日本の近世以前の用水路は、主に農業用水路として使われており、また土を掘って踏み固めただけのものであることが多かった。その形態は自然河川に近いものがあるが、ただし利水のための水路であるが故に頻繁に人手が入り、また渇水や人間の水利用によってその水量にも大きく影響を受ける、特殊な環境であった。
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しかし、日本に灌漑農業が導入された弥生時代以降 2〜3千年の間に、この特殊な環境に巧みに適応し、農業用水路の環境を生活に組み込む生物が数多く存在する。 まず、比較的流れが緩やかで水深が浅く日当たりが良いため、プランクトンやコケなどの生育がよく、また土の河床ではミミズなども生息可能で、それを食糧にするタニシやオタマジャクシ（カエルの幼生）、魚類のメダカやヨシノボリなどが住み着く。すると、それを捕食する甲殻類のザリガニ、昆虫のタガメやヤゴ（トンボの幼生）などの生活を支える。さらに、それらを捕食するコウノトリやサギなどの生活も支える。人為的に造られた環境が、長い年月をかけて自然と一体化し、里山のそれと同様に、独特の生態系を築き上げてゆくこととなった。
なお、農業用水路における生態系は水田とほぼ一体であり、用水路と田を行き来して生活するものも多い。