在气候变化背景下,作为全球重要的陆地生态系统之一的草地生态系统正面临着巨大的风险与挑战。水分利用效率（Water Use Efficiency,WUE）是深入理解生态系统碳水循环耦合关系的重要指标,而在此基础上提出的降水利用效率（Rain use efficiency,RUE）则能够更好的反映气候因素影响下植被的退化或恢复,从而反映区域的生产力。我国西北地区草地资源十分丰富,同时也是气候敏感区和生态脆弱区,因此,在气候变化背景下开展西北地区草地WUE和RUE的研究,能够为全球气候变化对生态系统碳水循环的影响提供判断依据,同时为干旱、半干旱地区植被恢复提供理论基础。本研究利用LPJ（Lund-Postdam-Jena）全球植被动态模型估算出净初级生产力（Net Primary Productivity,NPP）和实际蒸散发（Evaportranspiration,ET）,对1961-2013年西北地区草地的NPP和ET进行验证,分析西北地区草地NPP、ET的时空变化特征,其次对WUE、RUE以及1982-2013年生长季归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Inde,NDVI）与累积降水比值得到的RUE_NDVI进行时空变化特征分析,最后分析西北地区草地气候变化特征以及气候变化对WUE和RUE的影响,主要结论如下:（1）西北地区1961-2013年草地WUE的年均值为0.61 gC·mm^-1 m^-2,整体上呈自东向西递减的分布规律。西北地区草地WUE在空间变化和年际变化上均呈显著上升趋势,但三种不同类型草地中,低覆盖草地空间变化趋势最为显著,高覆盖草地最低,而年际变化上,中覆盖草地最为显著,高覆盖草地最低。（2）西北地区1961-2013年草地RUE年均值为0.53 gC·mm^-1 m^-2,呈自东向西递减趋势,不同类型草地也表现出同样的分布特征。无论是全部草地还是三种不同类型草地均表现出显著增加趋势,其中低覆盖草地增加最为显著。西北地区草地RUE_NDVI具有空间异质性;西北地区草地RUE_NDVI呈东部增加,西部减少的趋势,其中高覆盖草地空间增加趋势最明显。草地年均RUE_NDVI呈轻微的下降趋势,年际波动较大;高、中草地呈轻微的上升趋势,而低覆盖草地呈下降趋势。（3）西北地区草地WUE、RUE以及RUE_NDVI对比发现,WUE和RUE无论是空间分布基本相同,年际变化趋势也极为相似,但RUE_NDVI较高值分布在降水较少的地区,与WUE和RUE不同,而且WUE和RUE随时间变化呈显著上升趋势,而RUE_NDVI呈轻微下降趋势。（4）西北地区草地WUE与温度呈显著正相关,其中低覆盖草地与温度的相关性最强。西北地区草地60.45%区域WUE与降水呈正相关,少数地区呈负相关,其中高覆盖草地与降水的正相关性最强。（5）西北地区草地70.40%的RUE与温度呈正相关,且草地年均RUE与年均温度呈显著正相关,其中低覆盖草地与温度的正相关性最强。降水较多的地区或降水极少的地区,草地RUE与降水量呈负相关,降水较少的地区（100 mm-400 mm）,草地RUE与降水呈正相关;西北地区草地年均RUE与年均降水无显著相关性,且高、中覆盖草地年均RUE与降水量呈负相关,低覆盖草地RUE与降水量呈不明显的正相关。