农业灌溉用水优化与区域生态平衡维护

陈亚峰

摘要：农业是人类赖以生存的基础产业,而农业生产对水资源的需求巨大,灌溉用水一直是农业用水的主体。但随着人口增长和社会经济发展,传统的农业灌溉用水模式正面临着日益严峻的水资源短缺和生态环境恶化的双重挑战。本文首先分析了我国农业灌溉用水的现状及其对区域生态平衡造成的影响。其次,本文从三个方面提出了优化农业灌溉用水的具体途径。最后,文章论述了优化农业灌溉用水与维护区域生态平衡的内在联系,如何通过优化灌溉用水保护水源地、改善农田生态系统、维系区域水循环平衡等,为区域生态文明建设贡献力量。

关键词: 农业灌溉；节水灌溉；再生水利用；生态环境保护

引言: 作为人类社会赖以生存和发展的基础产业,农业在我国国民经济中占据极其重要的地位。而农业生产对水资源尤其是灌溉用水的需求则是巨大的,据统计,农业用水约占我国全部用水量的62%左右。然而,受人口增长、经济发展和气候变化等多重因素影响,我国的水资源短缺形势日益严峻.。在这种背景下,农业灌溉用水量过度、效率偏低的传统模式已经难以为继,亟需通过优化灌溉用水,实现农业用水的节约高效利用。与此同时,过度开采地下水等行为也加剧了区域性的生态环境破坏。

一、农业灌溉用水现状及生态影响

(一)农业灌溉用水现状

农业是我国用水大户,农业灌溉用水约占全国总用水量的62%左右。但现有的农业灌溉用水模式存在诸多不合理之处。首先,农田灌溉大多采用传统的沟渠漫灌或流水漫灌方式,灌溉效率普遍不足40%。其次,我国北方地区农田以地下水为主要水源,过度开采造成严重的地下水超采。再次,灌溉制度缺乏科学管理,浇水时间、浇水量等缺乏合理控制。此外,农民对于节水灌溉的认知意识不足,在一定程度上加剧了水资源的无序消耗。总的来看,农业灌溉方式落后、管理粗放的状况正制约着农业的高质量发展。

(二)过度开采带来的生态问题

农业灌溉水过度开采导致了一系列生态环境问题。首先是地下水位持续下降,进而引发地面下陷、土壤盐渍化、植被退化等一系列地质灾害。其次是河湖水系受到严重干扰,河床萎缩,水生生态系统遭到破坏。再者,水土流失加剧,加速了土地沙漠化进程。部分地区更是出现了生态漠乱区和环境恶化的极端现象。由此可见,农业灌溉用水的无序和粗放开采已经对区域性生态环境平衡造成了巨大压力和挑战。

(三)影响区域生态平衡的途径

农业灌溉用水量过大及无序开采,主要通过以下几个途径影响和破坏了区域生态平衡:一是导致地下水位大幅度下降,破坏地下水生态系统;二是引起地表水体流量减少和水位下降,破坏河湖水生态环境;三是加剧水土流失和土地荒漠化,破坏农田生态系统;四是减少对大气的水分补给,干扰气候和热量平衡。此外,过度使用化肥和农药也会通过地表逆渗和径流污染地下水和地表水体。可以说,农业灌溉用水的无序开发利用,已经成为影响区域生态平衡的一个关键因素。

二、农业灌溉用水优化的必要性

(一)缓解水资源短缺压力

当前,我国的人均水资源占有量已经低于世界人口平均水平,水资源短缺形势十分严峻。而农业用水一直是用水大户,用水效率低下加剧了供需矛盾。优化农业灌溉用水模式,提高农业用水效率就成为缓解水资源短缺的重要途径。例如,如果农田灌溉效率提高20%,就可节约200多亿立方米的水资源。同时,通过引入再生水和腐植水等非常规水源,也可减轻农业对常规水资源的需求压力。因此,优化农业灌溉用水无疑将为缓解我国的整体水资源短缺形势贡献重要力量。

(二)减轻生态环境破坏

农业灌溉用水量过大及非常规开采,已经给部分地区的生态环境造成了严重破坏,出现了地表塌陷、土壤盐渍化、植被退化、河湖干涸等一系列生态灾难。优化灌溉用水,控制农业用水在合理需求范围内,将有助于减轻对生态环境的进一步破坏。此外,通过发展节水灌溉、引入再生水等举措,也可以减轻生态环境的压力。总之,优化农业灌溉用水既是治标的需要,也是解决根源的重要出路,对于修复和重建区域生态环境具有重要的推动作用。

(三)促进农业可持续发展

农业生产对水资源的需求是内在的和长期的,水资源短缺和生态环境恶化将严重制约农业的持续发展。例如,地下水位下降会威胁农作物供水,地表塌陷会破坏农田等。反过来,优化农业灌溉用水模式,实现农业用水的高效利用,就为农业的可持续发展扫清了障碍。高效节水农业将减少对自然水资源的需求,引入再生水资源将缓解供水矛盾,种种举措都将为农业发展创造更加宽松的条件。总之,优化农业灌溉用水是农业可持续发展的内在要求,也是推动"三农"现代化的关键一环。

三、优化农业灌溉用水的途径

(一)农艺措施节水

农艺措施是指通过改进种植制度和栽培方式,在源头上减少农作物对水分的需求。首先是选育节水型品种,如短期作物品种、耐旱品种等,降低作物的耗水量。其次是改进栽培模式,采取覆盖地表、保墒措施等,减少土壤水分蒸发。再者,合理制定种植制度,根据农作物生长规律和当地气候特点,优化作物的种植结构和排水系统布局,避免水分无谓流失。此外,精细化施肥技术的应用也可间接减少农作物的需水量。总之,农艺节水措施对于提高农田用水效率具有重要作用。

(二)现代节水灌溉技术

相比较而言,现代节水灌溉技术在节约用水方面效果更加显著。首先是发展膜下滴灌、微喷灌等高效节水灌溉技术,水分可精准输送到作物根区,灌溉效率可达90%以上。其次是开发喷灌、微灌等精确控制灌溉技术,将水分直接喷施到农作物叶面或根区周围,且可根据土壤墒情和作物需求情况自动控制灌溉。再者,采用低压管道输水和自动化控制等成套系统,也可大幅提高灌溉效率。此外,加大农业水利基础设施建设力度,完善灌溉渠系,防止漏失浪费,也是重要的现代化灌溉途径。

(三)再生水资源利用

传统农业灌溉主要依赖于地表水和地下水等常规水资源,而再生水作为一种非常规新型水资源,具有广阔的利用前景。发展中水回用技术,将城市生活污水、工业废水等经过处理后回用于农田灌溉,缓解水资源矛盾。推广雨水综合利用,通过集蓄雨水入渗补给地下水或者直接利用于农业灌溉。研发应用膜法水处理等先进技术,将海水等非常规水源转化为农业灌溉水源。发展农业面源污染控制技术,确保农田排水的循环利用。可以预见,再生水资源在未来必将为农业节水灌溉提供可靠的水源保证。

四、优化农业灌溉用水与维护区域生态平衡

(一)保护水源地生态环境

农业灌溉用水主要来自于地表水和地下水。优化农业用水,就可以从源头上保护这些水源地的生态环境。具体来说,减少对地下水的过度开采,可以防止地下水位的持续下降,从而避免地面塌陷、土壤盐渍化等一系列次生地质灾害。同时,确保合理开采地下水,也有利于保护地下含水层的生态系统。对于地表水源,降低农业用水量,可以维持河湖的基本生态流量,保护河湖及两岸的生物栖息地。此外,发展水源涵养林和水土保持措施,也是水源涵养生态建设的重点内容。

(二)改善农田生态系统

农田生态系统是人类生存发展赖以支撑的自然基础。科学合理的农业用水模式,有利于改善和优化农田生态系统。首先,采用喷灌、滴灌等精确灌溉方式,避免了过度漫灌而破坏农田环境。其次,大面积推广旱作农业或耐旱农业,也有利于保护和改善农田生物的多样性。再者,灌溉方式的优化将减轻农药化肥对土壤和水体的污染。同时,还应配套采取生物农药、生物肥等农艺措施,全面助力农田生态系统的良性循环。可以说,优化农业灌溉方式是确保农田生态环境可持续的关键举措。

(三)维系区域水循环平衡

维持区域水循环平衡,需要保证合理的地表水、地下水和大气水循环过程,而农业灌溉用水模式是关键影响因素。优化农业灌溉用水模式,减少过度开采行为,可以维护地下水循环;同时防止水土流失,也利于地表水体的补给。此外,节约农业用水还可减少因过度开采而导致的地表塌陷等水循环障碍。从大气角度来看,适度的农田灌溉对维持合理的水汽循环也是必要的[3]。总之,将农业灌溉用水控制在合理需求范围内,既是维系区域水循环平衡的重点环节,也是维护整体生态文明建设的应有之义。

四、结语

本文从分析农业灌溉用水的现状及生态影响出发，深入探讨了优化农业灌溉用水与维护区域生态平衡的重要性和必要性。通过介绍了农艺措施节水、现代节水灌溉技术和再生水资源利用等优化途径，以及保护水源地生态环境、改善农田生态系统和维系区域水循环平衡等维护生态平衡的措施，本文希望为实现农业可持续发展和生态环境保护提供参考。在未来的工作中，需要政府、农业部门、科研机构和社会各界共同努力，积极采取有效措施，推动农业灌溉用水的优化，促进区域生态平衡的维护，实现可持续发展的目标。

参考文献：

[1] 杨兴洪,堵朵.粮食主产区农业用水绿色效率区域差异及影响因素研究[J].节水灌溉, 2023(6):19-26.

[2] 张辉栋.基于改进粒子群算法的农业节水灌溉路径优化方法[J].水利技术监督, 2023(4):55-58.

[3] 许亮.农民用水户协会在基层灌溉管理中的作用[J].农业科技与信息, 2022(10):103-105.