生物多样性审计方法探索

张铭

摘 要：随着人类社会的发展，生物多样性不可避免地受到了现代发展的冲击，正面临着极大的威胁，目前国内外生物多样性的状况都不容乐观。保护生物多样性已经迫在眉睫，全世界都展开了大面积的行动，我国也加快生态文明建设进程，力争保护生物多样性。本文结合国内外生物多样性审计实践经验，充分考虑景观格局指数与生物多样性之间的关联，探索生物多样性审计新方法，详细介绍从遥感图片的获取到图片数据格式的转换再到景观格局指数的计算的配套软件操作，力争达到生物多样性审计全覆盖。

关键词： 生物多样性；资源环境审计；景观破碎度；景观格局指数

中图分类号：F239.0 文献标识码：A 文章编号：1008-4428（2018）11-0129-02

一、 引言

生物多样性指的是生物的物种丰富度，其对于生态环境的贡献是相当大的，根据生物地球化学循环理论，生物是地球元素循环的关键介质，从环境中攫取无机元素通过生命活动转变成生物体内的有机元素，并排泄出一部分元素进入环境中，死后由分解者再将其有机元素归还环境中，实现生物的、化学的、环境的一个大循环。简单来说，生物地球化学循环是物质通过地球表面生物的生命交换和转移，以及通过环境介质将元素和矿物质转化为生物物质。环境审计中流行的碳审计、氮磷审计都是审计生物地球化学循环中的一部分。生物多样性审计同样是这个大循环审计中的一部分，不同的是，审计的是生物而非元素。生物多样性审计也是资源环保审计的重要一环，生物多样性与生态环境保护不是两相对立的，而是相辅相成的，丰富的生物资源是人类社会赖以生存的重要基础。近年来，由于人类对自然资源的掠夺性开发和利用，原本丰富的生物资源急剧减少，也严重威胁到了生物的多样性。这已成为威胁生态文明发展、阻碍生物地球化学循环的一个大危机，许多物种正变成濒危物种。

生物多样性审计是资源环境审计的重要组成部分。生物多样性是整个地球生态系统稳定性的保证，也是生物地球化学循环的重要基础。丰富的生物多样性可以维持境内生态平衡，有效防止外来物种入侵，为区域生态安全提供有力支撑。生物多样性通过影响元素循环间接影响气候，缓解极端气候带来的危害；为人类衣食住行提供了物质基础，起到了开源节流的作用，即创造有机物，降解厨余，净化空气和水资源，保护土地资源，防止水土流失等，对整个人类做出了巨大贡献，因此生物多样性保护尤为重要。

二、 以景观格局指数为指标的生物多样性审计案例

（一）景观斑块图像处理

通过实地调查，研究人员记录研究区内不同地貌类型的植被及其覆盖范围和土地利用状况。利用对比定位，将分类系统指定的各种类型与现场遥感图像进行比较，研究实际各种类型的成像规则和图像特征，主要是颜色、形状、结构、阴影等，以遥感分析软件和地理信息系统软件进行数据分析处理的判读为参考依据。标记好像元，以待后期操作。

1. 几何纠正

在获得遥感图像之后，首先执行图像的几何校正。首先，对投影系进行变换匹配。遥感图像的投影是WGS，地形投影是高斯投影，它将两者都转换成通用横向墨卡托（UTM）投影。其次，选择道路和河流的交叉点，并分别读取地形图和物体在遥感图像上的地理坐标以及像元行和列的坐标。选择在图像内均匀分布的11个控制点。最后，通过多项式变换的方法实现遥感图像数据的几何校正。

2. 图像的不规则分幅剪裁

在ARC/INFO平台下，对图片边界进行矢量化，然后以ArcInfo多边形作为边界条件，调用ERDAS模块的功能来裁剪图像，并选择研究区域。

3. 景观分类

生物生存环境细分主要分为五类，即耕地、林地、农村用地、城市用地和水域。耕地包括水田、灌溉田、旱地等；林地主要包括自然林、果园、茶园、生态林，苗圃等园林；农村用地主要包括独立的工矿用地、特殊用地、农民宅基地、农村公路等；城市用地主要包括城市和既定城镇土地；水域主要包括河流、潮滩、湖泊、河流和池塘以及沟渠。

4. 数据校正与处理

选择用于校正的训练图是遥感图片解密中最关键的步骤，所需要的数据就隐藏在图片中。仔细选择工作区内的各种训练场地，能否取得好的结果的关键是要正确选择具有代表性的训练样本。在ERDAS环境中，依托研究区域的栖息地分类系统，根据参照物在432波段的不同特征组合遥感图像的光谱特征，参照现场调查GPS采样点训练区域，结合相关知识和经验，选择合适的训练区域。选择训练区域后，使用最大似然法对栖息地类型进行分类。得到监督和分类的栅格图像，利用Arcgis对栅格图像进行切割，去除背景部分，参考研究区域的土地利用状况图，手动修改图像的错误和粗糙部分。在所有斑块完成后，建立多边形拓扑关系，从而形成研究区域的景观格局并建立区域栖息地数据库。数据库中的每个斑块上都有四个元素：序列号、周长、面积和类型。

经上述处理后，可得到相应的景观斑块类型图。

（二）景观破碎度指数结果分析

以戚仁海（2008）研究中苏州市1987—2005年四年景观破碎度数据为例，结果如下表1所示。

由上述图表1中可以发现，1987—2005年近20年的时间中，破碎度指数从0.2854上升到0.3404，2001—2005年是上升最快的，四年中上升了11.5%，而1987—2001年的十四年中的破碎度指数增加率也只有5.2%。结果表明苏州市1987—2005年生物多样性正在日益减少，并且生物多样性减少程度越来越严重，苏州市应当建立生物多样性保护的工作体系，制定科学的生物多样性保护管理措施，做到生物多样性保护和自然资源利用并重。充分利用本土植物生长的优势，首先要保护好本土生物多样性，科学构建本土生物群落，在保护生物多样性的同时，发挥生物多样性在城市生态建设中的功能。

通过这一指标的研究，一是审计人员可以便捷地使用遥感信息进行处理研究，得出景观破碎度指数，以此来观察审计对象生物多样性情况，不用长时间大范围设置观测点或者聘请专家进行生物多样性排查，在室内就可遍知天下事。二是可以大大减少所需审计资源，包括人力物力财力，是一种方便快捷的审计方法。三是此种方法也会有外出观测确定其偏移点，通过校准定点，以保证审计数据的真实性，可信程度高，数据量大，对于实现审计全覆盖能起到很大的推进作用。但此种方法也有一定的局限性，需要审计人员能够熟练使用遥感信息系统和各种图像处理软件，学习门槛高，前期操作难上手。但是等熟练操作以后，带来的益处是很大的。

三、 我国生物多样性审计的未来展望

在审计中要做到循序渐进，首先，重点评估有关环境主管部门在政策制定得完善和及时性上是否满足各类公约、协定的要求；其次，评价总体战略的各项目标是否得到具体体现和切实执行，资源是否足够，绩效评价指标体系是否完善；最后，通过后续开展的跟踪审计，回顾之前整个计划开展是否符合战略预期，纠正执行偏差，并提供政策评估方面的审计建议。由于生物多样性不断变化和难以直接反应的特点，后续跟踪审计对于生物多样性的审计是必要及关键的。

而在这些过程中，最难以克服的就是审计方法的局限性。近年来计算机辅助审计的发展和大数据审计的应用，在一定程度上缓解了这个难题。还有专门的生物多样性软件，在这里我们介绍一种叫Biodiversity mapping的生物多樣性测度软件。与同类软件相比它的特点是操作简单、通用性强和功能强大，在该软件中输入（.CSV）和（.SHP）的格式文件可以直接输出通用的地理信息系统格式文件。此外它还具有丰富的数据编辑功能，利用图形和地图格式窗口可以改变输出结果的颜色和样式。

另一方面如GAP技术，通过区域土地叠图覆盖、物种分布和土地使用图层覆盖的综合分析，鉴别具有重要保护价值的“保护空白”，进而为设计区域性生物多样性保护方案的合理性和土地利用规划制定的科学性，提供强有力的支撑。如果利用GIS、GPS等计算机技术辅助传统的实地调查、座谈等方法，那么审计的真实性、有效性就能够得到更好的保证。

生物多样性的保护任重而道远，今后的几十年是生物多样性保护的关键时期。我们已经在努力，为生态文明建设贡献自己的力量。

参考文献：

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