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为掌握黄土高原沟壑区坡地土壤水分的空间分布特征及其影响因素，采用状态空间模型和经典线性回归方法对该区不同土层深度土壤含水率的分布进行模拟。结果表明，不同土层深度的土壤含水率呈中等程度变异，并与海拔高度、黏粒、粉粒、砂粒含量和分形维数具有显著的空间自相关和交互相关关系，可用于状态空间模拟分析。不同因素组合下的状态空间模拟效果均要优于线性回归方程，其中采用海拔高度、砂粒含量和分形维数的三因素状态空间方程模拟精度最高（R^2=0．992）。状态空间模拟方法可用于黄土高原坡面尺度不同土层深度土壤含水率的预测。