灌区发展对生态环境的积极影响
    对改善盐碱地的积极影响
    在排水系统完善、排水良好的灌区，灌溉的淋洗有利于降低土壤含盐量与pH值。
    例如全国大型灌区之一的新疆伊犁的察布查尔县伊犁河灌区，现有灌面积为75.0万余亩，其内由察南渠控制的8万余亩土地，70年代开发以前曾经是如同白雪一样的盐碱地，植物覆盖率不到5％，地面基本上没有什么植物生长，到了下雨天，此处道路也无法通行，农作物根本无法生存，70年代中期开始实施土地开发，根据规划开挖了干、支、斗、农四级排水渠，并配套有关的灌区建筑物，农田面积控制在200亩左右，通过改良土壤，特别是种植水稻，冲洗盐碱，并且大量种草种树，目前该地区的土地已经非常适合农作物生长，有些地方水稻产量达到500 kg/亩以上。
    以甘肃省景电灌区为例，景电灌区范围的原生盐碱地面积达7万亩，占灌区总面积的8.75%。引水灌溉和人为改变地表植被构成后，使区域内不同灌排运行方式下土壤盐分运移情况发生了变化。在半固定沙丘和固定沙丘地带，0～80 cm土层平均pH值为9.25，最高值出现在40～60 cm土层，为9.3，最低值出现在土壤下层，为8.90；在排水良好的耕作地块，由于灌溉水的淋洗作用，使0～80 cm土层平均pH值下降为8.89，最高值为9.0，愈向下土壤pH值越高。有一定灌溉条件的人工林地，土壤pH值小于封育区而大于耕地。这证明了在排水良好地带发展灌溉能促进土壤上层盐碱在一定范围内下移。目前景电灌区已完成了草窝滩排碱工程，草窝滩干排内水的矿化度由原来的9.43 g/L，下降到9.079 g/L，地下水位下降0.5～1.0 m，次生盐碱化蔓延趋势得到初步控制，部分弃耕地已恢复种植。小麦亩产平均在180～300 kg之间，甜菜亩产平均在2 000～4 000 kg之间，合理利用灌溉排水措施洗盐排碱初见成效。
    对区域气候的积极影响
    由于合理的灌溉等人类活动能改变灌区下垫面的各种特性朝有利方向变化，因此灌区开发有利于引起局部区域内的气候，特别是贴地层局地气候的改善，促成地区良好生态环境的形成。
    察布查尔县伊犁河灌区的察南渠灌区未开发前，气候非常恶劣，冬天寒风刺骨，最低温度达到－30　℃以下，夏季非常炎热，最高温度达到40　℃以上，蒸发量达到2 000 mm以上，降水量不到200 mm，而且经常出现风速≥17 m/s的大风，最大冻土深在130 cm，该地区根本无人居住。经过灌区开发以后，灌区气候条件得到明显改善，目前灌区最低温度一般在－20　℃左右，最高温度低于40　℃，蒸发量为1 000 mm左右，而且很少出现风速≥17m/s的大风，最大冻土深基本在100 cm以内，灌区条件得到明显改善，居住人员逐年增加。
    根据对甘肃景电灌区连续25年气象资料的调查分析，灌区开发建设25年来，年蒸发量由3 019.8 mm变为2 089.4 mm，减少了930.4 mm；相对湿度由46.8%变为48.2%；灌区建立防护林体系改善了植被覆盖状况，使年平均风速和最大风速分别由3.66 m/s、21.7 m/s减为1.98 m/s、14 m/s，分别下降了约46%、35%，大风日数由每年55.6天变为5.4天，减少了50.2天；气温变化情况比较复杂，1月平均气温上升0.82℃，7月平均下降1.15℃，年平均气温上升了0.74℃,低温季节增温、高温季节降温有利于作物过冬、生长，也增加了人居舒适度。当然，这种利好的变化趋势也与大气候的主导变化作用影响有关，但灌区开发建设的影响绝不是无足轻重。 
    为流域水土流失治理创造了条件
    在干旱地区水土流失主要由风蚀和流水侵蚀两种方式形成。研究表明：风蚀过程与风力大小、地表植被覆盖度以及水分状况、物质粒度组成等因素密切相关。当土壤水分、植被覆盖度增加时，土壤风蚀指数呈减少趋势。土壤水分增加，提高了土壤颗粒的团聚性，可直接降低风蚀程度；同时，土壤水分条件的改善也为区域植被恢复与建设创造了有利条件而间接影响风蚀。同样风速条件下，当植被覆盖度小于20%，会产生强度风蚀，覆盖度在20%～60%时，会产生中度风蚀，盖度大于60%时，无风蚀或最多产生轻度风蚀。可见，不同植被覆盖情况与土地风蚀量有着密切的关系。植被以三种形式影响风蚀：一是使地表免受风蚀；二是分散地面以上近地面的风动量，从而减小气流与地面物质之间的动量传递；三是阻止被蚀物质的运动。根据中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙坡头沙漠试验研究站张景光等（2004年）对大柳树灌区的观测结果，被植被固定或半固定的沙地，近地风速比流动沙丘降低50%；裸露沙地过沙量达14 m3/m，半固定沙地表面仅0.7 m3/m，而植被盖度达60%的下垫面的过沙量仅0.5 m3/m，只有裸露沙地的4%；植被覆盖度为70%的缓起伏封沙育草区，固定和控制的流沙达105万～225万m3/km。另外，由于植被能有效涵养水源、固定水土、减低水流速度等对流水侵蚀也有较强的抵抗作用，干旱半干旱地区灌溉又能直接提高植被覆盖度，因此这些地区灌区的开发也有利于减轻流水侵蚀，保持水土。 
    对增加植被的积极影响
    在干旱地区，由于灌区水分条件的改善，为区域内林草植被恢复、建设创造了关键的基础条件，因此能提高植被覆盖度。
    如现灌面积为140余万亩的新疆伊犁河流域的喀什河下游灌区，灌区的下游段位于沙漠段，面积约20万亩，灌区未开发前植物覆盖度不到10％，地表自然植被为典型的荒漠植被类型。常见的植物种类多为一些超旱生、沙生植物，如梭梭、小白蒿、猪毛菜、沙蒿、三芒草等，植物品种单调，在地表沙丘裸露、地形起伏、植被稀疏，该地降水量130 mm，蒸发量达1 800 mm。灌区开发前区域内只有天然的荒漠草场，根本没有人工牧草地，经过20多年的建设开发，特别是近几年的大型灌区续建配套和节水改造建设，到2004年底，沙漠灌区区域内人工种草面积已有5万余亩，人工林面积从无到有迅速扩大。截止到2004年，沙漠灌区累计造林2.4万亩余，区域内林木覆盖度由灌区建设前的可忽略不计达到了目前的12%，林业建设迈入了高标准、高质量、高效益的农林综合发展之路。在生长季节里，人工林地和灌区植被覆盖度一般在50%～90%左右。整个灌区周围未开发区域的自然植被在人工封育措施下，也得到了一定的保护和改造，使封育区自然植被逐步恢复、繁衍、更新，使植被覆盖度增加，生物种类增多。据调查，保护良好的封育区植物种数要比未保护流沙区多16种以上，植被覆盖度高25%以上。
    灌区开发建设使该区域从荒漠植被景观类型变为以农作物、人工林草地等人工植被为主体，人工植被和人工保护下的自然植被协调共处的植被景观。这一变化的根本条件是有了灌区和灌溉供水。
    对区域地下水的积极影响
    地下水作为水资源的重要组成部分，一般具有水质清澈、分布广泛和可就地调蓄利用的优点。我国北方地区水资源贫乏，但其平原区的地下水资源量却占全国平原区地下水资源量的78%，而且地下水与地表水资源量的比例也高于南方地区。因此，地下水资源的合理开发利用在这些地区显得尤为重要。1998年全国有井灌面积21 000万亩，约占全国有效灌溉面积的26.8%，其中80%分布在北方地区。北方17省、区、直辖市有农用机井200万眼左右，每年开采地下水超过400亿m3，灌溉农田17 000万亩，约占北方地区总灌溉面积的41.8%。正是由于地下水资源的开发利用，弥补了地表水资源的不足，有力地克服了干旱缺水对农业生产的威胁，对灌溉农业的发展起到了极其重要的支撑作用。
    灌区长期引地表水灌溉，一些地区地下水位升高，高矿化度地下水被稀释淡化，使原来难以利用的地下水变成了可利用的有效资源。有关资料显示，陕西渭北泾惠、洛惠、宝鸡峡、冯家山等灌区在灌区开发前地下水埋深多在30～50 m以上，水量贫乏，水质不好，难以利用。灌溉水入渗补给使潜水资源化，形成了有开采价值的地下水库。泾惠灌区年引水4亿m３，有1/2补给地下水，使地下水位上升了20～30 m，已成为灌区的重要水源。在内陆盆地，灌溉也能促进地表水与地下水相互转换，为提高水资源利用率创造条件。 
    在以地下水源为主的北方纯井灌区或井渠混灌区有利于降水或地表水的利用。这类灌区在灌溉季节，适度利用地下水进行灌溉，能保障一定规模的农业生产等需求。同时，由于这类灌区地下水的主要补给来源是大气降水，一般地下水埋深与灌溉水量呈正相关关系，适当的灌溉行为也会造成一定的地下水位阶段性下降，腾出地下水库容，在非灌溉季节或降水充沛的年份，吸纳、蓄存降水或地表水，使地下水位得以恢复，以供下次灌溉等循环利用。在我国北方干旱及地表水资源缺乏的许多地区，灌区的合理开发正是发挥了地下含水层的调蓄功能，使天然降水或有限的地表水资源得以循环蓄存和利用，一定程度上满足了区域内的农业生产等用水需求。
灌区开发对生态环境的负面影响
    科学、合理的灌区开发能对区域生态环境产生积极的正面影响，而不科学的灌区开发活动也会对区域生态环境产生负面影响，如土壤次生盐渍化、河道径流减少甚至断流、地下水位持续下降等。
    过量引水造成河道水文条件变化
    上中游用水过量必然使下游流量大幅度减少、流速减低，进而破坏河道自然状态下形成的水文条件，如使河道缺少适床流量、主流左右摆动，泥沙淤积、过水断面变窄，河流下游断流等，也对下游的农业生产及生态环境建设造成了严重的不良影响。
    以黄河为例，20世纪80年代，中、上游年耗用水量为183亿m3，花园口实测平均年径流量为411亿m3；到20世纪90年代，中、上游年耗用水量增加到192亿m3，加之降水偏少，花园口实测径流量减少到288亿m3。另据内蒙古巴盟水文站记载资料分析，1954～1969年间，黄河年均来水量为287.49亿m3，汛期日均流量为1 709.5 m3/s；1987～1993年间，年均来水量为234.82亿m3，汛期日均流量为1 005 m3/s。来水量的减少对河道的水文环境产生了严重的负面影响，造成河床边界改变，河床宽、浅、散、乱，沙滩堆积，沟道纵横，主流左右摇摆不定。据内蒙古巴盟调查，20世纪50年代以来，仅河套地区沿河各旗（县、市）黄河主河道北移近4 ㎞，32万亩耕地被河道侵占，有20个村、2 300多户村民被迫搬迁，4个国营林场相继落河，受灾人口达2万多人。
    塔里木河是我国最长的内陆河流，全长约2 200 km，共有大小支流183条。历史上沿河两岸分布有一片片天然绿洲。由于人口增加，水库拦截，引水灌溉面积急剧扩大，使许多河流的径流量急剧减少，有的河流萎缩消失。20世纪初有常年性支流128条，而到了20世纪末，除了阿克苏河、和田河和叶尔羌河等3条较大支流尚有径流汇入塔里木河外，其他支流在20世纪70～80年代陆续断流，有的从季节性短时间断流发展到全年基本断流。
    据有关研究资料分析，山东位山灌区1984年以前淤积在干、支流河道中的引黄泥沙约占总引沙的12.9%。1984年后，由于健全排水系统，加强用水调度，使淤积在当地的泥沙比例降到2.4%，即每年约有21.5万m3的泥沙进入排水河道。到1993年底，累计淤积在徒骇河、马颊河的引黄泥沙有1 230多万m3，使河道除涝能力降低30%～50%，防洪能力降低10%～30%。
    过量抽取地下水使地下水位下降
    灌区过量开采地下水，造成地下水超采，水位持续下降。据有关资料，由于灌溉用水以及工业、生活用水增加过快等因素综合影响，海河流域平原区1985～1998年累计超采浅层地下水261亿m3，年均超采18.6亿m3，其中灌溉用水约占三分之二。北方地下水开采量最大的河北省平原区，1956～1997年平均年地下水资源量为74.26亿m3，比1956～1984年平均年地下水资源量90.45亿m3减少16.19亿m3，减幅为17.9%。
    陕西泾惠渠灌区地下水埋深由1985年的4.38 m下降至2000年的12.97 m，累计下降8.59 m；山西太原市由于含水层水位的下降，水源地的出水量大幅度减少，1996年水源地的出水量较1980年减少了 78%～100%；吐鲁番盆地20世纪80年代井深只有20～30 m，近年来井深达到120～150 m；新疆天山北坡一些灌区20世纪70年代水井可以自流，由于地下水位下降，20世纪80年代井深达到100 m，20世纪90年代达到120～130 m ,目前已到200 m；甘肃民勤灌区的地下水埋深由1979年的1.5～7 m增加到2000年的13～20 m；等等。
    灌区的不合理开发会导致干旱地区植被和湖泊萎缩退化
    由于上游灌区用水过量，下游来水减少，地下水位下降，天然植被衰退、成片枯死，生态环境恶化。
    据调查资料，新疆塔里木河流域下游卡拉站在20世纪60年代的来水为5.65亿m3，20世纪70年代为5.25亿m3，20世纪80年代仅1.43亿m3。中游引水过多，经常淹没草场，冲毁林木，下游无水又导致林木枯死，两岸胡杨林面积在20世纪50年代为690万亩，现仅存260万亩，目前土地荒漠化面积已占总面积的60%。甘肃石羊河流域20世纪50～60年代以前，盆地内低洼地带、河湖两岸为中生系列的草甸植物。由于流域内灌溉面积扩展过大，复（套）种比例过高，灌水技术相对落后，种植结构不尽合理，致使农业用水效率偏低，耗用水量过大，占总用水量的90%以上，造成上游地表来水不足，下游的民勤灌区长期连续超采地下水（年超采量约达3亿m3），地下水位大幅度下降，到20世纪70年代降到地表以下12 m，土地严重旱化。流域内草甸植被被旱生植被取代，除渠道两侧及灌区农田林网外，其余地方的乔灌林木或是枯死或是衰退。仅民勤湖区已有50万亩的天然灌木林枯死，30万亩的农田弃耕，部分已风蚀沙化，北部沙漠以每年 3～4 m的速度向灌区推进，严重威胁着绿洲的生存和发展。同样的原因，位于河西走廊的黑河流域下游额济纳旗境内，森林生态系统严重退化，仅1958～1982年间，下游三角洲区沿河胡杨、沙枣和柽柳林面积减少了86万亩，林灌草甸面积减少了288.5万亩。
    据塔里木河流域及石羊河流域的研究资料，旱生植物群落出现峰值的地下水埋深分别为：胡杨3.2 m，柽柳3.7 m，芦苇1.9 m，罗布麻2.7 m，甘草2.9 m，骆驼刺3.4 m。换言之，地下水埋深小于2.5 m的最适植物群落是湿生的芦苇；埋深在2.5～3 m的最适植物群落是以罗布麻、甘草为优势种的草甸植被；埋深在3～3.5 m的适宜植物群落有胡杨林，在3.5～4 m的最适植物群落有柽柳，同时3～4 m这一埋深范围也是以骆驼刺等植物为优势种的荒漠化草甸的适宜区。在降雨稀少的情况下，地下水埋深超过7～8 m时，耐旱的胡杨和柽柳就难以存活，将导致地区荒漠化。
    据统计新疆50年来的绿洲农业是建立在3倍绿洲面积的土地荒漠化基础上的，即建立1份绿洲荒漠化了3份土地，近30年来，新疆的沙漠化面积扩大了340万hm2，使约4.5万hm2的土地和草场沙化。 
    据农业部门调查资料，自20世纪50年代以来，我国约有2.9亿亩的草原被开垦为农田，其中有近50%因后来灌溉水源不足、生产力逐年下降而被撂荒弃耕，变成裸地或沙地。1960～1990年期间内陆河流域草地面积变化情况见表1。

表1     1960-1990年期间内陆河流域草地面积变化情况