砒砂岩主要广泛分布于黄土高原北部晋陕蒙接壤区,是世界水土流失极为严重的区域之一。由于干旱的气候条件,以及人类活动对环境的严重干扰,砒砂岩区域内的自然生态环境极其脆弱,制约着砒砂岩区域内脆弱生境的持续修复。由于受到成土因素及人类活动等多种因素的影响,土壤理化性质存在一定程度的异质性,且不同尺度土壤理化性质异质性程度及其主要影响因子可能会有所不同,对其空间异质性及其影响因子的研究可以作为生态环境修复策略和对土壤资源进行科学管理的基础依据。基于此,本研究以圪秋沟流域内一个典型的油松恢复坡面作为主要研究对象,利用经典统计理论和地统计学理论,分析不同深度以及不同坡位的土壤水分、土壤有机碳与全氮的时空分布特性及其相互影响,主要结论如下:（1）研究区典型坡面土壤水分、有机碳（SOC）和全氮（STN）均具有明显的时空异质性,并由此呈现出具有明显时空分异性的格局。0-2 m土壤质量含水量（SMMC）随深度的增加而逐渐增大,其平均值的变化区间为9.93%-13.83%,变异系数介于18.68%-39.80%,均为中等变异。方差分析结果显示,表层0-20 cm平均SMMC显著小于140-200 cm平均SMMC（P<0.05）。土层深度以及植物特征对于坡面SMMC剖面分布特征影响较大。在时间尺度上,降雨因子对土壤水分的变异特性影响较大,浅层0-1 m土壤体积含水量（SVMC）随时间的变异系数（>0.1）大于深层土壤（<0.1）,深层SVMC的时间一致性较强。不同深度SOC的含量为0.74-15.43 g/kg,均值的取值区间为1.59-6.82 g/kg,变异系数介于23.78%-45.66%。不同深度STN的取值区间为0.03-1.09 g/kg,均值的取值区间为0.09-0.54 g/kg,变异系数介于28.24%-57.19%。不同深度SOC和STN均为中等变异水平。SOC和STN均随着深度的增加表现出先快速降低而后稳定的趋势,SOC和STN都存在明显的表聚效应。方差分析显示,不同深度SOC和STN差异显著。（2）地理统计结果表明,对于SMMC而言,除60-80 cm SMMC为弱空间依赖性以外,其他各层SMMC均为强空间依赖性。大多数土层SMMC的空间分异结构可以通过高斯模型来拟合。大多数土层SOC的空间分异结构可以通过高斯模型和线性模型拟合;而大多数土层STN的空间分异结构可以通过高斯模型拟合。不同深度SMMC、SOC和STN的变程分别介于15.60-91.07 m、23.56-114.60 m、16.10-89.80 m,均大于采样间距（15 m）,表明样点的分布能够代表整个坡面SMMC、SOC和STN的空间变异结构特征。（3）坡位和土层深度是坡面土壤物理化学性质的主要控制因子。在0-20 cm土层,坡下和坡中SMMC、SOC和STN均高于坡上。方差分析的结果表明,同一土层不同坡位之间的土壤饱和导水率（Ks,mm/min）和容重（BD,g/cm~3）的差异不显著;而配对样本T检验结果表明,相同的坡位不同的土层Ks差异显著（P<0.05）,在上坡位,0-10 cm BD显著小于10-20 cm（P<0.05）,而在坡中和坡下BD则差异不显著（P>0.05）。坡位对0-10 cm土壤机械组成有较大影响,坡中的砂粒百分含量明显高于坡下（P<0.05）,而坡下的粉粒和黏粒百分含量则明显高于坡中和坡上（P<0.05）。对于10-20 cm土层,除坡中黏粒百分含量显著低于坡下和坡上外（P<0.05）,砂粒和粉粒百分含量在不同坡位差异不显著（P>0.05）。（4）土壤各物理化学性质之间相关性达到显著。表层0-10 cm SMMC和SOC、STN正相关性极显著（P<0.01）,而和海拔负相关性极显著（P<0.01）,但10-20 cm SMMC和粉粒百分含量正相关极显著（P<0.01）,和砂粒百分含量负相关性极显著（P<0.01）。0-10 cm和10-20 cm SOC和STN正相关性极其显著（P<0.01）,和Ks负相关性显著（P<0.05）;此外,表层0-10 cm SOC与海拔的负相关性显著（P<0.05）,10-20 cm SOC与黏粒百分含量的正相关性显著（P<0.05）。