Объектом исследования являются мелиоративные системы, состоящие из двух взаимосвязанных частей: технической (оросительные и осушительные системы, сооружения) и природной (мелиорируемые земли). Целью статьи является разработка и обоснование предложений по развитию методологии оценки эффективности инвестиций в модернизацию мелиоративных систем. Выполненный авторами анализ показал, что существующая практика проведения модернизации мелиоративных систем не обеспечивает эффективного использования мелиорируемых земель и других компонентов природной среды. Причин этого много, но главными являются неверная трактовка объекта и цель модернизации мелиоративных систем. Объектом модернизации является техническая часть мелиоративной системы (оросительные и осушительные системы, сооружения) без учета мелиорируемых земель как природного объекта и природного ресурса, а целью модернизации - стремление к максимизации текущей прибыли (получению максимальной урожайности сельскохозяйственных культур) в ущерб оценки возможных долгосрочных экологических последствий от реализации данного мероприятия. Такой подход противоречит действующему законодательству Российской Федерации в области охраны окружающей среды, принципам устойчивого развития и природообустройства и не способствует объективной оценке эффективности инвестиций в модернизацию мелиоративных систем. Разработаны предложения по развитию методологии оценки эффективности модернизации систем, суть которых сводится к совместному рассмотрению технической и природной частей мелиоративной системы; комплексной оценке воздействия модернизации мелиоративных систем на агроландшафты и природную среду в целом и учету технического состояния систем, вероятностного характера изменения природно-климатических, почвенных, гидрогеологических, геохимических, хозяйственных, социально-экономических условий функционирования мелиорируемых агроландшафтов, экологической ценности природных систем, структуры использования природных ландшафтов и изменения качества жизни населения в результате проведения модернизации мелиоративных систем.