本文主要依托国家自然基金项目“寒旱区冻融期土壤水—热—盐—能耦合运移的野外试验与模拟(50769003)”和博士后基金项目“地质统计学在寒旱区水文与土壤变量时空变异性研究中的应用(32830)”,以通辽市科尔沁左翼后旗阿古拉水生态试验区的野外试验数据作为数据基础,分析了科尔沁沙地坨甸相间地区冻融期内沙坨地和草甸地两种典型地貌条件下的土壤水热动态变化过程和土壤水热之间的关系并建立了土壤水热模型。主要内容和结论如下:(1)采用“三点平滑”法,根据科尔沁沙地坨甸相间地区内不同试验点的地貌特征和各土层的质地特性对试验测得的中子仪数据进行分区、分层标定,并分别求出了沙陀地和草甸地不同土层的中子仪标定曲线和回归方程。(2)分析了重点试验点A3点和C3点的土壤温度日变化规律,并对试验区内全部试验点土壤温度在整个冻融期内的观测数据进行统计分析,得出土壤温度的日变化规律呈正弦函数形式,在冻融期内,土壤温度呈余弦函数形式变化。同时对土壤热容量、导热率和热扩散率三个土壤热特性参数进行分析,并分别得出了三个土壤热特性参数随含水率变化的规律。(3)对A3点和C3点的土壤水分剖面和冻融期土壤水分变化过程进行分析,得出土壤水分的动态变化规律。对土壤含水率进行统计分析,按照含水率变差系数Cv将土层划分为三层:活跃层、次活跃层和稳定层。(4)分析土壤含水率、土壤温度与气温、相对湿度和地下水位三个环境因素之间的相关关系。同时,利用多元线性回归模拟土壤水热状况,确定了不同土层在土壤冻结期和回融期的回归方程,模拟出不同时期不同土层的土壤含水率和土壤温度值,并对模拟值和实测值进行比较分析。