土壤侵蚀—沉积是影响陆地生态系统地球化学循环的重要机制之一。对土壤生物、化学和物理性质在侵蚀区和沉积区的空间分布特征进行系统分析，基于黄土高原地区的侵蚀—沉积地貌特征，模拟修建5°，10°和20° 3个坡度的侵蚀区，并于每个侵蚀区底端连接水平的沉积区。试验期间（2015—2019年）连续原位监测天然降雨条件下的径流量、泥沙量、土壤温度和水分，并采集土样分析土壤生物、物理和化学性质。结果表明：（1）随坡度增大，土壤侵蚀强度增强。相比5°坡，10°和20°坡的年径流量分别提高30%~115%和48%~207%，且年产沙量分别提高146%~505%和241%~742%；（2）沉积区土壤有机碳、可溶性有机碳、矿质氮、微生物量碳、氮的浓度和黏粒含量均显著高于侵蚀区，土壤δ¹³C相对丰度在侵蚀区显著高于沉积区，提高幅度为2.0%~3.3%；（3）试验土壤性状在侵蚀区和沉积区之间的差异随坡度增大而增加。研究结果揭示了土壤理化性状对土壤侵蚀和沉积具有相反的响应。