土壤水分特征曲线是土壤水吸力与土壤含水率的关系曲线，表示土壤水的能量和数量之间的关系，是农田土壤水分运动重要的水力学参数，同时对于土壤持水性和水分有效性评价具有重要作用。

    目前较多采用离心机法对土壤水分特征曲线进行测定，而在脱水过程中较强的离心力导致土壤体积质量发生变化，这与田间土壤发生湿胀干缩一致，因此在对土壤水分运动特性进行研究时，应对土壤体积质量的变化加以考虑，以真实地反映土壤水运动过程和土壤收缩特征。由于目前尚较难从机理角度全面描述土壤水分特征曲线，所以关于土壤水分特征曲线的研究仍停留在模型的拟合上。然而，土壤水分特征曲线仅定量描述了土壤含水率与吸力之间的关系，并未反映出在脱水过程中的土壤收缩特性，故仅依赖于土壤水分特征曲线不便于对土壤收缩特性展开研究。因此将土壤收缩曲线与土壤水分特征曲线相结合，有利于定量分析土壤体积质量、含水率和吸力的关系。另一方面，土壤因干旱所致的收缩将产生裂缝，不但破坏作物根系，而且易导致土壤水分和养分流失，从而抑制作物吸收养分，较终导致产量降低。田间土壤结构易被破坏，可导致体积质量不均匀且发生变化，因此在研究土壤持水特征和收缩特征时，充分考虑土壤体积质量的变化较具有实际意义，同时有利于为其他土壤物理特性的研究奠定基础。分别对土壤持水特征和土壤收缩特征进行研究，定量分析脱水过程中土壤体积质量、含水率、吸力的关系。

含水率与吸力的关系

    通常采用土壤水分特征曲线对土壤含水率和吸力的关系进行描述，为较直观清晰地表示土壤含水率随吸力的变化，土壤水分特征曲线采用半对数坐标图，即将吸力取对数，4种土壤水分特征曲线形态类似，且均表现出含水率随吸力增大而减小的趋势，但在脱水过程中，土壤含水率的减小速率存在差异，即当土壤含水率接近饱和含水率和土壤较干时，减小速率较小；而介于二者之间时，减小速率较大。在测定土壤水分特征曲线过程中，当吸力从0增加至7000cm时，土壤含水率整体呈现减小趋势，而其减小速率则整体呈现出“慢—快—慢”的变化趋势。

含水率与体积质量的关系

    在脱水过程中，随着离心机转速和吸力的增加，土壤含水率显著降低，土壤发生收缩变化，然而土壤容积的变化可以通过其变化速率描述，故土壤含水率和体积质量之间的关系可以通过土壤收缩特征曲线表示，即比容积含水率曲线，4种供试土壤的收缩特征曲线均基本呈现“S”型，随着土壤含水率的增加，比容积呈现递增趋势），但在不同阶段其增加速率不同，故可采用三直线模型分别对3个阶段进行拟合。研究中，土壤收缩特性明显受离心力影响，可将土壤收缩的3个阶段划分为较正常段、结构段和伪饱和段；在不同的收缩阶段，土壤收缩特征值通常亦不相同。土壤收缩特征值即为比容积－含水率曲线上任意一点的斜率，可用来判断土壤容积变化与水容积变化的比例。在正常段中，p≈1；在外力作用下，即在较正常段中，p>1，表示土壤容积随含水率的变化发生显著变化；结构段与正常段/较正常段相连接，p<1；当土壤含水率接近饱和含水率时的土壤收缩段为伪饱和段，此阶段内比容积随含水率的变化趋于平缓。可见较正常段、结构段和伪饱和段内的p呈逐渐减小趋势。