水资源变化一直是国家经济和社会发展最关心的重点问题之一。陆地水储量及其变化作为陆地水变化中的一个重要参数，在理解预测气候气象变化、安排农业生产、预测防治洪涝以及其他自然灾害方面具有重要的意义。而GRACE重力卫星采用GPS跟踪、非保守力以及高精度星际间距离测量等新技术，显著地提高了观测重力场的空间和时间分辨率，所以能为陆地水储量时空变化研究提供一种崭新、可行的途径。　　本文首先基于GPCC降雨数据、GRACE水储量变化数据、GLDAS同化数据分析了2002～2013年全国降水、水储量、地表土壤水的整体空间分布和变化规律;在此基础上，结合CPC水文模型、全国气象站降雨数据对长江流域、黄河流域几个典型流域展开了深入的研究分析，同时还分析了近年来三江源生态保护区水储量变化规律和机制;然后基于EOF方法对GRACE水储量变化数据、GPCC降雨数据展开分析，以一种新的视角探讨了全国以及长江流域GRACE水储量变化规律;最后对全国地下水储量进行了分析、梳理，在总结了全国地下水储量变化的基础之上，针对海河流域、淮河流域做了进一步的研究和分析。研究表明:　　(1)全国GPCC2002～2013年平均降水量分布差异很大，从东南沿海向西北大陆呈递减趋势;全国GRACE2002～2013年水储量在海河流域、黄河流域的中东部、淮河流域的北部以及西南诸河区呈减少状态，而在长江流域、珠江流域、东南流域以及西北流域的新疆、青海交界处以及松花江流域呈增加状态;全国GLDAS2002～2013年土壤湿度的分布受降水量分布的影响很大，基本与地理、气候特征相一致，东南地区呈明显盈亏状态，而中国的西北部处于亏损状态，但是相较于降雨数据，GLDAS土壤湿度的分布相对较松散。在流域水储量方面，长江流域GRACE水储量相较于GLDAS数据、GPCC降雨值有1～2个月的滞后，同时结果很好地表明了2011年长江中下游地区发生的旱灾;黄河流域GRACE水储量年内变化规律较差，波动性较多，幅度也较弱;三江源GRACE年水储量空间分布上西部、北部地区呈明显的增多趋势，而南部的澜沧江区域、东部的黄河流域则有减少趋势。　　(2)全国GRACE水储量经过EOF方法后的第一、二、三特征向量分别占总方差的47.36％，17.78％和10.04％，第一特征变化表现了全国范围内GRACE水储量明显的季节性变化规律，波动范围也相对稳定;第二主成分在空间分布上，以西南流域为中心，向西北和东北方向呈增长趋势。;第三主成分中，西南诸河区的云南贵州、海河流域、淮河流域、西北诸河区水储量为正距平中心。全国GPCC降水量经过EOF方法后的前三个特征向量分别占总方差的56.19％，19.96％和5.29％，第一主成分从东南到西北方呈递减趋势，时间系数有正有负随时间呈明显地季节性变化;第二主成分长江流域、珠江流域以及东南诸河区的交界处表现为负值，而其他地区则为正值。长江流域经过EOF方法后的前三个特征向量分别为65.44％、17.69％、9.53％， EOF1在空间上均为正值，但从西南到东北方呈递减趋势，时间系数呈季节性变化，说明了水储量的季节性规律; EOF2呈明显的东-西分布型，表明长江上游同长江中、下游水储量的变化呈相反变化，时间系数呈减少趋势并在2010年以后呈现负值; EOF3呈现南-北分布型。　　(3)全国地下水储量中西北诸河流域、东南诸河流域以及珠江流域近年来地下水储量较为稳定，变化幅度较小，海河流域、黄河流域地下水储量、西南诸河区的边界这些年呈下降趋势。海河流域地下水下降的区域主要集中在石家庄、保定等太行山山前平原区和北京、天津等地;淮河流域地下水储量增多的区域多集中在淮河干道附近的湖北、安徽境内，而地下水储量减少明显的区域主要集中在鲁北平原、河南以及江苏南部区域。