红壤主要分布于亚热带季风气候区,是我国重要的土壤资源,该地区降水丰沛,但季节性分配严重不均。与此同时,红壤区面临着来自洪涝灾害、季节性干旱和水土流失等生态环境问题的威胁,这些问题制约了该区域农业的可持续发展。鉴于此,本研究以红壤丘陵区农田坡地为研究对象,选取当地两种典型植被类型,花生地和橘园地。揭示了自然条件下土壤颗粒组成在水平和垂直方向上的分布规律,阐明了土壤水分的时空变异性及其控制因素,分析了土壤水分的时间稳定性特征,并基于土壤水时间稳定性技术探讨了土壤水分的预测方法,得到了坡面尺度高时空分辨率土壤水分便捷获取的方法。以期为红壤丘陵区水土资源管理和区域农业发展提供科学依据。主要研究结果如下:(1)坡位、土层深度和植被类型均影响红壤坡耕地土壤砂粒、粉粒和黏粒的含量。在整个坡面上,砂粒、粉粒和黏粒含量均呈现出中等的空间异质性,变异系数分别介于17.6%～23.2%、10.7%～15.8%和13.5%～17.0%。由于粗颗粒的沉积,花生地和橘园地均表现出坡下的砂粒含量显著高于坡上和坡中(P<0.05),黏粒含量坡下显著低于其他坡位(P<0.05);由于黏粒更容易随入渗过程向深层运动,两种植被类型均表现出黏粒含量随深度的增加而增加(P<0.05)、土壤砂粒含量随土层深度增加而降低(P<0.05)的趋势。无论在水平方向还是垂直方向上,粉粒含量均无明显变化规律(P>0.05)。砂粒含量随坡位和土壤深度的变化程度均大于粉粒和黏粒。植被类型及相应的耕作制度影响土壤颗粒的分布,花生地土壤砂粒在水平方向上的运动强于橘园地;橘园地土壤黏粒含量在垂直方向上的迁移速率大于花生地,而植被类型对粉粒含量的分布规律影响不大。(2)在坡面尺度,随着土层深度的增加土壤含水量表现为增大的趋势,但增加幅度逐渐降低。各土层(0-10、10-20、20-40、40-60、60-80 和 80-100cm)土壤含水量在时间上的变异系数介于8.2%-18.8%之间,均属于中等变异水平,且浅层(0-20 cm)土壤水分的时空异质性强于深层(40-100c m)。土壤含水量呈现出明显的季节性分布,表现为春季>夏季>冬季>秋季。降雨和大气温度等气候因子是土壤含水量时间变异的重要影响因子,浅层(0-20cm)土壤水对气候因子在时间上的响应大于深层(40-100 cm)。海拔、容重、土壤颗粒组成、有机质和坡向是土壤含水量空间异质性的主控因子。(3)植被类型对坡面土壤水分有重要影响。两种植被类型浅层(0-20 cm)土壤水分含量均显著的低于(P<0.05)深层(40-100 cm)。在同一土层深度上,花生地土壤水分空间上的变异系数显著的高于橘园地(P<0.0 5)。(4)红壤坡地土壤水分在不同深度上均存在较强的时间稳定性,Spearman秩相关系数表明六个土层的土壤含水量其空间模式的相似性均在0.01水平上显著。SDRD和Spearman秩相关系数这两个时间稳定性指标均表明土壤含水量的时间稳定随土层深度的增加而不断增强。(5)利用时间稳定性技术可以在红壤地区预测研究区土壤水分的均值。通过比较鉴定代表性测点的三种常用方法发现,将SDRD值最小的样点作为代表性测点的间接预测方法,其预测精度最高。利用时间稳定性技术,可将高空间低时间分辨率和高时间低空间分辨率土壤水分数据的优势结合起来,精确地预测出高时空分辨率土壤储水量的均值及其空间分布规律。当确定时间稳定性测点及其时间稳定性关系后,仅需测定一个自动监测点的土壤含水量数据,便可准确的获得所研究坡面任何时间土壤储水量的均值及其空间分布规律。