本研究通过对晋西黄土区典型人工植被林地土壤理化性质的测定以及土壤水分的长期定位观测,使用统计学、地统计学、GIS等方法,研究了不同植被类型土壤水分的有效性状况、土壤水分时空动态变化规律、不同尺度土壤水分时空异质性特征以及坡面土壤水分与地形因子的关系等涉及黄土区土壤水分时空变化规律及其影响因子的主要问题。在土壤水分时空异质性研究中发现,在不同的空间和时间尺度上,实验区土壤水分均呈中等程度的相关性。土壤水分时空异质性特征随取样尺度的不同而存在差异:在不同空间尺度上,20m×20m网格取样的变异函数块金值、拱高、基台值、变程均大于2m×2m网格取样的参数值,20m×20m网格取样的土壤水分总的空间异质性程度远大于2m×2m网格取样;20m×20m网格取样的土壤水分变异函数变程为505m,大于2m×2m网格取样的变程27.4m。土壤水分空间异质性特征也随取样时间的不同而存在差异:8月份变异函数的块金值、拱高、基台值、结构比均小于4月份,体现了8月土壤水分较低的空间异质性程度。在不同时间尺度上,15日尺度总的时间异质性程度远大于1日尺度;1日尺度基本可以揭示土壤水分时间上的微观变化结构特征,而15日尺度不能全面揭示更微观变化的结构特征;15日尺度的土壤水分变异函数变程为133.5日,1日尺度的变程为5.6日。基于土壤水分空间和时间的变异函数模型,通过克立格插值方法,绘制坡面土壤水分空间分布图和时间分布图,可以看出2m×2m网格取样较20m×20m网格取样,1日尺度较15日尺度能更为细致的反应土壤水分的分布状况;20m×20m网格取样较2m×2m网格取样,15日尺度较1日尺度土壤水分变化范围增大,变化程度增加、变化情况更为复杂。将坡面土壤水分的空间分布图与坡面地形因子属性图进行叠加,生成土壤水分与地形因子相关的属性数据库,并对影响土壤水分的地形因子进行主成分分析得出:在0cm~30cm土层,坡向为主成分,高程的影响程度次之,坡度最小;在30cm~60cm土层,坡度为主成分,高程的影响程度次之,坡向最小。对主成分地形因子(坡向、坡度)进行聚类分析,可以看出,坡向按顺时针方向292.5°~112.5°为一类(阳坡),112.5°~292.5°为一类(阴坡),与传统地学的坡向划分基本相吻合;坡度划分为5°~20°和20°~35°二类。依据聚类分析结果对不同地类对应的土壤水分含量进行回归分析,