土壤水分是植物进行光合作用和蒸腾的水分来源，是对植物起关键作用的生态因子，其变化将对植物产生重要影响。因此研究土壤水分动态和进行土壤水分遥感反演，对于大范围的土壤湿度动态和预测其对植被的影响显得很有必要。本文首先利用2010-2012年在藏北高原草地样带上实测的3年土壤水分数据来分析藏北高原土壤水分的空间分布，包括土壤水分随经度、纬度、海拔和垂直深度等地理要素的分布规律;然后利用10个HOBO自动气象站记录的土壤含水量数据来分析藏北高原三种不同的草地类型土壤水分的时间动态;最后以MODIS数据为数据源，利用TVDI法和LSWI法反演藏北高原土壤水分含量，并评价两种反演方法的有效性。主要研究结论如下:　　1.在大面积的野外调查中应采用TDR等能快速测量土壤水分的仪器，同时测量多个深度的土壤含水量;在野外测量前需要用烘干法测量出的土壤含水量对仪器进行标定;对于定点的长期监测应通过能自动记录土壤含水量的仪器;为了研究较大区域上的土壤含水量需增加土壤水分自动测量仪器的探头个数，使其能应用于大范围的研究;　　2.藏北高原不同年份，经纬度和海拔与土壤含水量没有稳定的相关关系，土壤含水量随经度、纬度、海拔的变化不具有明显的规律性。0-3.8cm和0-7.6cm土壤含水量无显著性差异，0-12cm和0-20cm土壤含水量无显著差异，但上两层的土壤含水量都明显小于下两层，不同年份分异大致相同;　　3.高寒草甸土壤含水量从五月中旬到十月下旬表现出不稳定状态;高寒草原土壤含水量从六月初到十月下旬表现出不稳定状态;高寒荒漠草原土壤含水量从五月初到十月底均表现出不稳定状态，各站点在六月到十月均有较大幅度的波动。除BA站点外，高寒草甸其余站点的土壤含水量年际变化都较大;高寒草原和高寒荒漠草原各站点的土壤含水量年际变化不大。随着深度的增加，土壤含水量的变异趋于减小;　　4.藏北高原土壤含水量与降雨量有密切关系，但是存在时滞性。土壤含水量有一个近似于维持内稳态的功能，降雨量的所有变化不一定都能影响土壤含水量。高寒草甸区和高寒草原区土壤含水量都受降雨量较大影响，但是也存在其他因素，如地下水位、地表径流等影响土壤含水量的因素，另外短时间内较大的降雨可能以地表径流的方式流失，不能成为土壤水分的补给源。　　5.利用光学与热红外遥感相结合的TVDI法能较好反应藏北高原天然草地土壤水分0-3.8cm和0-7.6cm土壤含水量，对于更深层的土壤水分则反演精度较差，LSWI法不能用于藏北高原天然草地土壤水分反演。　　6.各HOBO站点的5cm和10cm土壤含水量与TVDI_NDVI和TVDI_EVI的相关关系并不稳定，只有AS站土壤含水量与TVDI_EVI和RM站的土壤含水量与TVDI_NDVI有较好的相关关系，其他站点土壤含水量与TVDI表现出较弱的相关性或不相关。综合可知TVDI法反演单点的土壤含水量并不能获得很好效果，需要进一步改进。