La quema de combustibles fósiles por parte de los humanos emite grandes cantidades de CO2 a la atmósfera y afecta fuertemente el balance de carbono de la Tierra, con los ecosistemas de pastizales cambiando de sumideros de carbono débiles que anteriormente estaban cerca del equilibrio a sumideros de carbono centrales. Los pastizales chinos se encuentran en regiones climáticas típicas áridas-semiáridas y semiáridas, y los eventos de sequía en el suelo y la atmósfera pueden tener consecuencias fuertes e irreversibles en la función y estructura de los ecosistemas de pastizales chinos. Con base en esto, investigamos la respuesta de la producción primaria bruta (GPP) de los pastizales chinos a las restricciones de humedad entre la tierra y la atmósfera, utilizando datos de GPP simulados a través de cuatro modelos de ecosistemas terrestres e introduciendo funciones de cópula y ecuaciones bayesianas. Los principales resultados fueron los siguientes: (1) Las tendencias de humedad del suelo no fueron significativas, y los cambios fueron dominados por la variabilidad interanual. La humedad del suelo de la temporada cálida, desestacionalizada, se correlacionó con GPP en 0.48 y 0.63 para los períodos histórico y futuro, respectivamente; por lo tanto, la humedad del suelo es el estrés hídrico crítico que regula la variabilidad interanual en el GPP de los pastizales chinos. (2) La correlación positiva entre la humedad del suelo superficial (0-50 cm) y el GPP fue mayor (r = 0.62). La humedad del suelo superficial es la principal capa del suelo que restringe el GPP, y la disminución de la humedad del suelo en capas superficiales es mucho más probable que cause una disminución del GPP en los pastizales chinos que la de la humedad en suelos profundos. (3) La probabilidad de disminución del GPP en los pastizales chinos causada por sequía en suelos superficiales de 0-20 y 20-50 cm es del 32.49% y 27.64%, respectivamente, lo que es mucho más alto que la probabilidad de disminución del GPP en suelos más profundos. En particular, la sequía del suelo fue más perjudicial para el GPP de los pastizales en Xinjiang y la Meseta de Loess. (4) La probabilidad de que la sequía del suelo cause una disminución del GPP fue mayor que la de la sequía atmosférica durante el período histórico (1.78-8.19%), pero la probabilidad de un déficit de GPP inducido por sequía atmosférica aumenta significativamente en el futuro y se convierte en un factor clave que inhibe la acumulación de GPP en algunas regiones (por ejemplo, la Meseta de Loess). Nuestro estudio destacó la respuesta de los ecosistemas de pastizales después de la ocurrencia de sequía del suelo, especialmente para el indicador de agua en el suelo superficial, lo que proporciona referencias teóricas importantes para la prevención de desastres por sequía en pastizales y la formulación de políticas.