梯田是在坡地上沿等高线建造的阶梯式农田,是改善农业生产条件和治理水土流失的有效措施。在水土流失严重的黄土高原地区,梯田是一种十分有效地水土保持措施,可以增加土壤水分,达到雨水资源利用的目的,对解决制约旱作农业水资源短缺的问题起到重要的作用。本研究系统地论述了梯田的发展历史,对梯田水文生态系统进行了比较全面系统的分析,总结出了梯田的基本特征。以黄土高原的甘肃庄浪县梯田和陕西乾县梯田为例,采用调查研究与野外试验、定性分析与定量计算、分析与综合、数理统计等方法,研究了梯田水文生态问题及其效益,取得了如下主要研究性成果。(1)比较系统地阐述了梯田的来由、形成、历史、类型及其特征,结合黄土高原的实地情况进行调查研究,探讨了梯田的作用功能及其对生态环境的影响。(2)对梯田水文生态系统进行了探讨和研究。在水循环的过程中,梯田使得降雨入渗作用迅速加强,而与之伴生的减少或抑制了坡面径流,甚至使范围内的全部降雨就地入渗。在黄土高原地区,由于土壤具有高渗透性和高蓄水性固有属性,为降雨入渗提供了顺畅的通道。其结果是,梯田为植被的生长提供了充裕的水因子保证,为“水文生态”的良性发展提供了支持性的作用。(3)研究了梯田水文生态系统的作用机制。通过坡面土(壤)体分析,认为梯田水文生态系统的作用机制在于使得在坡地条件下,坡面径流系统及其伴随着土壤(体)非稳定性产生的土壤易流失性发生了改变,进而改变了水循环的路径和空间分布储存的特征,从而产生对生态环境的支配机制。(4)采用土钻烘干法,结合使用探针式时域反射仪(TRIME-PICO),研究了三场降雨过程中,梯田土壤储水量与坡地土壤储水量的变化情况。结果表明,当三次降雨量之和为41.72mm时,梯田土壤储水量累计增加了37.12mm,坡地土壤储水量累计增加了17.981mm。梯田水文系统的入渗功能好于坡地水文系统。(5)研究了不同植物种植条件下,梯田土壤水分的变化情况。研究的结果是,土层深度0-2m处,豆科作物下梯田土壤含水量均值为14.76%,玉米地的土壤含水量均值为13.29%,果园地的土壤水分均值为11.98%。同时研究了不同植物下的梯田内侧、中部和外侧不同土层深度下的土壤水分的变化规律。(6)采用水保法和调查的方法,依据梯田有效面积和蓄水拦沙指标,计算了甘肃庄浪地区梯田效益。庄浪县丰水年拦蓄水量2211万m3,拦蓄泥沙1190万t；平水年拦蓄水量1700万m3,拦蓄泥沙850万t；枯水年拦蓄水量1304万m3,拦蓄泥沙567万t。梯田粮食增产量为5万t。梯田及其梯田水文生态系统具有蓄水拦沙和良好的粮食生产功能。