草地生态系统在全球碳循环中扮演重要角色.中国草地约占中国陆地面积的1/3,但对其碳库大小、动态及其与气候变化的关系缺乏系统研究.基于341个样地调查的地上、地下生物量资料和1982~2006年的卫星遥感数据,利用地上生物量与遥感数据之间及地上生物量与地下生物量之间的关系,估算了中国北方草地生物量碳库及其空间分布,分析了过去25年生物量碳密度和碳库的时间动态及其与气候变化的关系.结果显示:(1)中国北方草地生物量碳库为557.5TgC,地上、地下生物量密度分别为39.5和244.6gC/m2,地下部分占总生物量碳库的86%;(2)1982~2006年间中国草地生物量碳库呈微弱增加趋势,平均年增量为0.2TgC,但自20世纪80年代末,草地生物量并未呈现显著的变化趋势;(3)草地生物量的年际波动主要受1~7月降水的影响,而与温度关系较弱.不同草地类型之间生物量-气候关系存在一定差异,较为干旱的荒漠草原和典型草原的生物量波动与降水关系密切;高寒草甸的生物量则与1~7月均温显著正相关,而与降水的关系较弱.结果表明,不同草地生态系统对未来气候变化的响应可能存在差异.