根据《联合国防治荒漠化公约》，荒漠化指包括气候变异和人为活动在内的多种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱区的土地退化^［1］。土地荒漠化是当今全球面临的重大生态问题，严重影响社会经济和生态的可持续发展，甚至威胁到人类的生存，目前受到世界各国政府和人民的普遍关注^［2-4］。中国是世界上荒漠化面积较大、分布较广、情况较复杂的国家^［2］，土地荒漠化严重影响中国的可持续发展。河西走廊作为中国西北内陆重要的经济、文化和生态长廊，拥有约521.7万 hm²草地^［5］。受长期的传统生产和生活方式的影响，滥砍滥牧、超载过牧、工程建设和矿石开采等活动日益增多，又因原本的生态环境脆弱且敏感，加剧了河西走廊的草地荒漠化趋势，致使其在气候、水文和土壤保持方面的生态系统调节功能逐渐丧失。草地荒漠化对河西走廊的经济发展和人民生产生活造成了多方面危害，定量评估土地荒漠化趋势下河西走廊草地生态系统服务价值的变化具有重要意义。

自1997年Costanza等^［6］发表《全球生态系统服务和自然资本的价值》以来，各国学者针对生态系统服务价值定量评估展开了广泛而深入的研究^［7-10］，生态系统服务价值定量评估逐渐成为国际可持续发展研究的热点问题。Costanza等^［6］虽然最早明确了生态系统服务价值估算的原理及方法，但忽略了生态系统服务巨大的空间差异性。针对该方面不足，多位学者基于生物量^［11-12］、归一化植被指数^［13］、粮食产量^［14］等参数对生态系统服务价值进行了修正，并提出了一系列新的生态系统评估指标体系，研究涉及中国生态系统服务价值^［15］、河流生态系统价值评估^［16］、中国自然草地生态系统服务价值^［17-19］、荒漠化土地的生态系统服务价值^［20-21］、沙漠化经济损失评估^［22-24］等方面，推动了生态系统服务价值评估工作的总体发展。虽然以往研究在一定程度上克服了空间差异性的问题，但也仅针对土地利用类型中的一级和二级分类进行了参数修正，如在一级草地类型基础上修正得到了高、中、低覆盖度草地等二级分类单位面积的生态系统服务价值^［25］，而更细化的修正方案和评估则少有涉及。此外，以往修正方法多基于单因子，未考虑其他因素的影响^［11］，因此生态系统服务价值的修正仍需深入探究。

基于已有的生态系统评价理论和方法^{［11-15，20-25］}，目前可以实现对草地二级生态系统服务价值的估算，但荒漠化草地生态系统服务价值的评估体系尚不完善，尤其是缺乏多级分类体系下荒漠化草地的生态系统服务价值评估方案。本研究结合第三次^［5］、第四次^［26］和第五次^［27］荒漠化普查结果，构建河西走廊不同类型、不同程度荒漠化草地的生态系统服务价值评估方案，以期为干旱区草地生态系统服务价值评价及保护，尤其是防治草地荒漠化提供基础数据和决策依据。

河西走廊是指甘肃省黄河以西的地区，位于祁连山以北，合黎山以南，乌鞘岭以西，甘肃新疆界线以东，长约1 000 km，宽数十千米，为西北-东南走向的长条状堆积平原，形如走廊，又因位于黄河以西，称为河西走廊^［28-29］。河西走廊包括武威、金昌、张掖、嘉峪关和酒泉5个市的19个县，分属石羊河、黑河和疏勒河3个内陆河流域，总面积23.39万km²（图1）。2014年，全区荒漠化草原面积357.7万hm²，占甘肃省草原总面积（521.7万^{hm2）的68.6%［5］。河西走廊深居欧亚内陆腹地，海洋的湿润气流难以到达，长期受蒙古高压控制，属温带干旱、半干旱气候，春季干旱少雨多风，夏季短暂炎热，冬季冷而长［27］。区内水热分异明显：自西向东，自南向北，平均气温、日照时数、降水变率和干燥度逐渐增加；年降水量和相对湿度的变化则与此相反，逐渐减少［30］，具有经向地带、纬向地带和山地垂直带的空间分布格局［31］。}

本研究中河西走廊2004、2009年和2014年荒漠化草地面积和各指标数据分别来自甘肃省第三次^［5］、第四次^［26］和第五次^［27］荒漠化监测报告，该数据由遥感解译和地面调查相结合的方式获得^［32-33］。根据3期荒漠化监测报告，河西走廊土地利用类型分为耕地、林地、草地、水域、居民工矿交通用地和未利用地6类，草地类型中包括未荒漠化草地和荒漠化草地（按主导因素划分为风蚀、水蚀、盐渍化和冻融^{［5，26-27］}）两种，荒漠化草地中，按退化程度依次划分为轻度、中度、重度和极重度4类（图1， 表1）。

在评估荒漠化草地生态系统服务价值之前，首先基于Costanza等^［6］和谢高地等^［11］提出的各生态系统类型的单位面积生态系统服务价值修正方案，对河西走廊草地生态系统服务价值进行估算：

式中：ESV_草表示草地生态系统服务价值，单位为元；A_草表示草地面积，单位为hm²；C_草表示草地生态系统单位面积生态系统服务价值，单位为元·hm^-2。

考虑到河西走廊草地生态系统与中国草地生态系统的空间异质性，结合谢高地等^［34］提出的价值当量换算方法及相关研究^［14］，以单位面积粮食产量作为当量因子，确定河西走廊草地生态系统单位面积生态系统服务价值。根据甘肃省统计年鉴和中国统计年鉴获取2004、2009、2010年和2014年单位面积粮食产量，并依据谢高地等^［34］计算得到的2010年单位面积粮食产量的经济价值来估算各年份当量因子的经济价值（表2），同时以谢高地等^［34］得出的二级草地生态系统分类当量因子的均值作为本研究中草地生态系统的价值当量，分别计算河西走廊2004、2009年和2014年的单位面积草地生态系统服务价值（表3）。

式中：C_草表示草地生态系统单位面积生态系统服务价值，单位为元·hm^-2；F表示当量因子的价值当量；V表示当量因子的经济价值，单位为元·hm^-2。

不同类型及不同程度荒漠化草地的生态系统服务价值用公式（3）计算：

式中：ESV_荒草表示荒漠化草地生态系统服务价值，单位为元；A_jk 表示第j种类型第k种程度荒漠化草地面积，单位为hm²，j取1、2、3、4，分别代表风蚀荒漠化、水蚀荒漠化、盐渍化荒漠化和冻融荒漠化，k取1、2、3、4，分别表示轻度荒漠化、中度荒漠化、重度荒漠化和极重度荒漠化；Cjk'表示修正后的第j种类型第k种程度荒漠化草地单位面积生态系统服务价值，单位为元·hm^-2。

式中：C_荒草表示修正前的所有程度的荒漠化草地单位面积生态系统服务价值总和，单位为元·hm^-2；a_jk 表示第j种类型第k种程度荒漠化草地生态系统服务价值的修正系数。

式中：a_jk 表示第j种类型第k种程度荒漠化草地的修正系数；D_1k 表示风蚀类型中第k种程度荒漠化草地得分；D_2k 表示水蚀类型中第k种程度荒漠化草地得分；D_3k 表示盐渍化类型中第k种程度荒漠化草地得分；D_4k 表示冻融类型中第k种程度荒漠化草地得分；V_k 表示第k种程度荒漠化草地的植被覆盖度；L_k 表示第k种程度荒漠化草地的地表形态；SkT表示第k种程度荒漠化草地坡度的转置；EkT表示第k种程度荒漠化草地侵蚀沟面积比例的转置；RkT表示第k种程度荒漠化草地盐碱斑占地率的转置。

C_荒草借鉴王树力等^［20］对荒漠化土地生态系统服务价值评估方法：

式中：C_草表示草地生态系统的单位面积生态系统服务价值，单位为元·hm^-2；Ri表示不同程度荒漠化草地对生态系统服务价值的影响程度，i取1，2，3，4，R₁=20%（轻度），R₂=40%（中度），R₃=60%（重度），R₄=80%（极重度），C_荒为荒漠生态系统的单位面积生态系统服务价值，单位为元·hm^-2。

考虑到不同类型荒漠化草地的形成原因及主要影响因素存在差异，国家林草局制定了荒漠化普查中土地荒漠化程度划分标准^{［5，26-27］}，风蚀荒漠化草地主要考虑植被覆盖度和地表形态指标，水蚀荒漠化草地包括植被覆盖度、坡度和侵蚀沟面积比例3个指标，盐渍化荒漠化草地则主要为植被覆盖度和盐碱斑占地率两个指标，冻融荒漠化草地包括植被覆盖度和地貌类型两个指标（表1）。本文在对不同类型及不同程度的荒漠化草地生态系统服务价值进行修正时分别使用了上述指标，同时对各指标得分依据公式（5）—（9）进行了修正，使其符合荒漠化程度越高得分越低的原则。由于冻融荒漠化草地缺乏部分基础数据，无法根据实际得分进行修正，因此本文将冻融荒漠化草地的修正系数定义为风蚀、水蚀和盐渍化3种荒漠化类型修正系数的均值。

为了验证上述不同类型及程度下荒漠化草地生态系统价值的准确性，采用敏感性指数CS来衡量随时间变化下的生态系统服务价值的依赖程度^［35］：

式中：ESV_jk 和ESV′_jk 分别表示初始的生态系统服务价值和修正后的生态系统服务价值，单位为元；j表示草地荒漠化类型；k表示草地荒漠化的程度。C_jk 和Cjk'分别表示修正前和在修正后的单位面积生态系统服务价值，单位为元·hm^-2。若CS >1，表示对于单位面积生态系统服务价值富有弹性；若CS<1，则生态系统服务价值被认为是缺乏弹性的，比值越大，表明单位面积的生态系统服务价值的准确性越关键。

河西走廊6种土地利用类型中未利用地面积最大，占比超过50%，但该类型面积呈现逐年下降趋势，2004—2014年间共减少15.15%，由1.32×10⁷ hm²下降至1.12×10⁷ hm²（图2）。草地面积占总面积的近1/4，为其中的第二大土地利用类型，面积在2004—2009年间大幅减少，减少约1.36×10⁶ hm²，后在2009—2014年间小幅度增加，增加约0.22×10⁶ hm²。河西走廊草地类型中以荒漠化草地为主，从动态变化看，10年间（2004—2014年）荒漠化草地面积逐年递减，由519.7万hm²减少至357.7万hm²，整体呈现荒漠化逆转趋势。从空间分布来看，河西走廊五市中，酒泉市的荒漠化草地面积分布最广，嘉峪关市荒漠化草地面积最少。从荒漠化程度来看，以中度和轻度荒漠化草地为主，尤其是酒泉市中度荒漠化草地面积远大于其他程度荒漠化草地。

根据敏感性指数的计算方法，将2004、2009年和2014年河西走廊荒漠化草地的单位面积生态系统服务价值分别上调和下调50%来计算敏感性指数（表4）。3期河西走廊荒漠化草地生态系统服务价值敏感性指数均小于1，除0值外（缺少重度冻融荒漠化草地），最低值为8×10^-7，说明该研究区的风蚀极重度荒漠化草地的单位面积生态系统服务价值变化小于1%时，对该类型的生态系统服务价值最低贡献率近乎为0。这表明相较于本文修正的单位面积生态系统服务价值，研究区的生态服务价值缺乏弹性。

河西走廊荒漠化草地2004年（第三次）、2009年（第四次）和2014年（第五次）生态系统服务价值存在差异。2004年最高，为948亿元；其次为2014年的738亿元；2009年的生态系统服务价值最低，仅为690亿元（图3）。造成不同时段生态服务价值差异的主要原因有二：一是3期的单位面积生态系统服务价值不同所致，根据粮食产量计算的当量因子经济价值表现为2014年（2 895.525元·hm^-2）最高，2009年（2 350.485元·hm^-2）最低；二是3期荒漠化草地面积的变化所致，2004年河西走廊荒漠化草地面积最高，2014年最低。从荒漠化程度看，中度和轻度的荒漠化草地贡献的生态系统服务价值，占总价值的90%以上。由于中度荒漠化草地面积远大于轻度荒漠化草地面积，中度荒漠化草地的生态系统服务价值高于轻度荒漠化草地，占总服务价值的68.4%。

酒泉市的荒漠化草地生态系统服务价值最高，嘉峪关市的荒漠化草地生态系统服务价值最低，前者约为后者的866倍（图4）。从荒漠化类型来看，主要以风蚀和水蚀荒漠化草地贡献的生态系统服务价值为主，前者占总价值的81.6%，后者约为10.9%。

就生态系统服务类别而言，河西走廊荒漠化草地生态系统服务以调节类型为主，其中气候调节的价值最高，2004—2014年年均服务价值可达到189亿元。其次为水文调节，年均价值近153亿元。土壤保持排第三位，年均贡献价值约96.1亿元（图5）。以上3种服务类型价值分别约占总价值的23.9%、19.4%和12.1%。整体而言，河西五市荒漠化草地的生态系统服务价值结构差别不大，原因在于修正后的单位面积生态系统服务价值基本保留了修正前的服务价值结构，即在很大程度上与谢高地等^{［11-12，34］}提出并修正的草地生态系统服务价值结构具有相似性。

草地生态系统所具有的服务价值与人类福祉密切相关^［34］，对其进行量化和货币化是目前对河西走廊生态系统进行资产化管理，并制定荒漠化防治措施的重要前提。根据前文所述，2004—2014年间，河西走廊草地面积先减少后增加，荒漠化草地面积持续减少。结果显示，10年间该区荒漠化草地生态服务价值下降近209亿元。为衡量草地生态系统的生态服务总价值变化，本文计算了该时间段内未荒漠化草地的生态系统服务价值。2004—2009年未荒漠化草地生态服务价值增加1.22亿元，约占其总价值的1%，2009—2014年未荒漠化草地生态服务价值增长近99.4亿元，占其总价值的74%（图6）。整体来看，2004—2014年间，河西走廊草地生态系统服务价值总量大幅减少，净损失量高达110亿元。

与前人研究相比，本研究计算的河西走廊草地生态系统单位面积服务价值高于谢高地等^［11］计算的蒙宁甘温带半干旱区草地生态系统的单位面积服务价值（919.904元·hm^-2），主要是生态系统服务价值核算的方法不同。谢高地等^［11］仅使用生物量来修正单位面积生态系统服务价值，而本文在修正单位面积生态系统服务价值时，使用谢高地等^［34］修订的基于单位面积价值当量因子的修正方法，因此计算结果存在一定差异。本研究的计算结果与幸赞品^［14］基于单位面积价值当量因子（年均粮食产量）计算的甘肃省自然保护区中草地生态系统单位面积服务价值基本一致（29 332.83元·hm^-2·a^-1，34 920.03元·hm^-2·a^-1），差异主要是粮食产量数据不同导致。

根据本研究的核算结果，河西走廊草地生态系统中供给服务所提供的食物生产和原料生产价值较低，主要原因是荒漠化草地资源的生产力不足，草地资源被过度开发利用^［36］，因此需要加强对草地生态系统的保护，特别是荒漠化草地的修复和治理。此外，虽然河西走廊荒漠化草地每年产生的生态服务价值巨大，但以调节服务所提供的间接服务价值为主，直接使用价值偏低。

依照生态经济学原理对草地生态系统服务价值进行科学评估，可促使公众进一步认识草地生态系统的潜在价值，尤其是能够以货币形态直观地体现草地荒漠化过程中所造成的损失量，提高公众对自然环境的保护意识。仅就草地生态系统服务而言，研究区2004—2014年生态服务总价值表现为净损失，主要是荒漠化草地面积大幅减少，而未荒漠化草地面积增加幅度有限。由于缺乏相关监测数据，本文尚不能对河西走廊陆地生态系统整体服务价值进行精确核算，但就荒漠化草地转移为其他土地利用类型后生态服务价值量的潜在变化进行了初步估算：若荒漠化草地转移为耕地，则2004—2014年河西走廊生态系统服务价值可增长175亿元；若荒漠化草地转移为林地，则服务总价值可增长745.3亿元；若荒漠化草地转移为未荒漠化（天然或人工修复）草地，则服务总价值可增长413.9亿元。

受生态系统服务类型与服务的复杂性、空间异质性、市场和价格空缺等多方面的影响，目前对生态系统服务价值评估的结果还存在较多争议，但是对生态系统服务价值进行合理评估是当今政府制定生态补偿政策，提高民众生态保护意识的重要举措。本研究中所使用的基于粮食产量当量因子进行核算的方法，可能导致结果偏高，同时受数据量不足的制约，尚未能在修正过程中考虑河西走廊不同地市空间位置的影响，这需要今后做进一步深入的研究。尽管本文所提出的不同程度及不同类型下的荒漠化草地生态系统服务价值修正方案还有待完善，但相较于以往仅限于草地类型中二级生态系统（高覆盖度、中覆盖度、低覆盖度草地）服务价值的修正，研究实现了对荒漠化草地生态系统服务价值的科学量化，评价结果的可靠性有所加强，核算结果将为河西走廊荒漠化草地系统的生态修复和治理提供基础数据和理论指导。

2004、2009年和2014年河西走廊荒漠化草地生态系统的总服务价值量分别为948亿、690亿元和738亿元，总损失量可达209亿元。

就荒漠化类型而言，河西走廊荒漠化草地以风蚀和水蚀荒漠化草地贡献的生态系统服务价值为主；从荒漠化程度看，中度荒漠化草地的总服务价值最高，占总价值的68.4%，其次为轻度，极重度荒漠化草地的总服务价值最低，仅占总价值的1.06%。

就生态系统服务类型而言，河西走廊荒漠化草地的服务类型以气候调节、水文调节和土壤保持为主，3种类型贡献的服务价值占总价值的约55.4%，维持养分循环价值最低，仅为总价值的0.9%。

2004—2014年间河西走廊草地生态系统服务总价值净损失量可达110亿元。其中，荒漠化草地生态系统服务价值损失量为209亿元，未荒漠化草地生态服务价值增加99亿元。

本研究基于植被覆盖度、地表形态、坡度等多因子尝试提出不同类型、不同程度荒漠化草地生态系统服务价值修正方案，虽有一定的不确定性，但可靠性相比以往二级修正方案有所加强，可为未来荒漠区生态系统服务评价研究提供借鉴和参考。