本文以甘肃省兰州市孙家岔流域为研究对象,依据1979-1986年和2011年土壤水分实测资料,采用数理统计学和地统计学的方法分析了不同土地利用类型的土壤水分时空变化特征,主要研究结论如下：(1)半干旱黄土区的土壤水分时空变化与降水、蒸发、地形以及土地利用方式都有着密切的关系。土壤水分的变异程度随降雨量和土层深度的增加而减小。按季节变化标准差和变异系数将土壤水分垂向划分为3个层次：活跃层(Cv＞30%,标准差S＞3)、次活跃层((Cv=10%-20%,标准差S=1-3)和相对稳定层(Cv＜10%,标准差S＜1)。土壤深度在1.20-1.40m内含水量受季节气候动态变化影响显著,在1.40-1.60m内受季节气候动态变化影响不显著,超过1.60m内含水量在同一年度具有一定的时间稳定性。(2)在半干旱黄土区,随着土地利用方式和水文年的不同,在1.80m土层深度内土壤含水率的时空分布及变化亦有明显的不同。在降水等其它条件基本相同的情况下,农坡地的土壤含水率(丰、平、枯水年的平均值分别为10%、9.9%、9.2%)明显高于荒坡(丰、平、枯水年的平均值分别为8.5%、8.3%、7.7%。)。(3)球状模型对丰水年不同土地利用(梯田、荒坡、农坡、乔木林地)土壤水分的垂向分布拟合F值检验后为极显著水平。平水年球状模型对梯田、乔木林地的变异函数拟合较好,而对农坡和荒坡的拟合并不显著,枯水年梯田和林地的空间变异对模型有一定拟合,而农坡和荒坡空间分布变异有较大的随机性。(4)在半干旱黄土区,流域内降雨量的多少以及时空分配是土壤水分变化趋势的主要影响因子。土壤各层段含水率随季节变化整体表现呈现震荡,冬春季前表层土壤含水率较低,受降雨政府影响,夏季后表层土壤水分要高于深层土壤。(5)在孙家岔流域内,比较不同土地利用深度1.80m的土壤水分值：梯田(13.3%)>乔木林地(11.1%)>农坡地(9.9%)>荒坡地(8.2%)。灌木林地在表层(0-80cm)土壤水分(10.4%)高于荒地(9.2%),而深层(80-180cm)含水率(6.7%)要低于荒坡地(7.2%)。松树地平均含水量(7.8%)要高于杏树(6.4%)。通过种植灌木(柠条等)可以加强中坡地区(15。-25。)的水土保持,阴坡(12.5%)的土壤水分高于阳坡(8.5%)。选择适宜的秋季农作物(如洋芋)和草种,可提高缓坡地区(5。-15。)降水资源的有效利用率。(6)在水土流失治理中,土壤含水率随地貌不同出现明显差异：沟底(17.3%)＞梁峁顶(12.4%)>沟边(11.1%)>沟坡(10.1%)。在植物措施布设中,应适树适草,尽量保持现代沟谷系统的自然生态平衡。在沟道坡面和梁峁顶等无有效农作措施的地方无论何种植物,土壤均处于亏水状态,可以进行自然封育提高生态效益,开发农业必须发展聚流技术以保证植物的水分需求。