冰川为人类社会提供多种生态系统服务（ES）。由于全球持续变暖，冰川ES的估值具有紧迫的重要性，因为这些知识可以支持冰川的保护。然而，对冰川ES的系统评估一直缺乏，特别是从ES贡献者的角度来看。本研究引入能值的概念，建立冰川ES值核算的方法论框架，并以青藏高原（TP）为例，全面评价了21世纪初冰川ES的时空特征。结果表明：青藏高原冰川总ES值从21世纪00年代的2.36E+24sej/yr增加到21世纪10年代的2.40E+24sej/yr，总体增长率为1.6%。21世纪10年代各种服务的价值按降序排列：气候调节（1.59E+24sej/yr，66.1%）、径流调节（4.40E+23sej/yr，18.4%）、水力发电（1.88E+23sej/yr，7.8%）。边缘TP中记录的冰川ES值显著高于内流区域。除气候调节和碳封存外，所有其他服务价值在研究期间都有所增加，部分是文化服务，随着社会发展而快速增长。这项研究的结果将有助于建立评估区域和全球冰川ES的方法基础，以及区域保护冰川资源的科学基础。
能值已广泛应用于各种生态系统中的ESV，例如森林、草原、湿地、沿海和海洋生态系统。然而，仍然缺乏基于能值的框架来阐明冰川ES的基本机制和动态过程。为了填补这一知识空白，本研究旨在从贡献者的角度建立一种应用于冰川ESV的基于能值的方法，以青藏高原（TP）为案例研究，分析21世纪初冰川ES值的时空特征。该方法为量化和比较各种材料、能源和货币流动制定了标准基准。它有助于更深入地了解冰川生态系统的形成机制和动态过程，以及冰川下游社会生态系统内的物质和能源流动。结果表明，能值分析是评价冰川ES的适用方法，为山区冰川资源管理提供了科学依据。
图4和表S3显示了21世纪初TP冰川供给服务的空间分布特征。总体上，边缘地区冰川对ES的供给高于内流地区，这与主要支持供给服务的冰川径流量一致。其中，布拉马普特拉河流域的冰川在两个时期的服务价值最大（2000年为1.43E+23sej/yr，2010年为1.47E+23sej/yr），其次是塔里木河流域和长江流域的冰川。伊洛瓦底江盆地的冰川值最低（2000年代为1.77E+20sej/yr，2010年代为1.81E+20sej/yr）。图4（a-b）和表S4显示，在大多数流域中，水力发电对冰川供给ES的贡献最大，占比>50%，羌塘、恒河和伊洛瓦底江流域除外。这是因为这些地区没有大型水电站。淡水资源服务表现出显著的空间异质性。它们几乎占大多数流域供给服务总量的一半，除了三个没有水力发电服务的流域。值得注意的是，长江（21.1%）、黄河（7.4%）和湄公河流域（29.4%）在淡水资源总供给服务中的比例相对较低。这种差异主要是由于这些流域的水力发电贡献很高，这在总供给价值中占主导地位。相反，地下水补给服务约占供给服务的1%。
2010年代的供给服务价值超过了2000年代，这可以归因于温度升高导致融水排放增加。塔里木河流域和布拉马普特拉河流域的供给服务变化的绝对值最高（图4（c））。然而，羌塘流域的变化率最高（19.0%），其次是柴丹流域（10.6%）和印度河流域（7.9%）（图4（d）和表S4）。三种不同类型的供给服务的变化率保持相对恒定，主要受冰川融水径流变化的影响。尽管如此，长江和黄河的水力发电服务的变化小于淡水供给和地下水补给服务的变化。这种差异是因为水力发电受到水量和地形综合影响。由于地形保持相对稳定，影响这种服务变化的唯一因素是融水量。
图5和表S5显示了21世纪冰川对ES的调节空间分布和具体贡献。与配置ES相比，调节ES主要由固态冰川提供。因此，西部地区调节ES的价值大于东部地区，这与冰川流域间分布的大小一致。在2000年代，布拉马普特拉河流域的值最高（5.88E+23sej/yr），紧随其后的是塔里木盆地（5.87E+23sej/yr）和羌塘（3.12E+23sej/yr）（图5（a））。然而，在2010年代，塔里木盆地超过了布拉马普特拉盆地，达到最高值（5.96E+23sej/yr），而布拉马普特拉河流域紧随其后，为5.86E+23sej/yr，羌塘以3.18E+23sej/yr位居第三（图5（b））。这种转变主要归因于布拉马普特拉河流域的冰川退缩，导致气候调节和碳储存服务大幅下降（表S6）。与供给服务类似，伊洛瓦底江的调节服务价值最低（2000年代为1.41E+21sej/yr，2010年代为1.12E+21sej/yr）。如图5（a-b）和表S6所示，在所有青藏高原流域的调节ES中，气候调节服务表现出最高值（57.5%∼88.8%），其次是径流调节（10.7%∼41.9%）。这种主导地位归因于冰川表面具有较高的反照率和相变潜热，这减少了太阳辐射的吸收并起到了气候调节器的作用。此外，径流调节是冰川的一项重要功能。冰川退缩导致的融水增加，可以在一定程度上加强径流调节服务。相反，碳封存和材料运输服务的值相对较低（各<1.0%）。
图6显示了这两个时期青藏高原上的冰川文化服务。由于旅游和知识服务的无形特性受到许多不确定性的影响，因此很难将流域单位作为评估TPES值的细分。因此，在本研究中，这两项服务的ES值不是在流域层面计算的。文化ES在研究期间有所增加，尤其是旅游业（813.5%）（图6（a））。这是由于经济的快速发展和对旅游业的稳步增长，这导致旅游收入的提高和人口购买力的提高，这反过来又对冰川旅游的付费意愿产生了积极影响（表S7）。此外，由于政治、公众和科学界对冰川的关注日益增加，科学家们在冰川领域进行了广泛的研究，导致2010年代文化服务的增加（图6（b）和表S8）。
图7（a）描述了青藏高原上三种类型的冰川ES（供给、调节和文化服务）在这两个时期的时间变化。TP的总ES从2000年代的2.36E+24sej/yr增加到2010年代的2.40E+24sej/yr。这主要是由于研究期间供给服务的扩展和调节服务的轻微增加（图7（a）—表S4和S6）。
在21世纪初，供给服务在整个总TP中的份额从2000年代的3.41E+23sej/yr增加到2010年代的3.58E+23sej/yr（表S3），平均年增长率为4.9%（表S4）。相比之下，调节服务保持相对稳定，尽管气候调节服务有所下降，但2000年代和2010年代分别为2.02E+24sej/yr和2.04E+24sej/yr。总体而言，调节服务在TP上的服务价值最大，在2010年代占85.1%。然而，在2010年代，配置服务仅占总服务的14.9%。文化服务的份额始终最小，约为0.01%。
值得注意的是，径流调节、淡水资源和水力发电的增加抵消了由于气候调节服务减弱而导致的整体ES值的损失。图7（b）说明了研究期间提供和调节服务的空间变化。各流域的供给服务与调节服务之比与保护原石总量基本一致，但黄河流域除外，供给服务超过调节服务。这主要是由于黄河流域水力发电服务的有效值占总服务量的一半以上。调节服务与冰川覆盖区域密切相关。冰川数量较多的盆地，如布拉马普特拉河、塔里木盆地和羌塘盆地，往往提供更高价值的调节服务。
由于生态系统结构组成的变化以及材料和能源转换机制的差异，不同生态系统中ES的估值是复杂的。尽管存在这些操作挑战，但能值分析为冰川ES的价值提供了新的视角。能值分析的定量方法为评估非市场投入提供了一种相对客观的衡量标准，独立于货币观念。此外，能值分析为支持气候变化条件下的可持续管理提供了一种全面的替代方案。在某种程度上，引入能值理论和方法量化冰川生态经济效益，克服了经济评估在衡量自然资源对人类社会的贡献方面的局限性。然而，本研究在输入数据、能值变换和会计模型方面仍然存在一些不确定性。由于输入数据和能值变换的不确定性，一些冰川ES没有被考虑在内，只评估了过去20年的ES，这可能导致低估冰川ES并限制对长期趋势的评估。加强对冰川和融水的明确评估并提高能值变换的准确性是未来研究的关键领域。未来的研究还应侧重于在各种情景下冰川ESV的评估和预测。
初审：梁笑嫣
审核：徐彩瑶
排版编辑：许文静
文献推荐人：许文静
参考文献：Can Zhang, Bo Su, Michael Beckmann, Shiming Fang, Yao Xiao, Heng Ma, Ningyu Yan, Martin Volk,Emergy-based valuation of glacier ecosystem services: A case from the Tibetan Plateau,Journal of Environmental Management,Volume 374,2025,123966,ISSN 0301-4797.
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