以赤水河流域2000、2010、2015年的气象数据、遥感数据、土壤类型、地质背景以及社会经济等数据为基础,采用固碳释氧模型、修正的通用土壤流失方程以及In VEST水源涵养模型定量评估了流域的生态系统服务价值总量,同时采用生态补偿计量模型计算了流域不同区域的生态补偿额度,确定了流域的补偿标准和生态补偿优先级别。结果表明:2000—2015年赤水河流域单位面积固碳释氧价值量、土壤保持价值量以及水源涵养价值量均呈先增加后减少倒"V"形结构。固碳释氧价值由2000年的4 279. 33元/(hm~2·a)上升到2010年的4 520. 16元/(hm~2·a),随后下降到2015年的4 409. 69元/(hm~2·a);土壤保持价值量由2000年的95. 11元/(hm~2·a)上升到2010年的144. 45元/(hm~2·a),之后下降到2015年的89. 03元/(hm~2·a);水源涵养价值量由2000年的23 938. 13元/(hm~2·a)上升到2010年的35 232. 99元/(hm~2·a),之后下降到2015年的20 167. 41元/(hm~2·a)。喀斯特地区固碳释氧价值总量增加的速度是非喀斯特地区的4. 35倍,喀斯特地区土壤保持价值量和水源涵养价值量的下降速度分别是非喀斯特地区的1. 28倍和1. 59倍。流域多年平均生态补偿价值为4 626. 29元/(hm~2·a),生态补偿价值总量为76. 23亿元,流域下游补偿价值量最大,而上游地区补偿价值量较小。流域上游地区的喀斯特地区以及下游的原始森林地区属于典型的生态输出地区,应优先得到补偿,而经济发达的中游地区经济发展活跃,应率先进行生态支付,属于典型的生态消费区。本研究结果与以往的基于价值当量的生态补偿模型相比,在栅格像元尺度上量化了流域不同地区的生态补偿标准,可为长江上游赤水河流域生态补偿模式、运行机制以及补偿的标准提供科学依据。