地下水是水资源的重要组成部分，在干旱半干旱地区，地下水是主要的、有时甚至是唯一的可用水源。土壤水分的状况一直以来都是农田、森林、草原等生态系统研究的主要内容，尤其是在干旱半干旱地区，土壤水分是植被生存的最敏感的限制因子。本文在前人研究地下水和土壤水的基础上，选取新疆石河子垦区为研究区，收集相关的水文、气象和地下水、土壤水监测资料，进行整理计算、分析，取得的主要研究成果有：（1）研究区地下水变化特征是：年内动态变化特征可分为三个时期，Ⅰ期为雨季到来前缓慢下降期，一般为每年的4月前，这时期降雨量较小，水位缓慢下降，出现较小的波动；Ⅱ期为汛期，持续3~4个月，即春夏时期，这时期积雪融化，暴雨来袭，水位急剧上升而达到最高峰；Ⅲ期雨季过后，地下水位迅速下降，持续2~3个月后又进入下一年的Ⅰ期水位变化期。年际间地下水位逐年下降。（2）运用经典统计学方法分析了研究区土壤水分的空间分布特性，结果表明：①土壤水分变异性在东西、南北和垂直方向上各有差异，但整体看来，7月份的变异性程度大于6月份的。②6月份的土壤水分均值大于7月份的，这与当地的降水量、气温、农业灌溉有关。③虽然变异系数未表现出统一的规律，但各土层的土壤水分变异与土壤水分均值呈现负相关性，即土壤水分的变异性随土壤水分平均值的升高而变弱。（3）分埋深小于2m和埋深大于3m两段分析了浅层地下水埋深与耕地土壤水分及荒地土壤水分的关系。其中埋深与荒地土壤水分的关系是幂函数关系，呈负相关性，这与实际情况是相符的，而埋深与耕地土壤水分的关系是二次函数关系，数据分析结果是与实际情况不相符的。（4）运用灰色关联度方法，分析了地下水埋深与表层土壤特征值的关联度，结果表明地下水埋深对表层土壤的HCO3-响应最强烈，其次是Mg2+、Ca2+，对SO42-、Cl-响应最不显著。