了解土壤磷素积累特征对调控磷肥使用、降低农田磷素的环境风险和保障生态环境安全具有重要意义。以黄土高原沟壑区的典型小流域为对象，分析了18年来（1986~2004）综合治理条件下流域土壤全磷、有效磷（Olsen-P）含量的时空变化特征及其对土壤水溶性磷含量变化的影响。结果表明，截至到2004年，流域磷素积累由塬面逐步向塬坡和沟道扩展。2004年，农田土壤全磷（752 mg·kg^-1）和Olsen-P（20.2 mg·kg^-1）较1986年分别提高了45%和3.5倍，相当于每年全磷提高13 mg P·kg^-1，Oslen-P每年提高1.0 mg·kg^-1，流域50%的农田土壤Olsen-P含量超过15 mg kg^-1。与1993年大规模建立果园时相比，果园土壤全磷每年提高20～30 mg P·kg^-1，Olsen-P每年提高3～4 mg·kg^-1，2004年已有70%的果园土壤Olsen-P含量超过15 mg kg^-1。20～60cm土层的果园全磷和有效磷含量也逐渐提高。但林草地的全磷没有显著变化，Olsen-P依然低于5.0 mg kg^-1。1986年以来，无机磷肥的持续投入是流域土壤磷素积累的主导因素。流域土壤Olsen-P与全磷存在显著地（p<0.001）线性相关关系；水溶性磷与Olsen-P含量呈显著地（p<0.001）指数函数关系。土壤磷素大量积累已成为黄土高原的水土流失区当前十分迫切的农田环境问题。