为了研究不同土地利用方式下土壤水分的变化过程,以黄丘区辛店沟流域径流小区-灌木和荒草地以及自然坡面-天然灌木地和人工乔木地为研究对象,分析不同立地条件下土壤水分的时间动态变化特征和垂直分布规律,阐明次降水过程对土壤水分的补给特征,利用随机森林模型和RDA分析探讨不同影响因子对土壤水分的影响作用,研究对于科学认识不同植被的耗水规律,以及黄土高原地区进行有针对性的生态重建、合理配置植被资源具有重要的现实意义,为流域水土资源的合理配置、有限的土壤水资源管理和水土流失治理提供了理论依据。主要研究结果如下:（1）揭示了不同植被覆盖类型下土壤水分的时间动态变化特征。自然坡面-人工乔木地各月平均土壤含水量分别为6.77%、6.49%、6.23%、6.38%、11.21%、10.90%,天然灌木地各月平均土壤含水量分别为5.92%、5.66%、5.23%、5.36%、10.64%、10.23%;径流小区-灌木地各月平均土壤含水量分别为5.9%,13.4%,8.8%,6.0%,8.0%,12.6%,荒草地土层各月平均土壤含水量分别为5.6%,14.8%,10.1%,6.6%,8.4%,13.6%,总体来说自然坡面-人工乔木地的平均土壤含水量大于天然灌木地,径流小区-荒草地的平均土壤含水量大于灌木地,土壤含水量的变化与降水量的季节变化一致。（2）阐明了土壤水分垂直变异规律。土壤水分的垂直变化表现出随土层深度的增加先增加后减少,表层土壤水分受到降水、蒸发等影响,变异性高,深层土壤水分较为稳定,自然坡面-人工乔木地0～80cm土层是速变层,80～100cm是活跃层,100～400cm是相对稳定层;自然坡面-天然灌木地速变层在0～80cm土层,80～100cm是活跃层,100～160cm是次活跃层,160～400cm是相对稳定层,人工乔木地相对稳定层范围要大于天然灌木地;不同覆被类型下各土层土壤水分差异显著（P＜0.05）。乔木地相比于灌木地消耗更多深层土壤水分。（3）明晰了次降水作用下土壤水分的变化规律。次降雨补给特征与雨强有关,降水雨量级越高、雨强越大,土壤水分的响应就越显著。土壤水分对降水的响应时间随着土层深度的增加而增加,响应程度随着土层深度的增加而减弱,次降水的补给深度一般为100cm,表层土壤水分与次降水的关联程度高,而深层土壤水分难以受到次降水的补给作用,与次降水的关联度低,自然坡面天然灌木地的补给速率优于人工乔木地,而径流小区由于观测深度浅,在观测期内次降雨对灌木地和荒草地补给特征相差不多。（4）阐明了不同植被覆盖类型下土壤物理性质的变化特征。自然坡面-人工乔木地和天然灌木地各土层土壤颗粒组成中砂粒、粉粒、黏粒含量范围分别为:69.19%～73.99%、21.37%～27.59%、4.59%～6.89%,砂粒＞粉粒＞黏粒,人工乔木地土壤保水性优于天然灌木地,天然灌木地土壤透水性比人工乔木地略好。（5）阐明了土壤物理性质、降水以及土壤温度对土壤水分变化的影响程度。利用随机森林模型分析了自然坡面植被土壤物理性质对土壤水分变化的影响,MSE的结果表明自然坡面-人工乔木地孔隙率、土壤容重、粉粒、砂粒、黏粒含量对土壤水分的解释率分别为:19.4%、16.42%、11.54%、10.94%和3.84%,天然灌木地土壤容重、孔隙率、粉粒、黏粒、砂粒含量对土壤水分的解释率分别为:16.12%、13.08%、6.04%、5.79%和1.59%,表明土壤物理性质中土壤容重和孔隙率是土壤水分的主要影响因子;利用冗余分析对影响土壤水分的环境因子进行排序表明,降水对土壤水分的影响主要集中在0～100cm土层,而深层土壤水分的变化受其他影响因子的影响较大。