農田水利工程的生態環境效益評估與生態修復研究

摘要：本研究針對農田水利工程對生態環境的影響進行了深入的評估，并在此基礎上提出了切實可行的生態修復方案。研究采用了包括實地調研、數據分析、模型模擬等等，對農田水利工程在水資源管理、生物多樣性保護、土壤侵蝕控制以及農業產出等方面的生態環境效益進行了全面分析。研究結果表明，農田水利工程在提高水資源利用效率、保障農作物穩定生產、增強農業抗風險能力等方面發揮了積極作用，對促進區域經濟發展和保障國家糧食安全具有重要意義。

關鍵詞：農田水利工程；生態環境效益；生態修復；評估方法；可持續發展

農業是人類生存和發展的基礎，而農田水利工程作為提高農業生產效率的關鍵措施，在全球范圍內得到了廣泛應用。然而，隨著農田水利工程規模的擴大和功能的增強，其對生態環境的影響也日益凸顯。生態環境的破壞不僅威脅到生物多樣性，還可能導致水資源短缺、土壤退化等問題，進而影響農業的可持續發展。盡管已有研究關注農田水利工程對生態環境的影響，但目前對于如何系統評估這些影響以及如何實施有效的生態修復措施仍缺乏深入探索[1]。國外在這一領域的研究起步較早，已經形成了一套較為成熟的評估體系和修復技術。相比之下，國內研究尚處于發展階段，需要借鑒國外經驗，結合我國實際情況，發展適合我國國情的評估和修復方法。

1 農田水利工程在生態環境效益評估中的重要性

農田水利工程的建設必須著眼于長遠。要建立水資源管理體系，對水資源的配置與利用進行科學規劃，既能保證當前農業生產需要，又能保證子孫后代生產和生活不受影響。隨著科學技術的進步，滴灌、噴灌、微噴灌等精細灌溉技術得到了越來越多的應用。農田水利工程在生態環境效益評估中提出了一種基于作物實際需水量的精確供水技術，實現了水資源的有效利用。農田水利工程應依據作物生長周期及需水規律，制定科學合理的灌溉方案。為了保證作物健康生長，必須在萌芽、開花、結果成熟等關鍵時期提供足夠的水分。良好的排水系統是防止農田積水、減輕自然災害影響的關鍵。通過合理的排水系統設計，可使過多的水分得到有效的排出，從而降低洪澇、澇災等自然災害對農作物的危害。在農田水利工程設計與實施中，必須兼顧生態保護與水土保持兩個方面的問題。通過植被、建梯田和水土保持等措施，可以有效地減少土壤侵蝕，保護耕地的生態環境，促進生態平衡。隨著物聯網、大數據和人工智能等技術的不斷發展，農田水利建設項目的智能化管理日益受到關注。利用遠程監控、智能調度等技術，對農田水利項目進行實時監測與管理，提高了管理的效率與準確性[2]。農田水利工程對提高水資源利用率、保證作物穩產增產具有重要意義。這樣既能增加農民收入，又能提高農民生活水平，增強農業適應市場變化的能力。農田水利工程是提高農業抵御風險的有效手段。改善農田水環境可提高農作物對水旱災害的抵御能力，降低自然災害對農業生產的沖擊。

農田水利工程的建設常常需要大量的建材和機械設備，它能帶動建筑材料、機械設備等相關行業的發展，從而對區域經濟的發展起到積極的推動作用。農田水利工程是國家糧食安全的重要組成部分。提高農業生產率是提高糧食生產效率、保障國家糧食安全的重要途徑。農田水利工程建設不僅關系到農業的發展，還關系到整個社會經濟的可持續發展。農業生產效率的提高對促進農村經濟發展、提高農民生活水平、促進地方經濟繁榮具有重要意義。隨著全球一體化進程的加快，農田水利建設的國際合作與交流日益突出，加強國際合作，有利于引進先進的技術與管理經驗，促進農田水利工程的發展。農田水利建設是我國農業現代化建設的重要內容之一，隨著科學技術的進步與社會的進步，農田水利工程將繼續向高效、環保、智能化的方向發展，從而更好地服務于農業的現代化與可持續發展[3]。

2 農田水利工程對生態系統結構、功能和服務的影響

農田水利工程的實施，改變了農田生態系統的水文結構。這些變化可能會影響到濕地、河流、水體的形態，進而影響水生動植物的生境。農田水利工程是影響生態系統功能的重要因素。例如，灌溉可能會改變水循環過程，引起水體中養分及溶氧濃度的改變，從而對水生生物的生存與繁殖產生影響。另外，水庫、大壩的修建也會改變水流流速、水溫，對魚類的洄游及季節性活動產生影響。農田水利建設對生態系統提供的服務功能也產生一定的影響。例如，水利工程能為農田提供灌溉用水，提高農業生產效益。但是，水資源的過度使用也會造成其他生態系統服務功能的降低，例如，涵養水源、調節洪水、凈化水質等。農田水利工程的建設與運行，可能會造成生態系統物種的損失或生物多樣性的降低。河流改道，湖泊填埋，濕地退化等都會造成棲息地消失和物種遷移，從而對當地生物多樣性產生影響[4]。

3 存在的問題

3.1 水資源浪費

農田水利工程生態環境效益評價及生態修復中存在著水資源浪費現象。首先，生態環境效益評價可能不能全面考慮水資源使用的各個方面。在評價指標時，存在著一定的偏倚，忽視了水資源的綜合利用效率。如僅考慮灌溉水量而忽視灌溉效率或水資源重復利用，就會低估水資源浪費。其次，如果不對水資源進行合理的管理，也會造成水資源的浪費。如過度灌溉或不恰當的排水都會造成水資源的過度消耗與浪費。另外，如果生態恢復項目不能與農業生產相結合，不能有效利用自然水源如雨水等，也會導致水資源浪費[5]。

3.2 水土流失

在農田水利工程建設過程中，經常會遇到土壤侵蝕問題，如生態效益評價、生態恢復等。首先，如果不能充分考慮土壤侵蝕，就有可能低估了農田水利建設對水土保持和生態環境改善的作用。土壤侵蝕是農業生產過程中普遍存在的問題，如得不到有效的治理，將導致土壤質量下降和水資源污染等一系列環境問題。其次，生態修復過程中，如果不能對土壤侵蝕進行有效的防治，則可能造成生態修復失敗，甚至起到反效果。如果植被恢復過程中不能有效固土，則可能加劇土壤侵蝕，造成植被失效，甚至加劇土地退化。

3.3 生物多樣性喪失

農田水利工程可能會造成生態環境效益評價及生態恢復過程中的生物多樣性損失。首先，水利水電工程對生物多樣性的影響可能沒有被考慮到。水利水電工程的實施，可能會改變水動力格局、水質及生境結構，從而造成原有生物多樣性的喪失或生態系統功能的退化。其次，如果生態修復過程中沒有對生物多樣性進行有效的恢復與保護，則有可能造成生態修復效率低下，甚至引發新的生物多樣性問題[6]。例如，在植被恢復過程中，如果不能選擇當地適應性植物，就有可能打破原有生態平衡，造成本地物種滅絕或外來種入侵，從而對生物多樣性產生不利影響。

4 對策措施

4.1 水土保持措施

梯田是一種傳統的、行之有效的水土保持措施，尤其是在山區、坡地上。臺地化過程中，臺階式梯田可有效降低降雨直接沖蝕地表的速度與強度，減少水土流失與表土流失。同時，梯田還能增加地表徑流及地下水補給，保持水土，提高作物的抗旱性。植被恢復作為生態恢復的一個重要內容，通過種植鄉土樹種、草本植物等措施，對退化土地進行修復，防治土壤侵蝕。植物根系既能固土防風，又能改善土壤結構，提高土壤有機質含量，保水保肥能力。同時，健康的植被能夠為生物多樣性提供生境，促進生態系統服務的恢復。防護林建設，特別是沿江、湖兩岸的防護林，在防治土壤侵蝕、保護水環境等方面起著不可替代的作用。林帶能夠有效地截雨，減小對地表的影響，同時，還能利用根系固土，減少地表徑流流失。防護林還能改善生態環境，為野生動植物的生存與遷徙提供空間。在非生長季節，通過種植諸如綠肥之類的覆蓋作物，可以防止土壤遭受風化和水力侵蝕。植被覆蓋能有效降低降雨對土壤的直接影響，植被的根系還能改善土壤結構，增加土壤有機質含量[7]。在輪作體系中采用覆蓋作物也可以改善土壤肥力，促進農業的可持續發展。提高土壤持水保肥能力是水土保持措施的基礎。為達到這一目的，可在土壤中加入有機肥，如有機肥、生物質肥等，改善土壤結構，提高保水保肥能力。另外，施用保水劑，采用適宜的灌溉技術，對改善土壤水分狀況具有較好的效果。在此基礎上，提出了一種水土保持措施，即通過提高土壤質量，改善生態系統功能等措施，實現了農業生產的可持續發展。要想成功實施這些措施，就必須充分考慮當地的地理、氣候、生態等條件，并加強與當地社區的合作，才能保證技術的適用性和有效性。

4.2 濕地恢復

農田水利工程是實現水資源合理配置、減少浪費、減少過度使用的有效途徑，保障區域水資源的穩定與可持續發展。在此基礎上，結合水文資料，定量評價工程建設對水資源的合理利用程度，并評價其節水效應。梯田、植被恢復、防護林建設等水土保持措施對減少水土流失、保持土壤質量、提高農田生產力具有重要意義。在此基礎上，結合野外實測資料，定量評價該項目的水土保持效應。農田水利工程具有涵養水源、保持土壤肥力、固碳、調節氣候等多種生態系統服務功能。在此基礎上，構建生態系統服務評價模型，實現對不同生態系統服務效益的綜合評價。農田水利工程在保護濕地、植被恢復的同時，也為當地生物多樣性的保護與恢復提供了良好的生境與食物鏈，促進了物種的繁殖與遷移。在此基礎上，結合野外調查、生物監測等資料，定性、定量地評價人類活動對生物多樣性的影響。農田水利工程是濕地保護與恢復的重要手段，它能為鳥類提供生境，為水生動植物提供繁殖場所，維護濕地生態系統的穩定與健康。通過遙感與野外調查相結合的方法，對工程建設后的濕地恢復效果進行評價[8]。農田水利工程具有調節水流、保持濕地水位等功能，為濕地生態系統提供了良好的水文條件，促進了濕地植物的生長與繁殖。在此基礎上，結合水文模型與水質監測資料，綜合評價該工程對流域水環境的調控作用。濕地具有凈化水質、去除水體中污染物及營養物質等功能，農田水利工程建設及保護濕地可提高水環境質量，減輕水環境污染。通過水質監測資料，可對工程建設后的水質改善效果進行評價。濕地是重要的碳匯，可吸收大量CO2，農田水利工程對緩解氣候變化、促進碳循環具有重要作用。在此基礎上，結合生物量調查與土壤碳觀測資料，定量評估人類活動對生態系統碳匯功能的貢獻。

4.3 生物多樣性保護

農田水利建設項目生態環境效益評價中，應充分考慮水利建設項目對生物多樣性的影響。濕地保護區、植被恢復、水環境調控等工程措施能為當地提供生境與食物網，促進物種的繁殖與遷移，保護與提升區域生物多樣性。生態環境評價指標應包括物種多樣性、物種組成、種群數量及穩定性等。在此基礎上，利用定量與定性研究相結合的方法，評估該工程對區域生物多樣性的影響，進而評估其生態環境效益。農田水利工程往往涉及濕地恢復、植被保護等生態恢復工程。這些工程不僅改善了當地的生態環境，而且還對當地的生物多樣性保護與恢復起到了積極的作用。在此基礎上，結合生態系統服務價值，綜合評價生態修復工程的生態效應。生態系統服務功能包括食物供應、藥物生產、氣候調控以及生物防治等[9]。在評價農田水利工程生態環境效益的過程中，應充分考慮不同生態系統服務對生態環境的貢獻，并將其轉換為經濟價值，對其進行全面評價。

5 結語

綜上所述，我們探討了農田水利工程的生態環境效益評估與生態修復中，生物多樣性保護之間的關系。通過綜合考慮工程設計、生態修復項目和生物多樣性保護指標，我們可以客觀評估工程對生態環境和生物多樣性的影響，并據此指導工程實施和管理。保護和促進生物多樣性不僅是生態環境保護的重要目標，也是實現可持續發展的關鍵因素。因此，我們應該在農田水利工程的規劃和實施過程中，充分重視生物多樣性保護，以實現生態環境的可持續利用和保護。

參考文獻

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[9] 劉雪蓮.高效節水灌溉技術在農田水利工程中的應用[J].科學技術創新，2019（34）：141-142.