草地生态系统是陆地生态系统最重要、分布最广的生态系统类型之一,准确估算草地生产力对于草地资源的可持续利用至关重要。本研究以中国北方草地为研究区域,以草地生物量样地调查资料和涡度相关通量观测数据为基础,结合遥感影像资料以及气象监测数据,通过建立中国北方草地的遥感生物量模型和总初级生产力模型,实现了中国北方草地生态系统生物量及总初级生产力(GPP)2001～2013年区域尺度上的时空格局监测。在此基础上,以模型结构、模型输入数据以及模型参数为切入点,探讨了中国北方草地生态系统生产力估算结果的不确定性。研究的主要结论如下：(1)中国北方草地生物量时空分布特征：2001～2013年中国北方平均草地生物量为548.5±130.5 gm-2(1248.6±297.2Tg).近年来中国草地生物量总体呈增加的趋势,空间上生物量密度从东向西呈递减的趋势。不同草地类型的生物量密度存在较大差异,位于西部的高寒草原和高寒草甸生物量密度较低,而位于中部的温性草原和温性草甸有相对较高的生物量密度,位于东部的山地草甸则有最高的生物量密度。总的来说,温度越高,年降雨量越丰富有利于草地植被的生长,因此中国草地较高的草地生物量密度分布在东南部。(2)中国北方草地生物量的不确定性评价：中国北方草地生态系统生物量估算结果的平均相对不确定性为19.8%,在空间上由东北向西南呈现递增的趋势,并且在生物量密度低的地区往往伴随有较高的相对不确定性。高寒草地生物量估算的相对不确定性较大(20%～40%),而温带或热带草地生态系统生物量估算的相对不确定性则相对较低。模拟结果相对不确定性的最大贡献因子为模型参数的确定(52%),其次是模型数据(27%)和模型形式(13%),因此模型参数在草地生物量模型估算中带来的不确定性尤为值得关注。(3)中国北方草地GPP的时空分布特征：2001～2013年中国北方平均草地总初级生产力为833.3 Tg(349.5 g C m-2),近年来GPP呈增加的趋势。空间上,东部草地植被光合作用较强,GPP累积较高,而西部的总初级生产力累计则相对较低。GPP在不同草地类型之间存在较大的差异。位于西部的高寒荒漠草原草地生产力密度最低,而位于中部和东部的热性草丛和灌草丛以及山地草甸有相对较高的草地生产力密度。(4)中国北方草地GPP的不确定性评价：中国北方草地生态系统GPP估算结果的平均相对不确定性为38%,区域内绝大多数像元GPP估算结果不确定性<30%,少部分区域不确定性为50%-70%,表明不同模型估算的GPP结果差异较为显著。与区域空间上GPP的分布情况相比,发现GPP高的地方伴有较小的估算不确定性,而GPP较低的地方其估算不确定性则较高。这可能与数据本身特征有关,即相同的不确定性除以较小的平均值,其不确定性在较小的数值上会放大。研究结果表明草地生态系统生产力估算模型和方法对于生产力评估有重要的影响。本研究从区域尺度上不确定性的量化表达方式出发,对于建立适合中国北方草地生态系统生产力的估算模型及不确定性研究的方法和体系具有一定的借鉴意义。