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中亚干旱区总面积500多万平方公里，分布着世界80％以上的温带荒漠，受气候变化的显著影响。本研究首先收集实验观测数据验证了干旱区生态系统模型AEM，然后运用AEM开展数值模拟实验量化研究了1980～2014年中亚净初级生产力(NPP)的时空格局，评估了不同环境因子（降水、温度、CO2）的相对贡献率及其交互效应。结果表明:过去35年中亚干旱区年均NPP总量为1125±129Tg C(1T=1012)或218±25g C/m2(Mean±SE)。哈萨克斯坦北部地区年NPP值较高(349±39g C/m2)，而南疆地区NPP值较低(123±45g C/m2)。温带针叶林NPP值最高(556±82g C/m2)，非深根灌木NPP值最低(158±25 g C/m2)。1980～2014年间，中亚NPP总体呈减少趋势(-0.71 g C/(m2·a))，南疆极端干旱区的NPP降低最为显著(-2.05g C/(m2·a))。相较于1980～1984年NPP均值，在1985～2014年间中亚区域NPP总体降低了118Tg或-10％。其中CO2施肥效应促进NPP增加了99.7Tg或+8％，气温升高的正效应促进NPP增加了35.4Tg或+2％，而降水减少导致NPP降低了221Tg或-18％。研究区内9％的地区的NPP主要控制因子为温度，主要分布在天山和哈萨克斯坦北部等高纬高寒地区。降水主控区面积占整个研究区的69％，主要分布在荒漠平原特别是南疆等植被受水分限制的区域。CO2主控区占研究区面积的20％，主要分布在天山中山带森林区和低海拔地区等水热条件好的区域。本研究表明新疆南部地区是中亚的关键生态脆弱区，其生态安全面临着气候变化的挑战，但21世纪的升温不大可能因刺激自养呼吸而对中亚区域NPP造成显著影响。