三峡库区作为特殊的生态功能区，长期受困于水土流失、水质安全、生态退化等问题，广受世界注目。2007年中科院启动了西部行动计划（二期）“三峡库区水土流失与面源污染控制试验示范”项目，由中科院成都山地所联合植物研究所、成都生物所、武汉植物园、南京土壤研究所和重庆大学等，针对三峡水库安全高效运行、三峡库区国家生态屏障建设、生态环境改善和后靠移民安稳致富等重大需求，在三峡库区中游忠县石宝镇建立综合试验示范区，并得到了科技部、水利部、环保部、国务院“三建委”和重庆市政府的大力支持。项目研发的水土流失防治、面源污染减控和消落带植被重建等核心技术，在实施三峡库区生态文明示范区中发挥着良好的综合示范效应。
通过四年多的研究，揭示了紫色土坡面细沟侵蚀临界值、壤中流面源污染负荷、消落带克隆性草本植物耐淹适应机制等关键科学问题；研发并示范推广了“坡式梯地+植物篱”与“大横坡+小顺坡”的坡耕地细沟侵蚀防治技术；提出了三峡库区农村面源污染控制的“减源、循环、增汇、截获、全程”控制的理论与技术体系，示范面积1500亩，减少坡面水土流失85%以上、提高氮磷肥利用率10-13%，节约农药20-50%，推广面积达40多万亩；利用筛选出的10余种兼有生态和经济效益的消落带适宜植物，构建了消落带多物种时空配置及植被重建技术模式，建成试验样带15公里，为三峡库区消落带生态治理提供了实体模式。向国家和重庆市政府提交4份咨询建议报告，得到国务院“三建委”、水利部、环保部和重庆市政府的高度重视。
紫色土坡耕地细沟侵蚀临界值及控制技术
三峡库区紫色土占区区土地面积的72%以上，是库区入库泥沙的主要策源地。项目组精确计算了坡耕地细沟侵蚀临界值（坡长，坡度），并据此设计了坡式梯地的参数与植物篱的宽度和空间布设，研发了低成本高效益的“坡式梯地+地埂经济植物篱”技术。
该技术针对暂时无法全面实施坡改梯的广大山区坡耕地，以“调水保土”为宗旨，具有节约投劳、方便实施的优点。与石坎水平梯田相比，每亩投资可从3000元减少到1800元，增加耕种面积22%，每年每亩新增700元。目前，三峡库区“坡式梯地+地埂经济植物篱”技术推广面积已达35万亩，节约工程投资4.2亿元，每年新增收入2.45亿元。
库岸消落带土壤侵蚀关键防治技术
库岸消落带边坡水位涨落呈反自然洪枯规律，涌浪和降雨侵蚀最为突出。
研究发现，在陡坡耕地上，保土耕作方法比传统翻耕更有优势，能够减少64%的土壤流失。因此及时培育抗旱、耐淹的水陆两栖植物是三峡水库水土保持和生态建设的关键。
项目组根据侵蚀特点，研发了消落带表层庇护与深层根系稳固保土、涝渍土地水土保持型快速排水等土壤保持关键技术，可使水土流失减少85%以上。
克隆整合和物种时空配置及重建技术
实验和调查显示，消落带植物具有克隆习性。克隆整合（即克隆分株之间的资源转移和共享）有助于克隆植物抵御水淹胁迫，显著提高了抗氧化物酶系统活性。同时，消落带植物叶片光合能力比非消落带植物显著提高。
项目组筛选出19种适宜品种，进行消落带植被重建技术研发，开展了典型地区植物恢复试验与示范。通过不同植物在时空分布上的配置，成功研发了低成本、高效益的植物重建与恢复技术。
与自然修复相比，人工重建具有植被覆盖度高、生长快、水土保持效果好的优点。经测算，通过选择适宜消落带种植的优质牧草，可产生每亩1000元的经济效益。
三峡库区面源污染控制技术
三峡库区紫色土坡地壤中流，占整个径流的81%。壤中流对坡地氮迁移通量的贡献为90%，而土壤磷的流失中，泥沙迁移贡献为76%。分析表明，坡地面源污染监测应全面考虑地表径流、泥沙和壤中流。而常规的面源污染评估忽略了壤中流，导致评估存在巨大误差。
通过监测发现，库区面源污染负荷呈现小城镇＞村落＞柑橘果园＞坡耕地＞水稻田的特点。三峡库区面源污染的主要来源为村镇居民点、柑橘园和坡耕地，而水稻田则是污染汇。
村镇生活废水通过沟渠直接汇入库区支流，对水环境造成严重污染，而沟渠植物对污水养分有较强吸收能力。在沟渠中，设计泥沙与污染物混合池、沉淀分流池、自然跌落曝氧、小溪坑塘湿地与沟渠植被等相协调的综合处理体系，以形成库区村镇分散生活污水生态净化系统，并具有成本低、效率高、便于管理的特点。
在明确了污染控制的关键区域和主要源头后，项目组提出了三峡库区坡地节肥增效、山区生态沟渠系统和人工湿地有机衔接的农村面源污染控制理论和技术体系，建立了四大污染控制和生态净化系统并得到了推广应用，为发展库区农村生态产业提供技术支撑。
目前，在中科院西部行动计划（三期）的后续支持下，项目组正在开展坡面侵蚀链形成机制、土壤对面源污染物吸持与释放阈值、消落带植物功能性状谱及其演变轨迹及消落带土壤侵蚀与泥沙淤积动态等方面更深入的研究，将为“后三峡建设”等工程的关键需求提供技术与示范。