土壤水分是衡量水土环境、区域小气候和大气环境状况，水土保持与水资源合理利用和保护的重要指标，由于自然和人为的原因，许多国家和地区由于土壤缺水而导致的土壤沙漠化、植物生长滞后、环境恶化等问题，因此有关土壤水分的研究与调控同益受到人们的关注。同时，土壤水分的空间变异特性对农地节水灌溉、农业精细耕作以及农产品质量提高等具有重要的现实意义。研究土壤水分的空间变异性，为提高水分信息的采集精度、减少采样数目和降低采样成本提供理论基础和方法指导。由于土壤采样费时费力，样品分析成本高；土壤采样点的合理数量和布置位置的确定十分关键，如果布点不当，不仅土样没有代表性，得到的数据没有意义；而且会造成人力财力的无谓浪费。传统的土壤养分采样布置方法都是基于采样区土壤特征状态空间随机变异的假设。而地统计学研究表明，土壤特征状态在空间上有关联性，因此利用传统方法来制定采样方案并不是最优的，因为它没有考虑土壤特性的空间相关性，不能反映其局部的变化特征。　　 本文根据增城实验基地地形地貌及土地利用特征，借助地统计空间变异分析和GIS技术在进行详细的土壤水分变异特征分析的基础上，分析小尺度下土壤水分分布与地形因子的关系；并根据研究区土地利用现状和采样点的土壤水数据，利用最优分区方法确定空间抽样知识层的分区，采用简单随机、空间分层、三明治空间抽样的方法对原始采样点进行抽样，并进行空间插值比较，以优化土壤水分采样策略，为土壤水分的合理采样提供了依据，本研究的主要成果有：　　 (1)土壤水分的空间变异分析。从对土壤水分的统计分析结果来看，土壤水分分布接近正态分布；变异系数为0.17，属于中等偏低水平；土壤水含量范围大约在10.65～21.82之间。克立格插值结果显示土壤水含量在整个研究区域的分布具有明显规律，表现出由东西两侧分别向中间递增的趋势。　　 (2)土壤水含量及其影响因素的相关分析。通过对土壤水含量分级在不同高程、坡度下分布面积的统计分析，发现土壤水含量的各个级别与坡度之间存在很强的负相关关系，变化曲线呈倒数形式；土壤水含量的各个级别与高程4级、5级之间存在很强的正相关关系；土壤水含量各个级别在东坡分布面积最多，其次为东北坡。　　 (3)采用简单随机抽样、空间分层抽样和三明治空间抽样模型对原始网格样点进行抽样。利用c-均值和模糊c-均值相结合的方法对分层抽样的知识层进行分区，确定最佳分区数目为7个；通过对简单随机抽样、空间分层抽样和三明治空间抽样模型的精度分析，表明三明治空间抽样模型的样点具有更好的代表性。