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降水是土壤侵蚀与养分流失的主要驱动力和载体，本文通过野外原位模拟降雨径流小区试验和天然降雨下水土保持治理对比小流域试验，从坡面和小流域尺度研究不同土地利用类型、坡度和雨强，以及人为加速侵蚀破坏下降雨-径流-侵蚀产沙-养分流失之间的关系，阐明水土和养分流失耦合机理。本研究得出以下主要结论：
1)不同土地利用方式、坡度和降雨强度对水土和养分流失的影响差异显著：林地蓄水保土效果显著，初始产流时间在25min左右，土壤侵蚀速率仅为裸地的8％。不同土地利用方式下累积径流量和产沙量均与时间呈线性增加，关系为Y=ax-b，径流系数a表现为：裸地>撂荒地>草地>林地。累积径流量和产沙量随雨强和降雨强度增加呈现指数增加(Y=axb)；但随坡度增加，系数a呈现先增大后减少的趋势。
径流和泥沙的迁移导致土壤肥力下降；泥沙结合态是养分流失的主要途径，其养分含量显著高于径流中养分浓度。与裸地的碳、氮和磷养分的总流失量相比，撂荒地分别占47.9％、60.8％和46.1％；草地占22.5％、14.4％和17.4％，林地占1.4％、2.8％和2.6％。林地和草地水土保持效果显著，能有效减少养分流失，控制面源污染。随降雨强度增加，流失的总碳、总氮和总磷均呈线性增加；坡度与养分流失呈现多项式关系，即小坡度下，随着坡度增加养分流失量增加，当坡度达到临界坡度时养分流失量减少。
2)草地、林地和耕地人为加速侵蚀下模拟降雨试验结果表明，耕地、草地和林地人为开垦破坏后侵蚀速率分别增加了27.1％，188.9％和10225.1％；产沙量增加了27.3％、190.6％和9370.0％；草地林地增加了44.9％和85.3％，耕地产流量减少了22.4％外，缓坡耕地上进行翻耕等农业措施，虽然增加扰动，土壤侵蚀速率增加0.27倍，但入渗率增加，蓄水保墒的作用显著。
与耕地原状相比，加速侵蚀后流失总有机碳、总氮、总磷流失量分别增加104.5％，42.5％和59.5％。草地翻耕后虽然径流溶解态养分降低，但泥沙结合态养分增加1.7倍以上，流失总有机碳、氮和磷量分别增加104.1％，69.9％和18.2％。林地去除枯枝落叶层后以溶解态养分流失为主，总有机碳、氮、磷流失总量分别增加6.1，4.7和15.1倍；而翻耕后增加18.1，8.6和27.2倍，且以泥沙结合态流失为主。
3)对流域内土壤有机质、速效磷、速效钾以及土壤可蚀性的分布特征研究结果指出：与治理流域东沟相比，西沟有机质减少了6.4％，速效钾含量有提高的趋势。东沟和西沟速效磷含量变异系数均较大，土壤颗粒组成中粉粒和砂粒变异系数较大。沿沟道高程降低方向，土壤有机质和速效磷含量均表现为随着距离沟头相对距离增加而富集的趋势，但速效钾含量表现为减少趋势。
与坡耕地相比，水土保持治理工程措施和植物措施的土壤有机质和全氮增加了1.2％～20.7％和1.2％～9.3％；梯田林地、经济林和生态林土壤速效磷含量增加显著，其它措施减少了9.2％～167.1％；土壤速效钾含量变化差异大。除撂荒梯田和淤地坝地的土壤各酶活性减少了6.3％～49.5％和1.2％～15.6％，其它治理措施的土壤酶活性均增加。梯田林地、生态林地和人工草地的土壤状况最好；其次为经济林地和撂荒草地土壤质量良好；农耕梯田和撂荒梯田土壤质量较差；坡耕地和淤地坝地的土壤质量最差。
4)水土保持治理显著减少径流量和产沙量，2008年年桥子治理流域东沟侵蚀模数为58.2t/km2，未治理流域西沟比东沟增加了9.4倍；2009年治理流域产沙量基本无，而未治理流域侵蚀模数仍然高达和293.6t/km2。
与治理流域相比，在08-06-30和09-08-28次暴雨过程中未治理流域径流量和产沙量分别增加了3.9和19.6倍，11.7和242.3倍。初始径流中养分浓度较高，后逐渐消减。整个流失过程东、未治理流域有机碳浓度变化趋势一致，呈平缓下降趋势；治理流域径流中氮浓度平缓下降，未治理流域下降急剧；磷浓度在0.15～0.28mg/L波动。两次降雨过程中治理流域有机碳流失量为274.2和51.8kg/hm2，其中泥沙结合态占97.3％和90.9％，泥沙浸提态占2.4％和2.1％，径流态占0.3％和7.0％：未治理流域比治理流域增加了24.6租22.5倍。水土保持治理不仅影响氮流失量，还影响流失形态，西沟两次降雨氮素流失均大于东沟。09-08-28次降雨径流态占增加了1252.9％，08-06-30次降雨泥沙浸提态氮流失量增加了56.9％。治理流域磷素流失量为9.7和2.0kg/hm2，未治理流域增加了22.8和20.9倍。磷素流失形态变化差异不显著。