土壤水同时联系着陆面和水文过程,是陆面水文循环过程中最为关键的状态变量之一,在不同的时空尺度中土壤水的动态变化,都可以反映出与周围环境的复杂作用机制。在田间尺度,掌握土壤水的时空动态变化,可以为农田的灌溉调度和现代农业管理提供科学支撑,并有利于提高农田的水分利用效率。在区域尺度,了解土壤水分的时空动态变化,能够为气象预测提供参数支持。在干旱和半干旱地区对土壤水时空变异性的研究还可以为区域生态环境、旱情防治等提供理论依据和科学支持。本文在前人已有的研究和认知基础上,针对土壤水时空变异性及其影响因素等热点问题,以热点地区为例,在田间尺度通过野外监测和室内试验,分析了不同土地利用类型下土壤水分与土壤水势的时空变异性特征。在区域尺度,以实测数据为基础,分析了不同气候条件下土壤水分时空变异性及其影响因素,以及土壤水与降水间的相干性特征,如此可以深入地了解土壤水分在时间和空间动态上的普遍规律和实用性,为土壤和水文气象等学科的发展提供理论支持。所取得的主要的研究结论如下:（1）通过野外监测和室内试验,以我国华北平原典型的农业种植示范区栾城农业生态系统试验站裸地和农地为例,分析了农田尺度不同土地利用类型下土壤水分和土壤水势的时空变异性。研究表明,土地利用类型显著地影响着土壤水分和土壤水势的时空变异性,其中裸地中土壤水分和土壤水势表现出更强的空间变异性。在裸地和农地中,土壤水分均在60cm深度表现出较强的时间稳定性,而土壤水势则在30cm深度表现出较强的时间稳定性。相比较而言,裸地中土壤水分和土壤水势的时空变异性均要高于农地中,植被影响着土壤水分和土壤水势时空格局的变化,而土壤质地主要影响土壤水分的时空变异性。（2）以水文气候条件不同的国内热点区域东部和西北地区为例,利用时间稳定性和经验正交函数方法分析了区域尺度气象因素中大气降水、潜在蒸散发和陆面环境因素中土壤质地对土壤水分时空变异性的影响。研究表明,在未考虑植被覆盖影响的情况下,在东部地区,土壤水分主要受土壤质地的影响;在西北地区,土壤水分的空间格局则主要受大气降水的影响,原因在于大气降水在西北地区有很大的空间变异性,进而影响土壤水分在该区域的空间格局变化。因而可知,在区域尺度,土壤水的时空变异性主要取决于大气降水和土壤质地的空间异质性,在降水空间异质性较小的地区,土壤质地对土壤水的时空变异性起主导作用。（3）以北美地区Enviro-weather Automated Weather Station Network（EAWSN）、Nebraska Mesonet（NM）和Soil Climate Analysis Network（SCAN）三个监测网中土壤水分长时间序列数据为例,对比分析了不同气候条件下区域尺度中土壤水分空间格局的时间动态变化及其影响因素。将土壤水分空间变异和时间变异分解成为随时间不变的分量（时不变分量）9~2?)(?(9)))以及随时间变化的分量（时变分量）9~2?)(9))和2(89?)(?(9)),9))。研究表明在不同气候条件下,土壤水分主要受时不变分量9~2?)(?(9)))的影响,其次才受时变分量9~2?)(9))和2(89?)(?(9)),9))的影响。陆面环境因素中土壤质地和气象因素都影响着土壤水分的时变分量和时不变分量,特别是土壤质地在区域尺度中土壤水分时空变异性方面发挥着重要的作用。因北美研究区域土壤质地和大气降水空间异质性均较国内东部和西北研究区域小,故土壤质地和大气降水均影响着该区域的土壤水时空变异性。（4）在区域尺度,利用小波分析的方法分析了北美大陆热点地区内布拉斯加州（Nebraska）和犹他州（Utah）土壤水与降水间的相干性。将土壤水与降水间的小波相干性分为日到3个月时间尺度的高频周期和3个月到12个月时间尺度的低频周期。研究表明,在气候较为湿润的内布拉斯加州地区,土壤水与降水之间存在较强的相互作用关系,气象因素对该区域内土壤水与降水相干性的影响更大,在高频周期内,相干系数与降水呈正的相关性,与干旱指数呈负的相关性,在低频周期,趋势正好相反。在干旱的犹他州地区,在高频和低频周期内,相干系数与土壤砂粒含量呈明显的正相关关系,与土壤粘粒和粉粒含量呈明显的负相关关系。总体而言,影响土壤水时空变异性的陆面环境因素中土壤质地和气象因素都会影响土壤水与降水间的相互作用关系。综合以上研究表明,陆面环境因素中土壤质地作为土壤最为重要的物理性质之一,在田间和区域尺度中土壤水的时空变异性方面都发挥着重要的作用。在田间尺度,土壤质地主要影响土壤水分的时空变异性,而土地利用类型同时影响着土壤水分和土壤水势的时空格局变化;在区域尺度,土壤水分的时空变异性取决于土壤质地和大气降水的相对空间异质性,在降水空间异质性低的地区,土壤质地起主要控制作用。土壤质地还会影响区域尺度中土壤水与降水的相互作用关系,此结论既拓宽了土壤学的研究内容,又为之后土壤水的研究提供了新的思路和途径。