坡耕地水土流失主要由暴雨引起，土壤水分含量的高低直接影响地表径流和坡面产流产沙速率，土壤水分亦是水土流失区生态农业建设的重要物质基础，决定林草成活率、保存率及生产力的关键因素，水土保持工程建设需要考虑土壤的湿润状况。因此，高精度快速探测土壤水分状况对防治坡耕地水土流失具有重要意义。传统土壤含水量的测定方法主要有:烘干法、中子仪法、时域反射仪(Time-Domain-Reflectometry, TDR)法等，这些方法都能准确获取土壤含水量信息，但费时费力、破坏土壤结构;遥感估测法能快速估测表层0～5 cm平均土壤含水量，但该方法空间分辨率低，要求植被覆盖度低，不适合用测定5 cm以下土层土壤含水量。探地雷达(Ground Penetrating Radar，GPR)是一种快速、连续、无损的土壤含水量测定方法，已有学者使用低频（小于1000MHz）GPR测定不同类型土壤含水量，并取得一定的成果。低频GPR具有深层次探测的优势但不可避免地影响了探测精度，现有的低频GPR探测技术已不能满足表层土壤含水量的高精度要求，需要发展和应用高精度土壤含水量探测技术。　　本研究采集潮土、红砂岩发育的红壤、第四纪红黏土发育的红壤、黄棕壤、棕壤及盐碱土表层土壤(0～20 cm)，通过室内模拟试验，利用高频(1 GHz和2GHz) GPR在不同土壤含水量状况下进行探测，获取GPR数据图像信息，提取电磁波谱特征参数，分析其与土壤含水量之间的定量关系，并对比分析高频与低频GPR测定土壤含水量精度。结果如下:　　1、土壤介电常数的大小主要受土壤含水量的影响，土壤水分含量的高低会影响探地雷达波能量的衰减和波速大小。埋设于土壤中异常体(环刀Ⅰ与环刀Ⅱ)的电磁波表现为双曲线形态特征，正对双曲线峰顶位置即为埋设环刀顶点位置，依据双曲线峰顶位置便可以准确拾取电磁波在土壤中的运行时间（亦称双程走时），从而计算土壤中电磁波波速与土壤介电常数。总体来说，土壤水分含量越高，雷达波信号衰减越严重，波速越小，振幅变化小，相同深度位置电磁波的双程走时越长，双曲线的形态特征越明显，峰尖也越清晰。　　2、“土壤含水量θ～土壤介电常数￡”模型能够预测表层平均土壤含水量。1GHz频率与2 GHz频率GPR探测时，六种类型土壤介电常数与土壤含水量之间的拟合曲线均为三次多项式（θ=Aε3+B￡2+Cε+D），相关系数R2大于89％，均方根误差RMSE小于2.9 cm3 cm3，但模型参数并不完全相同。对“θ～ε”模型预测精度验证表明，模型预测值与实测土壤含水量值均在1∶1线附近，最大误差不超过1 cm，绝大多数位于0～0.5 cm之间。因此，高频GPR“θ～ε”模型能够快速预测表层平均土壤含水量。　　3、“土壤含水量θ～GPR波速ν”模型亦能反演表层平均土壤含水量。GPR在六种类型土壤中的传播速度与对应的土壤含水量拟合曲线均为一次线性模型(θ=Aν+B)，相关系数系数R2均大于86％，均方根误差RMSE除第四纪红粘土发育的红壤与潮土在1 GHz频率GPR探测结果表现为大于2.2 cm3 cm-3以外，其余结果均小于2.0 cm3 cm3，盐碱土甚至低于0.42 cm3 cm-3，但模型参数值并不完全相同。对“θ～ν模型”的精度验证表明，模型预测值与实测土壤含水量值均落在y=x附近，绝对误差不超过1 cm，绝大多数落在0～0.5 cm范围内。因此，GPR电磁波波速反演表层平均土壤含水量时，选择恰当的模型参数有助于提高预测精度。　　4、高频GPR（1 GHz与2 GHz）较低GPR＜1 GHz)具有更高的土壤含水量预测精度。高频GPR与低频GPR探测土壤含水量的对比分析表明，低频GPR具有深层次探测土壤含水量的优势，但不可避免地影响了探测精度。预测表层土壤含水量时，GPR频率高，探测精度大，加之土层浅，更易准确拾取与解译雷达波波谱信息，误差更小。