農田水利主要是供給灌溉、排水的設施，藉由完善的農田水利設施，提高農業生產量。在早期，農田及水圳曾是許多動植物生存的場所，生物多樣性相當豐富。
傳統農田提供生態棲地
以霧峰鄉的四徳圳為例，早期沒有混凝土，水圳兩側為舊有的卵石堆砌結構，底質主要是卵石與礫石，岸邊緩流則有淤泥，多樣的棲地環境提供多種動物利用，包含飯島氏銀鮈、台灣石鮒、高體鰟鮍、泥鰍、七星鱧、鱸鰻等魚類；鱉、花浪蛇、雨傘節、澤蛙、虎皮蛙、貢德氏赤蛙、小雨蛙與黑眶蟾蜍等兩棲爬蟲類；及翠鳥、棕沙燕、紅冠水雞和彩鷸等會利用泥岸或藉水生植物繁殖的鳥類（林文隆等，2007）。
不僅如此，農地是台灣許多水生植物非常重要的生育地，在農地中除作物外，有許多空間如水圳、草溝、田埂、作物間隙等，都可供植物生長。早期水田四周常可見到虻眼、瓜槌草、水車前、冠果草、澤番椒屬、莎草屬、穀精草屬、簀藻屬；旱田則有水虎尾、水丁黃、薄葉見風紅等出現。這樣的生物多樣性是許多長輩們兒時的回憶，是摸蛤兼洗褲、抓泥鰍之遊樂場，然而，今日這樣的環境已經寥寥無幾。
水利設施不只是野生物的棲息場域，在日本更強調其農田生態路徑的功能。以日本而言，水田對於多種淡水魚類（如泥鰍、鯰魚）及蛙類是產卵場，動物會從河川進入到灌排水路，再進入到水田中產卵，幼體便在水田中成長，成體再便沿著灌排水路回至河川中棲息。因此，確保「河川、灌排水路、水田」之間的連續性，減少回溯的障礙，是維持水田生物多樣性的關鍵。
現代化水路之生態影響
然而，現代化的水利系統將原有的農用水路封底、混凝土化、護岸垂直化、或做出落差太大的跌水工（註1）、移除周遭植被等，如此皆會改變既有的微棲地環境，造成原生生物難以利用的困境。
林文隆等人（2007）在四德圳的調查發現，變成三面光（註2）後的水圳，魚類、兩棲爬蟲類及濱溪繁殖鳥類之數量與種類皆有明顯的降低。如原本鳥類的繁殖環境（如泥岸及水生植物）消失，僅剩紅冠水雞一種。而環境改變導致水裡大型藻類生長繁茂，以大型藻類為主食的外來種吳郭魚取代本土小型魚類台灣石鮒，成為水圳內的優勢魚種。
在此同時，依賴水域及其周邊環境生存的植物亦快速消失，較為人知的是早期分布在台灣北部、東北部低海拔平原及河岸兩側的風箱樹（Cephalanthus naucleoides），在田埂、溝渠或溪流土堤邊成列生長，有防風林的作用，然而河堤、排水溝渠混凝土化之後，使得風箱樹野外族群迅速減少。四德圳的案例只是台灣水圳現代化的縮影，水圳的生物多樣性在整治、改建的過程中喪失殆盡。
農田生物多樣性的減低，除了水圳混凝土化之影響外，可能與使用大量藥劑（為防治早期引入之福壽螺）、農地變更使用、農地休耕不再蓄水、工業廢水污染、除草劑及殺蟲劑的濫用、使用肥料所造成的優養化以及其他外來植物競爭等因素有關，這些問題都會影響棲息環境，大大降低了農田中的生物多樣性，造成單一或少數的外來物種優勢。
傳統水利工程的生態智慧
當我們回首去看早期的水利工程，會發現許多的生態智慧蘊含其中；且已有愈來愈多的學者與民間團體開始注意並研究其中的生態內涵。長期關心台灣水資源教育的林淑英老師曾提到，1773年大坪林五庄圳完工後，大坪林五庄庄民即訂了一份水圳管理公約，名為《水路車路合約》，合約內文敘述了開鑿石硿的艱辛歷程，同時還提出一套水圳管理辦法，規定從青潭圳頭到獅頭山山腳的頭汴一帶，水圳兩岸十丈之內為禁區，不准砍樹、採砂石或掘土。
另外，張文亮教授在《台灣不能沒有客家人》一書中，也提到宜蘭枕山有個馬藻水道，是位在大礁溪溪畔的一道引水土堤，水道裡長了許多馬藻，馬藻是適合在低溫、乾淨的水流中生存，以工程思考來說，生長茂密的馬藻對於水流應該是阻礙，如果只為讓水快速流進水門，農夫應將馬藻除掉，但他發現農夫並沒有這麼做。後來張文亮教授實際到水道中觀察便發現馬藻可以讓急流的水道中，產生一個緩流的空間，也讓水生物得以依附，而且可以使泥砂沉降，不會直接衝入農田中，並提供適合水蠆、沼蝦和泥鰍的生存環境。
以上兩個案例，呈現出早期水利灌溉設施即有保護植被及土壤的概念，是過濾水質、緩衝水流、涵養水源的重要關鍵，此舉在今日看來仍然相當重要。尤其現今農業過度使用農藥、肥料，過多的氮磷和化學成分排出，使得農田成為具污染的產業活動，影響周遭的土地品質；此外，當國內出現愈來愈多農地它用、甚至成為垃圾掩埋場等情形之下，為保全灌溉用水的品質，同時避免農田水圳反成輸送污染的管道，若能進一步在水利設施周圍設置一定寬度的緩衝綠帶，除了可加強水源涵養、土壤保護、提供生物棲地等功能，對於固碳、除污也都有莫大的助益。
農田水利與生態結合之努力
台灣農田的動植物生態是生物多樣性保育需被重視的一環，但由於農地、水圳受到嚴重的污染及棲地多已破壞，國內相關的生態研究又相當缺乏，目前較難以評估農田的生態保育應如何整體規劃。我們或可借鏡日本的經驗：日本對於農田生態特性、動物生活史與農業活動的互動關係，累積了許多研究，以水田而言，便相當重視「河川、灌排水路與水田」之間的連續性。為達到農村整備與生態保育的目標，日本農林水產省更針對農田水路建立「與環境相調和考量下事業實施之調查規劃、設計手冊」，提出許多關於水路的調查計畫、規劃原則及設計、施工階段所應注意的生態保育事項，並認為需透過在地居民參與規劃，形成區域的共識，從構想到維護管理階段，皆要有居民的積極參與，共同思考與守護農村的生態環境。
農田如果是生產國人糧食的心臟，水圳就是蜿蜒的血管，將四周土地的養分精華匯集其中，再排出代謝。如何維護農業生產及國民生存，乃至整片國土的生機，農田及水圳生態的健康是重要的根基。以日本為例，此等農田水利與生態保育結合的方式，可作為未來台灣農田水利在生態環境改善的努力方向。
註1：為避免水圳的水流因落差太大而侵蝕圳道，可以在圳道中安置石塊阻擋水流，或將渠道做成階梯狀，即為跌水工。
註2：三面光指河川的兩岸甚至於底床，均以混凝土覆蓋。一般以為這種河道安全，其實不然，因為混凝土河道剷除了所有自然河川該有的配件，造成暴雨來臨時，不但洪水流速加快，更無法留住水資源以補充地下水源；更對於當地的植生棲地及水中生物帶來不利的影響。
※參考文獻：
林文隆、蔡顯修及吳雪如，2007。水圳水泥化對其間生物數量變動之影響。中華水土保持學報38（1）：31-42。
張文亮，2006。台灣不能沒有客家人。台北：文經社。
黃朝慶，2000。瀕危水生植物－風箱樹http://nature.tesri.gov.tw/tesriusr/internet/projshow.cfm?IDNo=112
林淑英部落格「戀戀新店溪」http://blog.udn.com/selin7777/3080529
行政院農業委員會，2006。與環境相調和考量下事業實施之調查規劃•設計手冊（第一篇）『基本思考方向•水路』。編譯自日本農林水產省農業農村整備部會技術小委員會，2002，與環境相調和考量下事業實施之調查規劃．設計入門」。
※本文與
合作刊登