根据估算，为了维持现有的平均生活水平，地球上每新增一个人，就需要0．4～0．5公顷的土地生产食物，需要约0．1公顷的土地用于房舍、道路及其它非生产性的建设。1976年，世界人口达到40亿，1988年达到50亿，预计到2000年将达到60亿。因此，为了保证新增加的20亿人口有足够的食物，尚需10亿公顷的土地用于食物生产。但是，世界各国也可以通过对于土地资源的保护、改良与合理利用，应用先进的农业科学技术，提高单位面积的产量。例如，18世纪世界谷物平均每公顷产量为600～700千克，19世纪增长到1600千克，到20世纪中叶，已达到4000千克。从维护与提高土地生产力的角度也需做好水土保护工作。
当20世纪接近尾声，面对人类21世纪的发展，人们的兴趣广泛地集中于生存环境的变化结果及地球行星自身行为的变化上来，诸如，温室效应、平流层中臭氧的破坏、生物种群的减少、森林破坏、水土流失、沙漠化等问题，已经成为国际议事日程上最为重要的议题。科学工作者和决策者正在加强研究人类活动对地球变化的作用。对此，有两个方面的压力是非常明显的：第一，依赖于地球资源，特别是水土资源的人类数量正在以指数增长。现在，世界人口近60亿，在下一个50年内人口将达100亿，其中90％的人口增长将发生在土地资源贫乏地区。第二，地球满足人类需要的粮食及供应的能力正在呈指数上升。在过去50年中，世界经济产值增长4倍多，到2040年内还将增加4倍。全球人口和世界经济产值的双指数增长，将使支持生命的地球环境、资源承受力处于严重的压力之下。下一个50年中全球人口和经济产值的成倍增长，可能导致社会的发展处于危险之中。因此，保护、改良与合理利用人类赖以生存的水土资源，已经成为全人类面临的共同任务。我国也是水土流失十分严重的国家，据水利部1995年水利年鉴统计，全国有水土流失面积367万平方公里，占国土面积的38．2％，其中水蚀面积188万平方公里，每年净增2826．85千公顷（1994年）。严重的水土流失，不但降低了土地肥力，加剧了干旱发展，而且淤积了水库，抬高了河床，加剧了洪涝灾害，水土保持已成为刻不容缓的首要任务。
（2）防止水土流失的主要途径和措施
水土流失的形成，实质上由气候、地质、地形、土壤、植被五因子组合，相对地说，气候和地质因子，是目前人工还难以控制和改变的；而地形、土壤、植被因子是人工可以改变的。因此，改变地形条件、改良土壤性状和改善植被状况，是当代人类开展水土保持工作的三个主要方面：
①改变地形条件。如在山坡上修水平梯田、挖水平沟、开水平沟、培地埂以及采取水土保持耕作法，就可防止或减轻土壤侵蚀。陡坡造林也要实施鱼鳞坑、反坡梯田等水土保持整地法，以改变局部地面的地形，达到保持水土和林木生长的目的。在沟道及溪流上，修谷坊、建水库、打坝淤地、闸沟垫地等措施，可提高侵蚀基准面，控制沟底下切和沟坡侵蚀。在侵蚀沟两岸，采取削坡工程，以稳定沟坡，防止泻溜、崩塌、滑坡等水土流失现象的发生。
②改良土壤的性状。如在沙性土壤中适当掺粘土，在粘重土壤中适当掺沙土，多施有机肥，深耕深锄等，都可改良土壤性状，增强有机质及团粒结构的形成，提高土壤的持水能力、透水性及蓄水保肥能力，增强抗蚀、抗冲能力。
③改善植被状况。通过造林种草，封山育林，以及农作物的合理密植，实行草田轮作（如黑麦草一玉米等），套种（如小麦行间套种玉米）等等人为措施，改善植被状况，在保持水土中起着极其重要的作用。
在水土保持综合治理措施中，林业措施是防治水土流失的根本措施，在林业措施中，水土保持林和水源涵养林对水的保护尤其重要。
（3）水土保持林与水源涵养林
①作用
水土保持林是通过调节地表径流，从而达到防止土壤侵蚀，控制水土流失，改良土壤，保护农田、村镇、工程建设安全，促进农业全面发展等目的的森林。水源涵养林则着重于涵蓄水源，减低洪峰流量，增加枯水期流量的作用。但二者对降水再分配的作用与机制是一致的。
a．调节地表径流，控制土壤侵蚀
水土保持林通过树冠对降水的截留，枯枝落叶层对降水的吸收和涵蓄，森林土壤对降水的吸收、渗透和涵蓄，对降水进行再分配，使地表径流显著减小，甚至不再产生。由于径流的减小或消失，树冠与凋落物层又削弱了雨滴对土壤的直接溅击侵蚀能力，因此，林地的土壤侵蚀量一般很小。一些优良林分的土壤侵蚀量都相当于自然界的正常侵蚀允许值的几分之一，甚至更少。由于林地土壤对雨水的渗透速度很快，往往超过降雨强度，因此，还能吸收来自林地上方农田、牧场中的一部分径流，截留一部分流失的土壤。大片森林所吸收、渗透的雨水，转为地下径流，以泉水的形式涌出，缓缓输入河川，上述种种作用，带来了多方面的效益。
b．保护农田，改良土壤
水土保持林的上述作用，使位于林地下方的农田和沟头、沟边的农田受到保护，使上方农田、荒坡的水土流失得到一定程度的控制。例如，东北黑土丘陵区的面蚀、沟蚀，、使克山县古北乡开垦70年来，96％的耕地水土流失，损失耕地1084亩，占现有耕地面积5243亩的20，6％。自营造起分布均匀的分水岭防护林、水流调节林带和固沟林以后，森林覆盖率提高到26％，使坡面径流量减少30％～82％，土壤侵蚀量减少57．3％～98％，肥料流失量减少58％～98．3％，改善了土壤的理化性质，变“三跑田”为“三保田”，农田总产量提高88％。人们由过去想搬迁他乡转为安居乐业，生产、生活蒸蒸日上。
c．减免旱涝灾害
水土保持林和水源涵养林具有保持水土、涵养水源，调节河川流量、削洪增枯的效益，减免了水旱灾害。这是为农业发展创造环境条件的一个重要方面。据祁连山水源林研究所的观测，寺大隆林区的云杉苔藓每亩可蓄水29．3平方米。其吸收的降水向下坡的流速，苔藓层为每分钟0．336米，枯枝落叶层为0．109米表土层为0．015米，底土层为0．025米。降水缓缓流到岩石缝隙，又向下渗透，最后以泉涌出清水。这就是林区清水长流的主要原因。从兰州东面的马衔山来看，有林地面积18．8、千公顷，林区年降水量641．3毫米，在林子周围形成大小水源16处，其全年长流的有4处。灌溉周围农田6千公顷，等于3公顷林灌1公顷田。
d．减免泥沙对河床、水库的淤积，保障水利工程的使用寿命和长期利用。
水土保持林控制水土流失的作用，凡是水利工程上游有森林的地方，其泥沙淤积极小。福建省汀溪水库上游和水库周围有人工林4．2万亩，1956年建成水库到1984年的28年间，共淤积泥沙13万立方米，仅占库容的0．4％。该水库寿命设计100年，照此速度，可以大大延长其使用年限。该水库的有效库容为3000万立方米，而一年间由森林输入水库清水达9000万立方米，使水库能够长期放水灌溉、发电，可利用水量为有效库容的3倍，大大提高了水库的效益。这是绿色水库与人工水库相结合的一个样板。而与此相反，著名的三门峡水库库容77亿立方米，因上游为水土流失严重的黄土高原丘陵，建库后14年淤积泥沙量占库容的59％，以后采取了大坝打洞排沙措施，才免于水库淤平。以上事例清楚说明，水土保持林和水源涵养林的营造是水利工程建设的基础。
e．改善物流，能流循环，优化生态环境
水土保持林、水源涵养林能够改善、提高物质循环和能量转换的进程和方式，从而对促进农、林、牧、副业的全面发展，有着重要的作用。
内蒙古凉城县小窑沟村就是通过抓造林，保持水土，首先解决烧柴，使饲料、肥料明显增多，从而促进农、林、牧、副业全面发展。
水土保持林和水源涵养林优化生态环境还表现在改善小气候方面。据四川省丘陵区农业生态研究协作组对林山乡的观测研究，该乡绿化后，年均气温比无林地区低0．8℃，最高气温略有降低，最低气温则明显升高。年平均相对湿度比无林区提高5．4％，夏季林间农地的相对湿度提高5～15％，严重伏旱时期，日均相对湿度都在70％以上，这对缓和干旱、保障农、林牧业的丰收有一定的有利影响。
f．促进农林牧工副业的全面发展
由于上述五个方面的综合作用，凡是水土保持造林好的地方，农林牧工副业都有较快较大的发展。
②水土保持造林的技术措施
我国水土流失地区的造林质量起初很低，60～70年代出现了一些造林质量较高的典型地区，到80年代，重点地区的造林质量才有了一些提高。产生这一问题的原因是多方面的，但集中表现在科学技术问题上。概括各地40余年的经验证明，适地适树、良种壮苗、细致整地、适当密度、精细栽植、抚育保护六项基本技术措施具有普遍性的指导意义，而适地适树、细致整地、营造混交林则是水土保持林的关键。
总之，水土保持工作实际上就是人们运用改造地形条件，改良土壤性状和改善植被状况的一些措施。因地制宜地、合理地将这些措施综合配置起来，运用系统工程的原理和方法，建一个完整地合理使用土地的水土保持体系，就可以达到根治河流、发展生产和保护生态环境的目的。
回灌地下水
如果期望保护地下水源免遭枯竭以便最大限度满足对用水需求，改善开采条件，预防并解决一系列水环境问题，那就必须采取措施增加地下水的恢复储量。其中一个重要途径是发展引渗人工补给地下水。
地面水和地下水在一定条件下是可以互相转化的。人工引渗，修建地下水库，形成和增加地下水储量就是人为地促进这种转化为经济建设服务。如果人为地引导洪水期或雨季的地表水以及灌溉和供水未曾引完的多余河水、渠水，使其渗入地下，促进地上水和地下水转化过程，便可大大增加地下水的储量。这种人工引导地下水并使其渗入地下蓄积起来的办法称之为人工引渗。
引渗如果在已被开采着的地段进行，则对该含水层起人工补给的作用，我们也可称作“地下水的人工补给”，引渗如果在“空含水层”中进行也就是把地上水蓄入尚未含水的空着的含水地层中，则可形成新的含水层或者称作“地下水库”。
有了人工引渗我们可以利用某些工程或管理措施将地面水引入地下可含水层中，利用含水层蓄水备用进行季节性和多年调节供缺水季节或年份使用，使地下水得到补给、富集和积蓄。已如前述，人工引渗不仅可使被疏干了的含水层得到恢复而且常常用以形成新的含水层。因此，可以认为人工回灌是调节控制地下水的重要手段，是充分利用地表水和地下水资源的有效措施。尤其在蒸发强烈，降水少而不均，河流含沙量大，耕地珍贵的干旱地区，人工引渗乃是有力的防旱抗旱措施。
早在19世纪初、18世纪末，在欧洲的一些国家已经有了人工补给地下水。首先是在苏格兰和法国，后来在德国、英格兰、瑞典相继出现。随着历史的发展、时间的推移，时至今日地下水人工补给已经发展到了一个崭新的阶段。近几年来许多工业发达国家的地下水人工补给量在地下水总利用量中平均占20～30％。其中德国约为40％，瑞典19％，瑞士25％，美国和荷兰约占24％，英国约占12％，印度约占10％。我国的人工补给地下水近20年来也在迅速发展，开展得最早、取得成效最大的是上海市为控制地面沉降而进行的人工补给。
实践证明，地下水源也不是初期人们认识的“取之不尽、用之不竭”的，而必须有采有补。尤其在干旱及半干旱地区要使天上来的降水、地表水和地下水，“三水”统一利用，综合调节，充分发挥含水层能够长期大量蓄水的特点，长蓄短用，短蓄长用，边采边补，将暴雨、洪水以及本区和外区一切可允许调配的闲剩水源，在全面统一的规划下，予以人工补给引渗回灌。以供季节性和多年调节之用，甚至在用水时可以进行超采；以便腾出大量蓄水容积再次蓄纳来水。
耗水大户——农业节水
我国河川径流总量2．7万亿立方米，排在巴西、前苏联、加拿大、美国和印尼之后，居世界第六位。但人均占有量仅2400立方米，只相当于世界人均的1／4，居世界第109位。中国已被列为全世界人均水资源13个贫水国家之一。耕地平均分摊水量也只有世界的一半。另外，水资源时空分布不均，45％的国土年降水量少于400毫米，黄河、淮河、海河三大流域径流量仅为全国的6．5％，而耕地却占全国的36．5％。这些耕地按光热条件，可一年两熟或两年三熟。但降水却不能满足需要，光热资源难以充分利用。特别是西北干旱地区的新疆、青海等地，无灌溉即无农业。目前全国供水能力已达5200亿立方米，其中农业用水占80％以上，为耗水第一大户。每年农业用水灌区缺水300亿立方米，因旱减产的粮食有100～150亿千克。另一方面，灌溉用水的效率却很低。目前渠道灌水效率只有30～40％、井灌区为60％。而世界农业节水搞得最好国家以色列其全国平均为70～80％。如果我们灌水效率提高10％，那么就等于修建容量为1亿立方米大型水库400余座，接近于未来“南水北调”工程的调水量。所以，搞节水型农业势在必行。
节水农业是指在充分利用降水和可用的水资源时，采取农业和水利措施提高水的利用率和水的利用效率的高产农业。农业节水技术包括节水农业技术和节水灌溉技术。
（1）节水农业技术
节水农业技术包括调整农业种植结构、合理布局；使用抗旱节水品种；秸秆覆盖和地膜覆盖；少耕、免耕；节水增产栽培；抗旱剂、保水剂的使用。这些措施都具有节水增产效果，技术成熟，推广前景广阔，是节水农业的重要组成部分。
①调整农业种植结构和布局
首先根据不同地区水资源的丰欠状况和缺水程度，因地制宜地种植不同作物。耗水作物种植面积的增加，无疑是造成农业用水日益增加的原因之一。据农业部门资料，我国北方地区冬小麦生长期间，天然降水一般只能满足需水量的20～30％，生长期间天然降水吻合程度最差，需要补充的灌溉水量最多；夏玉米生长期天然降水可满足需水量的80～90％。可见，它们的生长期与天然降水吻合较好，需要补充的灌溉水量远较小麦为少。因此，一个地区作物的合理结构，在不影响经济效益的情况下，将可大大节约灌水量。
