农田水利工程的生态环境效益评估与生态修复研究

摘要：本研究针对农田水利工程对生态环境的影响进行了深入的评估，并在此基础上提出了切实可行的生态修复方案。研究采用了包括实地调研、数据分析、模型模拟等等，对农田水利工程在水资源管理、生物多样性保护、土壤侵蚀控制以及农业产出等方面的生态环境效益进行了全面分析。研究结果表明，农田水利工程在提高水资源利用效率、保障农作物稳定生产、增强农业抗风险能力等方面发挥了积极作用，对促进区域经济发展和保障国家粮食安全具有重要意义。

关键词：农田水利工程；生态环境效益；生态修复；评估方法；可持续发展

农业是人类生存和发展的基础，而农田水利工程作为提高农业生产效率的关键措施，在全球范围内得到了广泛应用。然而，随着农田水利工程规模的扩大和功能的增强，其对生态环境的影响也日益凸显。生态环境的破坏不仅威胁到生物多样性，还可能导致水资源短缺、土壤退化等问题，进而影响农业的可持续发展。尽管已有研究关注农田水利工程对生态环境的影响，但目前对于如何系统评估这些影响以及如何实施有效的生态修复措施仍缺乏深入探索[1]。国外在这一领域的研究起步较早，已经形成了一套较为成熟的评估体系和修复技术。相比之下，国内研究尚处于发展阶段，需要借鉴国外经验，结合我国实际情况，发展适合我国国情的评估和修复方法。

1 农田水利工程在生态环境效益评估中的重要性

农田水利工程的建设必须着眼于长远。要建立水资源管理体系，对水资源的配置与利用进行科学规划，既能保证当前农业生产需要，又能保证子孙后代生产和生活不受影响。随着科学技术的进步，滴灌、喷灌、微喷灌等精细灌溉技术得到了越来越多的应用。农田水利工程在生态环境效益评估中提出了一种基于作物实际需水量的精确供水技术，实现了水资源的有效利用。农田水利工程应依据作物生长周期及需水规律，制定科学合理的灌溉方案。为了保证作物健康生长，必须在萌芽、开花、结果成熟等关键时期提供足够的水分。良好的排水系统是防止农田积水、减轻自然灾害影响的关键。通过合理的排水系统设计，可使过多的水分得到有效的排出，从而降低洪涝、涝灾等自然灾害对农作物的危害。在农田水利工程设计与实施中，必须兼顾生态保护与水土保持两个方面的问题。通过植被、建梯田和水土保持等措施，可以有效地减少土壤侵蚀，保护耕地的生态环境，促进生态平衡。随着物联网、大数据和人工智能等技术的不断发展，农田水利建设项目的智能化管理日益受到关注。利用远程监控、智能调度等技术，对农田水利项目进行实时监测与管理，提高了管理的效率与准确性[2]。农田水利工程对提高水资源利用率、保证作物稳产增产具有重要意义。这样既能增加农民收入，又能提高农民生活水平，增强农业适应市场变化的能力。农田水利工程是提高农业抵御风险的有效手段。改善农田水环境可提高农作物对水旱灾害的抵御能力，降低自然灾害对农业生产的冲击。

农田水利工程的建设常常需要大量的建材和机械设备，它能带动建筑材料、机械设备等相关行业的发展，从而对区域经济的发展起到积极的推动作用。农田水利工程是国家粮食安全的重要组成部分。提高农业生产率是提高粮食生产效率、保障国家粮食安全的重要途径。农田水利工程建设不仅关系到农业的发展，还关系到整个社会经济的可持续发展。农业生产效率的提高对促进农村经济发展、提高农民生活水平、促进地方经济繁荣具有重要意义。随着全球一体化进程的加快，农田水利建设的国际合作与交流日益突出，加强国际合作，有利于引进先进的技术与管理经验，促进农田水利工程的发展。农田水利建设是我国农业现代化建设的重要内容之一，随着科学技术的进步与社会的进步，农田水利工程将继续向高效、环保、智能化的方向发展，从而更好地服务于农业的现代化与可持续发展[3]。

2 农田水利工程对生态系统结构、功能和服务的影响

农田水利工程的实施，改变了农田生态系统的水文结构。这些变化可能会影响到湿地、河流、水体的形态，进而影响水生动植物的生境。农田水利工程是影响生态系统功能的重要因素。例如，灌溉可能会改变水循环过程，引起水体中养分及溶氧浓度的改变，从而对水生生物的生存与繁殖产生影响。另外，水库、大坝的修建也会改变水流流速、水温，对鱼类的洄游及季节性活动产生影响。农田水利建设对生态系统提供的服务功能也产生一定的影响。例如，水利工程能为农田提供灌溉用水，提高农业生产效益。但是，水资源的过度使用也会造成其他生态系统服务功能的降低，例如，涵养水源、调节洪水、净化水质等。农田水利工程的建设与运行，可能会造成生态系统物种的损失或生物多样性的降低。河流改道，湖泊填埋，湿地退化等都会造成栖息地消失和物种迁移，从而对当地生物多样性产生影响[4]。

3 存在的问题

3.1 水资源浪费

农田水利工程生态环境效益评价及生态修复中存在着水资源浪费现象。首先，生态环境效益评价可能不能全面考虑水资源使用的各个方面。在评价指标时，存在着一定的偏倚，忽视了水资源的综合利用效率。如仅考虑灌溉水量而忽视灌溉效率或水资源重复利用，就会低估水资源浪费。其次，如果不对水资源进行合理的管理，也会造成水资源的浪费。如过度灌溉或不恰当的排水都会造成水资源的过度消耗与浪费。另外，如果生态恢复项目不能与农业生产相结合，不能有效利用自然水源如雨水等，也会导致水资源浪费[5]。

3.2 水土流失

在农田水利工程建设过程中，经常会遇到土壤侵蚀问题，如生态效益评价、生态恢复等。首先，如果不能充分考虑土壤侵蚀，就有可能低估了农田水利建设对水土保持和生态环境改善的作用。土壤侵蚀是农业生产过程中普遍存在的问题，如得不到有效的治理，将导致土壤质量下降和水资源污染等一系列环境问题。其次，生态修复过程中，如果不能对土壤侵蚀进行有效的防治，则可能造成生态修复失败，甚至起到反效果。如果植被恢复过程中不能有效固土，则可能加剧土壤侵蚀，造成植被失效，甚至加剧土地退化。

3.3 生物多样性丧失

农田水利工程可能会造成生态环境效益评价及生态恢复过程中的生物多样性损失。首先，水利水电工程对生物多样性的影响可能没有被考虑到。水利水电工程的实施，可能会改变水动力格局、水质及生境结构，从而造成原有生物多样性的丧失或生态系统功能的退化。其次，如果生态修复过程中没有对生物多样性进行有效的恢复与保护，则有可能造成生态修复效率低下，甚至引发新的生物多样性问题[6]。例如，在植被恢复过程中，如果不能选择当地适应性植物，就有可能打破原有生态平衡，造成本地物种灭绝或外来种入侵，从而对生物多样性产生不利影响。

4 对策措施

4.1 水土保持措施

梯田是一种传统的、行之有效的水土保持措施，尤其是在山区、坡地上。台地化过程中，台阶式梯田可有效降低降雨直接冲蚀地表的速度与强度，减少水土流失与表土流失。同时，梯田还能增加地表径流及地下水补给，保持水土，提高作物的抗旱性。植被恢复作为生态恢复的一个重要内容，通过种植乡土树种、草本植物等措施，对退化土地进行修复，防治土壤侵蚀。植物根系既能固土防风，又能改善土壤结构，提高土壤有机质含量，保水保肥能力。同时，健康的植被能够为生物多样性提供生境，促进生态系统服务的恢复。防护林建设，特别是沿江、湖两岸的防护林，在防治土壤侵蚀、保护水环境等方面起着不可替代的作用。林带能够有效地截雨，减小对地表的影响，同时，还能利用根系固土，减少地表径流流失。防护林还能改善生态环境，为野生动植物的生存与迁徙提供空间。在非生长季节，通过种植诸如绿肥之类的覆盖作物，可以防止土壤遭受风化和水力侵蚀。植被覆盖能有效降低降雨对土壤的直接影响，植被的根系还能改善土壤结构，增加土壤有机质含量[7]。在轮作体系中采用覆盖作物也可以改善土壤肥力，促进农业的可持续发展。提高土壤持水保肥能力是水土保持措施的基础。为达到这一目的，可在土壤中加入有机肥，如有机肥、生物质肥等，改善土壤结构，提高保水保肥能力。另外，施用保水剂，采用适宜的灌溉技术，对改善土壤水分状况具有较好的效果。在此基础上，提出了一种水土保持措施，即通过提高土壤质量，改善生态系统功能等措施，实现了农业生产的可持续发展。要想成功实施这些措施，就必须充分考虑当地的地理、气候、生态等条件，并加强与当地社区的合作，才能保证技术的适用性和有效性。

4.2 湿地恢复

农田水利工程是实现水资源合理配置、减少浪费、减少过度使用的有效途径，保障区域水资源的稳定与可持续发展。在此基础上，结合水文资料，定量评价工程建设对水资源的合理利用程度，并评价其节水效应。梯田、植被恢复、防护林建设等水土保持措施对减少水土流失、保持土壤质量、提高农田生产力具有重要意义。在此基础上，结合野外实测资料，定量评价该项目的水土保持效应。农田水利工程具有涵养水源、保持土壤肥力、固碳、调节气候等多种生态系统服务功能。在此基础上，构建生态系统服务评价模型，实现对不同生态系统服务效益的综合评价。农田水利工程在保护湿地、植被恢复的同时，也为当地生物多样性的保护与恢复提供了良好的生境与食物链，促进了物种的繁殖与迁移。在此基础上，结合野外调查、生物监测等资料，定性、定量地评价人类活动对生物多样性的影响。农田水利工程是湿地保护与恢复的重要手段，它能为鸟类提供生境，为水生动植物提供繁殖场所，维护湿地生态系统的稳定与健康。通过遥感与野外调查相结合的方法，对工程建设后的湿地恢复效果进行评价[8]。农田水利工程具有调节水流、保持湿地水位等功能，为湿地生态系统提供了良好的水文条件，促进了湿地植物的生长与繁殖。在此基础上，结合水文模型与水质监测资料，综合评价该工程对流域水环境的调控作用。湿地具有净化水质、去除水体中污染物及营养物质等功能，农田水利工程建设及保护湿地可提高水环境质量，减轻水环境污染。通过水质监测资料，可对工程建设后的水质改善效果进行评价。湿地是重要的碳汇，可吸收大量CO2，农田水利工程对缓解气候变化、促进碳循环具有重要作用。在此基础上，结合生物量调查与土壤碳观测资料，定量评估人类活动对生态系统碳汇功能的贡献。

4.3 生物多样性保护

农田水利建设项目生态环境效益评价中，应充分考虑水利建设项目对生物多样性的影响。湿地保护区、植被恢复、水环境调控等工程措施能为当地提供生境与食物网，促进物种的繁殖与迁移，保护与提升区域生物多样性。生态环境评价指标应包括物种多样性、物种组成、种群数量及稳定性等。在此基础上，利用定量与定性研究相结合的方法，评估该工程对区域生物多样性的影响，进而评估其生态环境效益。农田水利工程往往涉及湿地恢复、植被保护等生态恢复工程。这些工程不仅改善了当地的生态环境，而且还对当地的生物多样性保护与恢复起到了积极的作用。在此基础上，结合生态系统服务价值，综合评价生态修复工程的生态效应。生态系统服务功能包括食物供应、药物生产、气候调控以及生物防治等[9]。在评价农田水利工程生态环境效益的过程中，应充分考虑不同生态系统服务对生态环境的贡献，并将其转换为经济价值，对其进行全面评价。

5 结语

综上所述，我们探讨了农田水利工程的生态环境效益评估与生态修复中，生物多样性保护之间的关系。通过综合考虑工程设计、生态修复项目和生物多样性保护指标，我们可以客观评估工程对生态环境和生物多样性的影响，并据此指导工程实施和管理。保护和促进生物多样性不仅是生态环境保护的重要目标，也是实现可持续发展的关键因素。因此，我们应该在农田水利工程的规划和实施过程中，充分重视生物多样性保护，以实现生态环境的可持续利用和保护。

参考文献

[1] 董东兴.农田水利工程生态环境保护与修复技术研究[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术，2023（6）：45-48.

[2] 图拉江·拜合提.水利工程水土保持生态修复技术的应用分析[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术，2023（7）：29-32.

[3] 杨国成.农田水利工程生态规划设计研究[J].河北农机，2022（14）：129-131.

[4] 陈威.基于生态水利工程的河道规划设计初步探究[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术，2023（7）：42-45.

[5] 向启明.高标准农田水利工程环境影响后评价指标体系分析[J].农村科学实验，2024（2）：69-71.

[6] 徐华伟，吴富强，张建平.高标准农田水利工程环境影响后评价方法分析[J].中国科技期刊数据库 工业A，2023（9）：1-3.

[7] 王海刚.农田水利建设对水土保持与生态环境的影响及解决策略[J].中文科技期刊数据库（全文版）自然科学，2022（5）：223-226.

[8] 何慧，邵东国，刘泊宇，等.农田水利建设效益评估方法[J].灌溉排水学报，2018，37（4）：121-128.

[9] 刘雪莲.高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用[J].科学技术创新，2019（34）：141-142.