坡面是黄土高原的重要组成部分，坡面水土保持与植被建设直接影响到黄土高原小流域和区域的生态环境治理。土壤水分是黄土坡面植被恢复与建设的关键因子，它对土壤侵蚀、溶质迁移和土壤-大气之间相互作用等水文学过程以及土壤形成过程有较大的影响。然而，坡面土壤水分具有时空变异性，充分认识和理解黄土高原坡面土壤水分的时空变异规律对坡面水分管理和调控具有重要的科学意义和实际应用价值。　　 本论文基于坡面土壤水分含量和水力性质测定的基础上，系统地阐述了坡面尺度土壤水分的时空变异性。取得的主要结果如下：　　 (1)在坡面上，孔隙大小分布参数α和导水率为中等程度的变异，各负压下的导水率变异强度随着负压的增大而呈指数减小；沿坡长方向，导水率大体呈逐渐减小的趋势，而α值却表现较大的波动性，除了α值和0cm负压导水率的变异无空间结构外，随着负压的增大，导水率变异的结构性和空间依赖性逐渐增强；垂直于坡长方向，随着负压的增大，导水率由阴坡大于阳坡逐渐转变为阳坡大于阴坡的趋势，这与阴坡的α值显著大于阳坡是非常吻合的，但导水参数的变异结构都不明显；阴坡的变异强度和空间结构依赖性均大于阳坡，且随着负压的增大，阴阳坡之间导水率的变异结构越来越相似。　　 (2)不同土地类型(荒草地、苜蓿地、豆地和柠条地)下土壤水力参数(孔隙大小分布参数α和负压为0、3、6、15cm下的导水率)的时间变异研究表明，除了15cm负压下的土壤导水率存在显著差异之外，其它的导水参数在各土地利用方式之间并无显著差异。在各种土地利用方式下，所有的导水参数都呈逐渐降低的趋势。相对于土地利用方式的影响而言，时间对土壤导水参数的影响非常显著。　　 (3)沿坡长方向从坡顶到坡脚，土壤水分里先减小后增大的趋势，为逐渐减弱的中等变异：垂直于坡长方向，土壤水分表现为阴坡>山脊>阳坡的明显趋势，其变异程度为阳坡>阴坡；在40-200cm土层深度内，土壤水分在垂直方向表现出先减小后增大的趋势。在一年的时间尺度上，坡面各土层深度平均储水量呈现降低-平稳-降低-回升一平稳的趋势，一年后土壤水分发生明显的消耗，且消耗主要发生在0-1m的土层深度内。　　 (4)坡面表层土壤水分的空间变异性随水分条件而发生变化，变异系数随水分含量的增加呈幂函数降低，相关距离却与土壤平均水分含量呈线性正相关：表层土壤水分具有时间稳定性，在不同的水分条件下，有机质、容重、物理性粘粒、坡向和海拔等因素是影响表层土壤水分分布的主要因素，随着水分含量的降低，它们对土壤水分分布的影响不断减弱。由于土壤表层水分的空间变异随时间变化，因此应根据水分条件确定合理采样原则。　　 (5)坡面尺度上存在土壤水分空间变异的尺度性。随着采样幅度的增大，土壤表层水分变异的特征参数如变异系数、相关距离和Moran的I相关指数都呈不同程度地增大：当采样间距增大时，变异系数和Moran的I相关指数没有变化，而相关距离却减小。　　 (6)受田间空间变异的影响，原状土饱和导水率随土柱直径的增大呈增大趋势，因此对原状土进行饱和导水率的测定时，应考虑合理取样尺寸问题。　　 土壤水分是黄土高原坡面治理的关键因素之一，坡面土壤水分的时空变异又是坡面植被建设中的重要问题。本论文在野外测定的基础上，对黄土坡面土壤水分的时空变异进行了研究，并主要就土壤水分含量和导水参数在坡面的时空变异性、土壤水分的影响因子、土壤水分研究中的尺度性和合理采样等问题进行了较为深入的分析。相信本论文对土壤水分变异的基础理论研究和黄土坡面生态环境建设具有一定的指导意义。基于土壤水分时空变异规律的土壤水分运动模拟是今后努力的方向之一。