草地是我国重要的陆地生态系统之一,约占国土总面积的40%,具有防风、固沙、保土、调节气候、净化空气、涵养水源等生态功能,对维系生态平衡、地区经济、人文历史具有重要地理价值。我国草地主要分布在干旱半干旱地区,包括内蒙古、陕西、甘肃、宁夏、青海和新疆六省区,是我国重要的畜牧业生产基地,为牧民生活提供了重要的物质保障,同时也是重要的生态屏障。然而,随着全球气候变化和人类活动干扰的加剧,草地生态系统结构和功能均发生了相应的变化。因此,研究气候变化影响下的草地生产力时空动态及驱动因素不仅有助于了解草地生态系统结构功能的变化特征,而且对草地生态系统保护管理和生产实践具有重要意义。本研究以我国北方六省草地生态系统为研究对象,利用气候数据、遥感数据和野外观测数据,通过模型模拟的方法研究近30年(1986-2015年)我国北方六省草地覆盖度和净初级生产力(NPP)的时空动态及变化趋势,并根据草地NPP与气候因子的相关性来揭示草地NPP对不同气候因子的响应。研究表明:(1)北方六省草地分布区平均气温为3.76°C,平均降水量为289.93mm/年。从空间分布上看,自东向西气温由低温向高温过渡,降水由半湿润向干旱过渡。近30年,研究区年均温增长速率为0.06°C/年,95.87%的区域呈升温趋势,主要分布在新疆省南部、天山地区西南部及青海省大部分区域等;年降水量增长速率为1.75mm/年,87.07%的区域的降水呈现增加的趋势,主要分布在新疆南部的昆仑山脉一系、青海省中部及陕西南部。(2)北方草地全年各月气温及降水变化均呈抛物线趋势,自1-8月份逐渐增大,6-8月份达到峰值,9-12月份逐渐减小,各月逐年气温及降水的变化趋势,除了12月份气温和3月份降水呈现下降趋势外,其余各月均呈缓慢上升的趋势,上升趋势的面积远大于下降趋势的面积,表明北方草地分布区气候由暖干向暖湿过渡。(3)北方草地覆盖度与草地NPP总体上呈现东南高西北低的特征,草地平均NPP为170.63g C/m~2·a,各类草地年平均NPP分别为坡面草地(324.76 g C/m~2·a)>草甸(209.79 g C/m~2·a)>平原草地(169.59 g C/m~2·a)>高山亚高山草甸(36.22g C/m~2·a)>荒漠草地(118.27 g C/m~2·a)。北方草地平均覆盖度为40.02%,各类草地平均覆盖度分别为坡面草地(50.88%)>草甸(50.30%)>平原草地(43.07%)>高山亚高山草甸(40.78%)>荒漠草地(25.59%)。不同分级草地覆盖度区域,其草地NPP也呈规律性分布,草地覆盖度可以很好的指示草地NPP的变化情况。(4)从年尺度上看,近30年北方草地覆盖度与草地NPP总体呈上升的趋势,草地覆盖度平均增长速率为0.07%/年,草地NPP的平均增长速率为1.58 g C/m~2·a,其中坡面草地NPP增加趋势最明显,平均为5.42 g C/m~2·a,。(5)从月尺度上来看,草地覆盖度的月际变化呈抛物线趋势。1-8月份中草地覆盖度呈逐渐上升的趋势,7-8月份达到最高,随后开始逐月递减。30年间,除了1月份的草地覆盖度呈降低趋势外,其余月份都呈正向增长趋势,大部分区域均缓慢增加,增加最快的区域主要集中在青海省的东南部及陕西南部。(6)相关性分析表明,从年尺度上看,草地NPP与温度呈显著正相关和极显著正相关区域分别占6.55%和11.99%,而草地NPP与温度呈显著负相关和极显著负相关区域分别占5.78%和4.84%;草地NPP与降水呈显著正相关和极显著正相关区域分别占14.27%和18.31%,而草地NPP与降水呈显著负相关和极显著负相关区域分别占1.67%和1.03%,分析表明降水是影响草地NPP的主要气候因子。从月尺度上分析,草地NPP与气温、降水量的相关系数分别为0.83和0.87,表明降水的季节性波动对牧草生长影响更大。(7)不同草地类型的NPP对温度和降水的响应不同,均呈现滞后现象,气温、降水对不同类型草地的影响大体滞后一月,不同的草地类型对前三月气温及降水响应最弱。其中坡面草地的NPP与前一月温度相关性最高达0.92,荒漠草地最低达0.71,高山亚高山草甸的NPP与前一月降水相关性最高达0.94,荒漠草地最低达0.78。