(tài)平衡、提高土地使用效率具有重要意義。因此，農(nóng)田水利建設(shè)不僅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性，還有助于保護和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境，防止自然災(zāi)害帶來的潛在危害。

3.2 農(nóng)田水利設(shè)施對土壤侵蝕的影響

農(nóng)田水利設(shè)施雖然在多數(shù)情況下促進了水土保持，但也存在因設(shè)計和管理不當(dāng)而加劇了土壤侵蝕的風(fēng)險。不合理的灌溉管理，尤其是在陡峭地形的地區(qū)，容易造成過度灌溉，這不僅導(dǎo)致水資源浪費，還可能引起地表水侵蝕，破壞土壤結(jié)構(gòu)，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(diào)節(jié)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(dǎo)致下游河段沉積物供應(yīng)不足，無法補充河床，從而增加河床被侵蝕的風(fēng)險。因此，農(nóng)田水利設(shè)施的設(shè)計和管理需要更加科學(xué)、精細，以確保其在防治水土流失的同時，不對土壤和生態(tài)環(huán)境造成負面影響。這要求相關(guān)部門在水利設(shè)施規(guī)劃與執(zhí)行過程中，加強監(jiān)督和技術(shù)指導(dǎo)，確保水土保護和資源合理利用的雙重目標得以實現(xiàn)。

3.3 農(nóng)田水利措施在提高土壤保水能力中的應(yīng)用

實施有效的農(nóng)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(qū)，這種能力會直接影響作物的生長和產(chǎn)量。通過設(shè)計和安裝恰當(dāng)?shù)墓喔群团潘到y(tǒng)，可以有效地調(diào)節(jié)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(shù)能夠?qū)⑺_地輸送至作物根部，最大限度地減少水分通過蒸發(fā)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(jié)構(gòu)，避免因灌溉不當(dāng)造成土壤板結(jié)，進一步改善作物的生長環(huán)境。通過這些科學(xué)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(fā)的區(qū)域確保農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和食品安全[6]。

農(nóng)田水利建設(shè)對水土保持有著復(fù)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(xué)的規(guī)劃和細致的管理能使負面影響最小化。持續(xù)的技術(shù)改進和政策調(diào)整將是保障這一點的關(guān)鍵。

4 農(nóng)田水利建設(shè)中的生態(tài)環(huán)境問題及其原因

4.1 農(nóng)田水利建設(shè)導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境問題

農(nóng)田水利建設(shè)，尤其是大規(guī)模的灌溉和水庫項目，對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)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(shè)往往涉及大面積土地的淹沒，這直接破壞了當(dāng)?shù)氐纳飾⒌?，打亂了原有的生態(tài)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(xù)下降，還可能引發(fā)地表沉降等一系列地質(zhì)問題，進一步威脅地區(qū)的生態(tài)安全和人類居住的穩(wěn)定性。

此外，在農(nóng)田排水過程中，含有大量農(nóng)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(zhì)，破壞水生生態(tài)系統(tǒng)的健康和功能，影響水生物種的生存與繁殖。這些環(huán)境問題不僅會影響當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，還可能通過水循環(huán)和食物鏈對更廣泛的區(qū)域造成長遠影響。因此，農(nóng)田水利項目在設(shè)計和實施時需要考慮所在環(huán)境的影響，采取適當(dāng)?shù)沫h(huán)境保護措施，以減少對生態(tài)環(huán)境的干擾和破壞。

4.2 農(nóng)田水利建設(shè)中存在問題的成因

農(nóng)田水利建設(shè)中出現(xiàn)的環(huán)境問題通常源于多種復(fù)雜的因素，其中，不合理的規(guī)劃和管理尤為突出。為追求短期農(nóng)業(yè)產(chǎn)出的增長，某些項目規(guī)劃常常忽略了對長期環(huán)境成本的考量，導(dǎo)致水利設(shè)施過度建設(shè)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(tài)系統(tǒng)。同時，缺乏全面的環(huán)境影響評估是引發(fā)生態(tài)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(huán)境評估，未能預(yù)見到所有潛在的負面影響，從而導(dǎo)致項目實施后的環(huán)境問題頻發(fā)[8]。

此外，技術(shù)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(shè)施無法實現(xiàn)精準調(diào)控和最優(yōu)利用。這些問題表明在未來的水利項目規(guī)劃和管理中，需要引入更先進的技術(shù)支持，改善信息交流和共享機制，并強化環(huán)境保護意識，以確保水利建設(shè)的可持續(xù)性和環(huán)境的安全。

針對農(nóng)田水利建設(shè)中出現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境問題，需要從規(guī)劃、技術(shù)、管理和教育等多個角度出發(fā)，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(jiān)管，還需要農(nóng)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(xué)規(guī)劃與合理布局

首先，要強化規(guī)劃引導(dǎo)。水利項目應(yīng)基于全面的水資源評估和生態(tài)環(huán)境影響評價進行科學(xué)規(guī)劃。通過制定長遠的水資源管理戰(zhàn)略和實施計劃，優(yōu)化水資源的分配和利用，確保水利建設(shè)項目與地區(qū)水資源承載能力相匹配，減少對生態(tài)環(huán)境的負面影響。

其次，要合理布局水利設(shè)施。在水利設(shè)施的布局規(guī)劃中，應(yīng)考慮生態(tài)保護和生物多樣性的需要，避免破壞重要的自然保護區(qū)、生態(tài)敏感區(qū)和生物棲息地。此外，相關(guān)部門還可以利用現(xiàn)代遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)（GIS）等工具，優(yōu)化水利設(shè)施的布局和設(shè)計，使得對自然環(huán)境的干預(yù)最小化[9]。

5.2 生態(tài)修復(fù)與環(huán)境保護

針對水利建設(shè)過程中受損的生態(tài)環(huán)境，應(yīng)積極采取生態(tài)修復(fù)措施。通過恢復(fù)濕地、重建植被、改良土壤等方法，修復(fù)受損的生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)生物多樣性。此外，相關(guān)部門還應(yīng)建立健全水資源和水環(huán)境保護法律法規(guī)，加大對農(nóng)業(yè)面源污染的監(jiān)管力度。推廣使用環(huán)保型農(nóng)業(yè)投入品，如減肥減藥技術(shù)、有機肥料等，減少化肥和農(nóng)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(guī)劃和建設(shè)過程中，應(yīng)充分考慮水土保持的需求，采取植被恢復(fù)、地表覆蓋、建設(shè)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(qū)域，實施綜合治理，包括水土保持、生態(tài)修復(fù)、節(jié)水灌溉等多方面措施，可以提高區(qū)域的生態(tài)承載能力和水資源利用效率[10]。

5.4 政策支持與技術(shù)創(chuàng)新

政府應(yīng)加大對農(nóng)田水利建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護的政策和資金支持，鼓勵采用節(jié)水灌溉、污水處理再利用等節(jié)能減排技術(shù)，提升水利建設(shè)項目的可持續(xù)性。同時，相關(guān)部門應(yīng)積極推廣滴灌、噴灌、微灌等現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)，提高水利設(shè)施的使用效率和農(nóng)田用水的精準度。同時，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)，實現(xiàn)對水利設(shè)施的智能管理和監(jiān)控，提高水資源管理的科學(xué)性和精細化水平。

6 結(jié)束語

通過全面分析農(nóng)田水利建設(shè)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、生態(tài)環(huán)境和水土保持的影響，揭示了農(nóng)田水利與生態(tài)平衡之間的復(fù)雜關(guān)系。研究表明，雖然水利設(shè)施在保障農(nóng)業(yè)水需求方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，但不可忽視的是，其對生物多樣性、土壤結(jié)構(gòu)及水資源分配的負面影響也同樣顯著。因此，推廣生態(tài)水利的概念，優(yōu)化水利設(shè)施的設(shè)計和管理，加強政策支持和科技創(chuàng)新，以及增強農(nóng)民的水土保持意識，是實現(xiàn)水利建設(shè)與環(huán)境保護雙贏的關(guān)鍵。本研究不僅為相關(guān)政策制定提供了理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)，也為農(nóng)田水利建設(shè)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展路徑提出了科學(xué)的建議，期望通過這些努力能夠促進農(nóng)業(yè)與生態(tài)環(huán)境的和諧共生。

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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(qū)管理、水利工程建設(shè)服務(wù)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級水旱災(zāi)害防御、農(nóng)村安全飲水工程建設(shè)管理、水資源保護、水土保持。