土壤水分测定仪分析农田土壤湿度的水平关系，对于相距足够远的两点来说,其土壤水分状况可能毫无关系,因此,研究大尺度范围的土壤水分状况的相互关系没有实际意义,而研究观测地段内土壤水分状况在水平方向的相互关系可以为制定土壤水分监测计划提供依据。图2a给出了固城基地大田四点0-100cm土壤湿度测值变异系数随测点距离的变化,在下垫面表观一致的平坦大田中。
      土壤湿度值的水平变异明显,一般来说,两点距离越远,其0 -100cm层的土壤湿度差异越大,即便相距1m的两点,其土壤湿度值也是有差异的。分层土壤湿度的差异更大。从两点各层测值直线相关的复相关系数来看(图2b),越相近的两点间直线相关性越好,随着两点距离增加,一般情况下两点测值的相关性减小,超过20m后,两点各层测值之间可能几无关系。在任一地段内,土壤湿度会因土壤性状的空间差异和其它原因而呈现不均匀特点,很多研究也证实了这一点。
      由此可见,在农田中任一点的测值,其代表的水平范围很小,如果用一个点的测值代表一个地段的土壤水分状况,可能会产生很大的误差。图3中逐个分析了土壤剖面各层之间土壤湿度的关系,各层土壤湿度值是四个重复测点的平均值,样本为2007-2008两个年度的每旬业务观测资料。可以看出,在表层0-5cm与5-10cm间,一般情况下两者测值相近,但0-5cm土壤湿度会显著小于下层,这可以解释为,降水或灌溉一般能同时湿润这一土层,当地表因日晒而快速失水时,最表层土壤湿度迅速降低;在10-30cm层次内上下层的湿度值大多也基本接近,当降水较小时会出现上层比下层湿的现象。
      10cm以上作物根系少,在作物旺盛生长期,地表被作物覆盖,表层土壤失水速度小于下层; 20-50cm土层,相邻两层间土壤湿度变化的相关性很好,但值的大小会因两层的土壤性状差异而不同;更深以下的土层因土壤湿度变化很小,两层测值间几乎没有同步变化关系(图略)。