土壤水分和温度的空间变异性对于土壤水分温度速测仪的测量结果具有重要影响，人们通常根据土壤水分温度速测仪的测量结果进行灌区灌溉决策管理，保证农田灌溉始终保持在适合作物生长的水平，仪器的应用对于农田水分利用率的提高以及作物产量的增加具有实际意义。

　　按照土壤水分温度速测仪统计0～20、20～40 cm二个不同深度土层土壤含水量和温度。从土壤含水量和温度平均值看,20～40 cm土层均高于0～20 cm。2个土层土壤含水量的最大值和最小值都相差较大,土壤温度的最大值和最小值相对差异较小。按照变异系数的划分等级(弱变异性中等变异性,0.1≤CV≤1.0;强变异性,CV>1.0)分析,土壤含水量属于中等变异强度,而土壤温度则属于弱变异,并且0～20 cm土层土壤水分和温度变异程度均大于20～40 cm土层。

　　由于土壤特性的传统统计分析只能概括试验区土壤的全貌,并不能反映其局部的变化特征,即只在一定程度上反映样本全体,而不能定量地刻画土壤特性的随机性、结构性、独立性和相关性。为了解决这些问题必须进一步采用地统计方法进行土壤特性空间变异结构的分析和探讨。研究表明,土壤水分温度速测仪所使用的地统计学方法既考虑土壤特性分布的随机性,又考虑到土壤特性分布的结构性,是研究土壤水分和温度空间变异的最适宜的数学方法。

　　相关实验证实，土壤水分和土壤温度在不同土层的空间变异系数各不相同，造成这种差异性发生根本原因是土壤水分和温度的迁移相关。上层土壤水分容易受到蒸发和下渗影响，造成土壤水分变化，相对而言下层土壤水分相对稳定。土壤温度与土壤水分的变化相似，这跟上层土壤与大气接触，热交换比较频繁有关。所以，t通过土壤水分温度速测仪研究土壤水分温度空间变异时，需要增加采样数据提高净度。