芍藥
[拼音]：shuitu baochi
[英文]：soil and water conservation
防治水土流失，保護、改良和合理利用水土資源，維護和提高土地生產力，以利於充分發揮水土資源的經濟效益和社會效益，建立良好生態環境的綜合性應用技術科學。水和土是人類賴以生存的基本物質，是發展農業的基本要素。水土保持工作對開發建設山區、丘陵區和風沙區，整治國土，治理江河，減少水、旱、風等災害，維護生態平衡具有重要的作用。水土保持學是一門應用技術科學，研究的主要內容包括水土流失產生的原因及其發展規律，人類活動因素對水土流失和水土保持的影響，水土流失的形式、分佈和為害，水土保持原理及其作用，水土資源的調查和評價方法，以及在合理利用土地資源的基礎上，組織運用綜合措施，達到水土保持的目的等。
概況
中國早期的水土保持工作可以追溯到西周初期，《詩經·小雅》中有“原隰既平，泉流既清”，就是當時中原地區平治水土的反映。春秋後期至民國，由於人口屢增、戰火頻仍、歷代王朝和帝國主義者掠奪式地採伐森林、不合理的農業措施等，水土流失現象日益嚴重。但與此同時，各地農民也創造了區田、梯田、農田防沖蝕、山間小型坡塘，以及在黃河中游地區引洪漫地和打壩淤地等水土保持技術。20世紀40年代初，先後在甘肅、陝西、福建等省建立了水土保持實驗區和林草種苗繁殖場試驗研究水土保持的科學方法，但由於未得到政府的支援，實際成效不大。中華人民共和國成立後，中央和地方都建立了有關的行政領導部門和科學試驗機構，提出了治理水土的方針、政策，頒佈了有關條例、法令，並且於1958年在北京林學院成立了水土保持專業，1980年成立了水土保持系;此外在西北林學院等3所院校也設了系或專業，以培養具有水土保持綜合技術知識的工程師。1986年成立了中國水土保持學會，第一屆理事長為楊振懷。
歐洲在文藝復興之後，環繞阿爾卑斯山區周圍各國實現了以恢復森林為中心的森林復舊工程，取得一定實效。美國由於恣意耕墾原始草原和森林，不足百年便引起嚴重的水土流失，迫使採取各種措施進行防治。1884年奧地利維也納農業大學林學系建立了荒溪治理學專業，形成一套治理荒溪的森林工程措施體系。1928年日本創立了具有本國特點的《砂防工學》。20世紀30年代美國的H.H.貝內特創立了以耕作土壤為中心的《土壤保持學》。蘇聯也在十月革命以後形成了具有本國特點的改良土壤的科學體系──農林改良土壤學和水利改良土壤學。
基本理論
大致分下述3部分。
外力破壞力和土體抵抗力的關係
水土流失的形式多種多樣，但其發生和發展都是外力破壞力大於土體抵抗力的結果，而這兩種力都受環境因素的綜合影響和制約。
引起水土流失的外力主要有風力、水力、重力和溫度的變化等，其中水力是最活躍的因素。水在自然界中以氣態、液態和固態相互轉變而存在，並且不停地以汽化、凝結、降水、入滲和作為徑流的迴圈運動，對土體產生力學的、物理的和化學的作用。水土流失的形式分為濺蝕、面蝕、溝道侵蝕，以及由重力侵蝕、水力和重力共同作用引起的複合侵蝕(見土壤侵蝕)。雨滴落到地面時具有相應的動能，眾多的雨滴連續不斷地降落，引起土體的損失和破壞，稱為濺蝕。地面徑流形成初期較為分散和均勻，沿坡匯流，流量不斷增加，流速及其衝力也隨之增加，當流速大於0.3米／秒時，開始引起面蝕。當地面徑流匯流於僅佔面積很少的狹帶狀流域，形成股流，衝出低於原有地面的溝壑，稱為溝道侵蝕，簡稱溝蝕。它分別向長、深、寬方面發展，在深厚細粒土體上形成切入地面較深的溝壑，稱為侵蝕溝；但在以粗骨物質為主的土石山區，由於土砂石礫的分選作用和交換作用，形成以卵石巖塊為主的溝壑，則稱為荒溪或荒廢溝谷。在水土流失地區，含有較多固體徑流物質的股流，流入河川時由於流路驟然開闊，比降突減，常形成堆積物，稱為沖積錐。斜坡的穩定是由內摩擦阻力、粒子間的凝聚力和其上生長的植物的固土作用來維持的。一旦斜坡受到外力(如植被破壞、地震和下滲水分等)的作用，引起土體崩塌，其中下滲水促使內摩擦阻力和凝聚力減小，就引起重力侵蝕。重力侵蝕的產物堆積在坡腳或溝道的一側，稱之為土石錐，又稱崖錐或倒石錐。泥石流是含有大量固體物質的急流，是在固體徑流超飽和狀態下形成的。除股流的衝力之外，還有重力作用，故稱複合侵蝕。
股流的衝力決定於流速，也受被衝物體的大小和形狀及其相互間的摩擦阻力和凝聚力的影響。單位時間內通過一定斷面的固體物質的重量，稱為固體徑流量，以千克／秒錶示。攜帶固體物質的徑流流速減緩，當流速減小到土砂石礫所具有的抗衝力時，稱為不衝不淤流速或臨界流速。處於臨界流速條件的溝道底坡的比降稱平衡比降或臨界比降。當溝道由上到下的流速都等於臨界流速時，意味著溝道侵蝕受到控制；處於這種狀態下的溝道縱剖面稱為平衡剖面。在水土保持工作中，往往要運用臨界流速、臨界比降和平衡剖面的理論，通過減小比降和流量以及增加流路的粗糙程度以減小流速，最終降低股流的衝力；或有目的地增加固體徑流量，直到飽和狀態，以消除其破壞力。
此外在溫度影響下，凍融作用常是改變土體性質的外營力，一旦土壤中的水融化，除顯示力學作用外，也發生相應的物理化學作用。因此，人為地改變或改造自然條件，使土體的抵抗力大於外力破壞力，是水土保持工作的基本內容。
按流域綜合治理
即通過改變小地形和控制坡面徑流流線坡度，達到溝坡兼治、全面治理。
不論地形多麼複雜，流域均由分水線、水文網和斜坡構成。從分水線到河川之間可分為侵蝕區、流通區和沉積區（圖1）。在侵蝕區，沿等高線修建坡地截流溝，可控制坡面徑流的流線比降，使地面徑流的衝力小於或等於地面的抵抗力。為了蓄水，可將截流溝挖深，中隔短牆、以容納部分雨水，改善坡面的水分條件。多餘的雨水以小於臨界流速的速度由截流溝排水口排入溝道。在截流溝內側栽種樹木、溝間種植牧草，既可控制水土流失，也可收到經濟效益。由截流溝排水口排入溝道的徑流，由於溝道比降較大，流速難以控制，水土保持工作的主要內容是加強溝底的抵抗能力，包括加固截流溝放水口、採取溝頂防護措施、用跌水消力和固底等。在流通區段狹口處修建骨幹谷坊，以鞏固溝底，淤積後抬高侵蝕基準。在溝頂與骨幹谷坊之間，扎溝填地，修建梯田和低谷坊群體，植樹造林。在流通區的下端與沉積區相接處再修一個骨幹谷坊，可使兩個骨幹谷坊之間的區段，具有臨界流速和平衡剖面的狀態。在坡面治理之後，為了防止由於固體物質減少、流速增加、縱向侵蝕相應增強而危及這一區段的穩定，可在兩個骨幹谷坊之間修建三、五成群的谷坊群體。
經過層層攔蓄，固體物質逐漸減少，以細粒為主的徑流流入沉積區。這一區段比降趨緩，流路開闊，可選溝道兩側平緩處沉沙，同時規正流路。在流路以外的灘地上，採取護岸護灘措施。在溝口或其附近，選擇條件適宜處修建溝口水庫，以排放洪峰流量。經過溝坡綜合治理的小流域，將會出現“土返其宅，水歸其壑”的情況。在以風力為外營力的風蝕地區，則應以相應的地貌單元進行綜合治理（見風力侵蝕）。
水土保持與開發建設同步實現
隨著人口的增加，人類使用和經營土地的範圍日趨擴大，山區建設成為重要的內容。山區既有豐富多樣的生產潛力，又有生態條件的脆弱性。為了保持山區建設的良性迴圈，應堅持以林草促牧、以牧支農、農林牧綜合發展的原則。1979年，中國在以往探索山區建設經驗的基礎上，提出發展山區建設和水土保持同步進行的模式圖解(圖2)。所謂“同步”，實質上就是水土流失地區的開發和建設，必須以水土保持為指導。能否貫徹這一原則，不僅影響上游地區，而且也影響下游地區的生態環境條件。
型別與分佈
根據水土流失的形式、程度和潛在危險性，以及導致水土資源和土地生產力損失的程度和性質的相似性，水土保持可劃分不同的型別。一個型別有的大面積連片，有的小面積零星分佈。世界範圍內的主要型別有：
（1）丘陵山地型別，以鱗片狀、砂礫化片蝕和山洪、石洪為主，具有薄層粗骨土；
（2）高原漫崗丘陵型別，以片蝕、溝蝕為主，具有深厚均質的土狀物黃土、紅土、火山灰等；
（3）高、中山峽谷山地型別，以滑坡、泥石流為主；
（4）高原和寒帶山地型別，以凍融侵蝕為特點；
（5）荒漠和半荒漠型別，以乾旱風沙為特點。各種不同型別之間有明顯的差異，而同一型別對水土保持則有基本相似的要求，因而水土保持型別可以作為水土保持巨集觀控制的基礎。中國地域遼闊，地區差異懸殊，主要的水土保持型別有：
（1）東北漫崗丘陵山地，以耕地面蝕、溝蝕為主；
（2）北方土石山地丘陵，以鱗片狀片蝕、砂礫化片蝕、山洪、石洪為主，具有薄層粗骨土；
（3）西北黃土高原丘陵，以面蝕、溝蝕、陷穴、滑坡、泥流為主，具有深厚黃土等均質細粒土層；
（4）西北乾旱山地，除區域性中高山地受垂直地帶性影響，具有凍融侵蝕、滑坡、泥石流外，大部分是在乾旱氣候條件控制下的土石山地，屬治理較為困難的型別；
（5）南方丘陵山地，以土壤酸化、鱗片狀片蝕、砂礫化片蝕、崩崗、山洪為主，在具有薄層粗骨土的丘陵山地水土流失更為嚴重；
（6）西南峽谷高中山地，以滑坡、山洪、泥石流為主；
（7）青藏高原，以凍融侵蝕為特點；
（8）乾旱風沙地區，在荒漠、半荒漠地區以風蝕為主。（見彩圖）
規劃
在水土保持理論的指導下，為防治水土流失，充分利用水土資源和永續發揮土地生產力，需要進行土地的空間配置和水土保持工作的時序安排，亦即進行水土保持規劃。其指導思想是充分合理利用水土資源，制止水土流失，逐步有效地改善農業生產和生態條件。可分為總體規劃和治理規劃兩類。前者涉及的面積從幾千至幾十萬平方公里；後者的面積較小，最多200平方公里。治理規劃需在總體規劃的方向指導下進行，而總體規劃則以治理規劃為基礎，通過小面積治理貫徹落實。
規劃工作一般分兩步進行，第一步是水土保持綜合調查，廣泛收集有關資料資料，如自然情況，社會情況水土流失情況，水土、生物資源評價和水土保持現狀等；第二步是具體規劃，其內容包括：
（1）研究生產發展方向，確定農、林、牧用地比例；
（2）研究水土保持治理途徑，確定措施佈局位置；
（3）研究規劃中的科學依據，確定主要技術經濟指標等。水土保持規劃的核心是土地利用規劃，而土地利用規劃的基礎是土地適宜性評價(見土地評價)。
措施
主要有水土保持農業技術措施，水土保持林業技術措施，水土保持牧業技術措施和水土保持工程技術措施。在小流域治理中，各種技術措施之間往往存在著相互依賴、相輔相成的關係。如梯田、壩地的建設有賴於工程措施，但梯田、壩地沒有大量的有機肥料就不能高產；而有機肥料的來源，主要靠造林種草，即發展林、牧業來提供。在水土流失的土地上造林不易成活，又往往要採用魚鱗坑、水平溝（見造林整地）、梯田等，造成有利的小地形，達到工程蓄水、以水養樹、以樹固土的目的。隨著林木的成長，其水土保持作用逐年增大，同時也可以保護工程設施，還可適當解決山區的飼料和肥料等問題。因此，只有採取綜合措施才能使各項措施在系統中發揮最優的功能和效益，從而構成完整的水土保持體系。
法規
為保證水土保持工作順利實施，許多國家都制訂、頒佈有關的法令、條例和規程，明確規定水土保持工作的方針、政策，為各地區、各部門開展水土保持工作提供準則和依據。
中國於1957年由國務院頒佈了《中華人民共和國水土保持暫行綱要》。1982年頌布《水土保持工作條例》，明確提出：防治水土流失，保護和合理利用水土資源，是改變山區、丘陵區、風沙區面貌，治理江河，減少水、旱、風沙災害，建立良好生態環境，發展農業生產的一項根本措施，是國土整治的一項重要內容；並且確定了“防治並舉、治管結合，因地制宜，全面規劃，綜合治理，除害興利”的工作方針和“植物措施與工程措施相結合，坡面治理與溝道治理相結合，田間工程與蓄水保土耕作措施相結合，治理與生產利用相結合，當前利益與長遠利益相結合”的原則。在1984年頒佈的《森林法》（見森林法）和1985年頒佈的《草原法》中也有保持水土的內容。為加強領導，國務院在1982年成立了全國水土保持工作協調小組，在水土流失嚴重的省，還層層建立了水土保持專職機構。