图10的上半部分表示集水域的地质学式施肥。从定性分析来看，该过程并不难理解，但较难获取有关定量分析的数据。恰当的集水域土地利用模式和管理方法使水文条件变得合理，使高地的森林和旱田的地质学式施肥作用发挥到极致。这就是集水域生态工程学的目的。母岩遭受水循环的风化后形成土壤，并溶解出无机养分用于森林灌溉。无机养分里的水和森林中形成的肥沃的表土汇集在低洼地，成为肥沃的低洼地水田土壤的母材。集水域的土壤形成，土壤侵蚀、崩积和堆积，以及表面径流的水和地下水等的流淌形成了低洼地的地质学式施肥过程。合理的灌溉体系、土地利用模式和管理方法有助于提高硅、钙、镁或钾等无机养分的供给。这些地质学式的施肥过程成为支撑集水域低洼地水田体系的长期持续性的生态工程学基础。
假设地球的土壤形成平均速度是每公顷约1吨。在雨水多、气温高、火山活动活跃且富有火山灰等新鲜土壤母材的印度尼西亚爪哇岛等地区，土壤形成速度可达到每公顷10吨以上。普遍认为，亚洲土壤的侵蚀速度快，低洼地土壤形成作用也大。这就是亚洲的水田农业发达的原因。如果集水域的土壤形成速度和土壤侵蚀速度保持平衡的话，集水域的生态系统也会趋于稳定。和土壤形成速度相比，如果土壤侵蚀速度过快就会出现荒漠化等的土壤劣化。反之，和侵蚀速度相比，如果形成速度过快就会导致养分进一步流失，形成像热带雨林那样缺乏营养的老朽化土壤。(www.xing528.com)
据推测，西非的土壤生成速度、侵蚀速度以及堆积速度都只有亚洲的1/10—1/5。但如前所述，水汇集在集水域的低洼地里。图10的例子中假设5000公顷的集水域的平均降水量为1000毫米，雨水的流出率为20%，土壤形成速度为每公顷0.2吨，低洼地面积为2%（100公顷），一年的土壤侵蚀速度为每公顷0.2吨。虽然降水量和流出率都较少，但由于部分水汇集在小面积的低洼地里，所以流入低洼地的水相当于1000×0.2/0.02=10000毫米。此外，因侵蚀从高地流落下来的肥沃的表土也集中在2%的低洼地，所以即使集水域的堆积率为30%左右（剩余部分进一步堆积在下流地区和几内亚湾），低洼地土壤的形成速度也有0.2×0.3/0.02=3吨/公顷。如果低洼地有进行田地平整，并用田埂包围起来的水田体系的话，就能够防治土壤侵蚀，从而能够维持土壤形成速度高达世界平均速度3倍的生物生产性。可见，对于因缺乏营养导致水循环较少的西非来说，低洼地的可持续利用是多么的重要。
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