不断加剧的全球气候变化严重影响草地生态系统功能,而草地生产力是草地生态系统过程和草地生态系统功能中重要的组成部分。草地生产力在气候变化的驱动下会影响草地资源的可利用性。因此,探究天然草地生产力时空动态变化特征以及其变化的气候驱动力尤为重要。本研究以干旱半干旱区的天然草地为研究对象,通过探究30年前后气候因子变化对天然草地生产力的驱动作用,并结合多种统计方法,系统研究了天然草地生产力长期变化趋势;探究了天然草地生产力在不同草地生态系统中长期变化的气候驱动力及沿着水热梯度的空间变化趋势;阐明了尺度效应对天然草地生产力空间变化的作用,有助于深入了解气候变化对草地生态系统的影响,对陆地生态系统碳循环研究具有重要意义。研究取得了以下主要结论:(1)1980s-2010s,甘肃省天然草地生产力在不同草地类型呈现下降的趋势,但其下降幅度在不同草地生态系统中存在差异,高寒草地下降了13%,温带草地下降了3%。与温带草地相比,高寒草地对气候变化更加敏感,导致其生产力下降的幅度更大。(2)甘肃省天然草地生产力变化由温度、湿润度和辐射能量协同作用。当降雨量长期无显著变化时,温度(包括地温和气温)是影响草地生产力变化的主要气候驱动因子。太阳辐射是引起高寒草地生产力下降必不可少的气候驱动因子,而太阳辐射的升高将增强温度对天然草地生产力的作用。(3)研究区从西北到东南呈现由干热到湿冷变化的趋势。从干旱区到湿润区,天然草地生产力呈显著上升的总趋势,但其在干热地区或湿冷地区内部变化趋势不显著。天然草地植物生长对降雨响应滞后性导致干热地区天然草地生产力差异不显著,而物种间竞争激烈导致湿冷地区天然草地生产力差异不显著。(4)在不同尺度下,随湿润度增加草地生产力呈增加趋势,而区域尺度模拟天然草地生产力与气候因子关系要优于局部尺度,因此,模拟天然草地生产力与环境因子之间的关系需要考虑尺度效应。从干热地区到湿冷地区草地生产力呈先缓慢后快速增加的趋势。随着湿润度的增加,干热地区草地水分利用效率迅速降低,引起天然草地生产力缓慢增加;而湿冷地区草地水分利用效率线性增加,引起天然草地生产力快速增加。