李正榮， 陳昱蓉， 張 豐， 劉仁義， 杜震洪

(浙江大學(xué)浙江省資源與環(huán)境信息系統(tǒng)重點實驗室，杭州 310028)

隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會進步，自然環(huán)境受到廣泛關(guān)注，集中體現(xiàn)在十八屆三中全會提出的將自然資源納入政府部門政績考核范圍，從制度上推行自然資源審計，有利于為推動自然環(huán)境保護、資源短缺、自然災(zāi)害頻發(fā)等問題提供制度保障。生態(tài)審計屬于自然資源審計，它產(chǎn)生于美國環(huán)境立法推動下對企業(yè)發(fā)展過程中環(huán)境影響評價[1]，作為企業(yè)在政策框架下分析環(huán)境績效影響因素、建立有效環(huán)境保護體系和環(huán)境績效評價方法、向公眾傳達企業(yè)環(huán)境績效信息的工具[2]。生態(tài)審計還被認為是一種公共政策評價[3]，適用于環(huán)境狀況描述和環(huán)境影響分析[4]。為推動環(huán)境保護制度和相關(guān)條例的有效性，中外相關(guān)學(xué)者做了不同層面探索。中外學(xué)者則較多關(guān)注企業(yè)發(fā)展過程中對環(huán)境的影響，較為突出的是對產(chǎn)品生命周期評估及不同產(chǎn)品處置方案對環(huán)境的影響[5-8]。在實證研究中，李兆東等[9]將草原生態(tài)審計定義為審計機關(guān)對與草原生態(tài)保護相關(guān)單位的經(jīng)濟活動和各級黨政領(lǐng)導(dǎo)的自然資源責任的真實性、合法性和績效性所進行的監(jiān)督、評價和鑒證工作；生態(tài)審計過程中較多考慮生態(tài)領(lǐng)域內(nèi)容，毛敏[10]將生態(tài)審計作為一種工具運用到企業(yè)建立基于自然生態(tài)系統(tǒng)有機循環(huán)審計模式和企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營各環(huán)節(jié)和部門之間自然生態(tài)鏈中，以實現(xiàn)充分、合理、有效利用資源，消除環(huán)境破壞，提高經(jīng)濟效益的目的。綜合生態(tài)審計內(nèi)容與現(xiàn)有研究成果，將生態(tài)審計概括為以自然資源的可持續(xù)利用和自然環(huán)境保護為出發(fā)點，為審計主體依據(jù)一定的行業(yè)標準或依據(jù)對被審計對象活動過程中產(chǎn)生的資金利用、自然環(huán)境變化、政策制訂與實施等進行審計的一種手段。

當前生態(tài)審計方法主要有能值分析法、生態(tài)足跡法[11]、平衡計分卡[12]、市場價值法[13]。已有的評價方法以物質(zhì)、貨幣量對生態(tài)審計內(nèi)容進行表征，對時間動態(tài)性進行表達，多使用數(shù)值統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行評價、審查，忽略了空間尺度上的信息，不利于因地制宜、因時制宜服務(wù)于管理與決策。

現(xiàn)有研究成果針對生態(tài)審計的相關(guān)研究較少，且多集中在政府和企業(yè)生態(tài)審計方面，對自然資源方面開展的生態(tài)審計研究相對較少，采用的審計方法普適性偏低。因此在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，采用空間數(shù)據(jù)，顧及區(qū)域差異，結(jié)合GIS(地理信息系統(tǒng))方法從生態(tài)和經(jīng)濟兩方面綜合考慮，進行生態(tài)審計研究，拓展生態(tài)審計研究領(lǐng)域。因資源環(huán)境所處地域差異，不同區(qū)域?qū)ι鐣?jīng)濟開發(fā)應(yīng)激程度不同，因而引入生態(tài)敏感性評價開展生態(tài)審計研究。在時空維度上，基于生態(tài)敏感性和土地利用變化監(jiān)測數(shù)據(jù)計算的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行生態(tài)審計具有動態(tài)、高效等特征?，F(xiàn)采用的生態(tài)審計方法能夠有效地對審計對象的空間差異變化、長期動態(tài)監(jiān)測等進行可視化表達。

1 研究區(qū)概況

貴州省屬于西南內(nèi)陸省份，位于103°36′～109°35′E和24°37′～29°13′N，地跨長江水系和珠江水系。貴州省地勢西高東低，地形以山地為主，因其山地和丘陵面積占全省總面積的92%以上，素有“八山一水一分田”之稱。貴州省受亞熱帶季風氣候影響，雨熱同期，氣候濕潤。貴州省不僅是長江經(jīng)濟帶的重要組成部分，同時還是中國首個國家級大數(shù)據(jù)綜合試驗區(qū)、世界知名山地旅游大省、國家生態(tài)文明試驗區(qū)和內(nèi)陸開放型經(jīng)濟試驗區(qū)。省會貴陽具有連通東西、貫穿南北的作用，是西南地區(qū)重要交通樞紐中心。2018年底，貴州省經(jīng)濟發(fā)展取得巨大進展，經(jīng)濟發(fā)展速度居全國之首。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

采用的數(shù)據(jù)包括2015年中國土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)、貴州省30 m數(shù)字高程模型(digital elevation model，DEM)數(shù)據(jù)、土壤類型數(shù)據(jù)、侵蝕強度數(shù)據(jù)。其中，2015年中國土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)、土壤類型、侵蝕強度數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心；貴州省30 m DEM數(shù)據(jù)來源為地理空間數(shù)據(jù)云。

2.2 研究方法

2.2.1 生態(tài)敏感性分析

(1)指標確定。生態(tài)敏感性主要用于評價人類對自然的作用程度和自然環(huán)境對外界作用力的應(yīng)激響應(yīng)。選取的指標應(yīng)具有區(qū)域性和環(huán)境適應(yīng)性，綜合前人研究[14-16]和研究區(qū)域特性選取坡度、高程、土壤類型、土地利用類型和侵蝕強度作為評價指標，各指標分級標準見表1。

(2)權(quán)重計算方法。層次分析法將人們的主觀判斷用數(shù)量形式表達、處理，是一種定性和定量相結(jié)合的多準則決策方法[17]。在生態(tài)敏感性評價過程中采用層次分析法確定指標的相對重要程度并計算權(quán)重，步驟分為判斷指標重要性、計算指標相對權(quán)重、檢驗權(quán)重一致性和指標權(quán)重確定。

(3)綜合生態(tài)敏感性計算方法。綜合生態(tài)敏感性是在單個指標敏感性分析的基礎(chǔ)上進行的加權(quán)空間疊加計算，計算公式為

(1)

式(1)中:ES為綜合生態(tài)敏感性；Si為指標敏感性等級；ωi為指標權(quán)重。

表1 生態(tài)敏感性評價指標及分級標準

2.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值計算方法

現(xiàn)有研究主要對森林、草地、耕地、水域和未利用地的氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、土壤形成與保護、廢物處理、生物多樣性保護、食物生產(chǎn)、原材料、娛樂文化等9種生態(tài)服務(wù)功能計算生態(tài)服務(wù)價值。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值在不同土地利用服務(wù)價值的基礎(chǔ)上進行綜合計算，計算公式為

(2)

式(2)中：ESV為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值；Ai為第i種土地利用類型面積；VCi為第i種土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價值。

2.2.3 GIS空間分析

空間分析是GIS區(qū)別于其他信息系統(tǒng)的重要功能之一。由于本空間分析的對象多為柵格數(shù)據(jù)，因此主要采用柵格數(shù)據(jù)疊加分析方法進行數(shù)據(jù)的處理和分析，包括Raster Calculator和Weighted Sum工具。其中，Raster Calculator對柵格圖像構(gòu)建和執(zhí)行單個地圖代數(shù)表達式，處理結(jié)果同是柵格格式，此外用于柵格像素值的疊加計算；Weighted Sum則是通過將柵格各自乘以指定的權(quán)重并合計在一起來疊加多個柵格，輸出結(jié)果同樣是柵格數(shù)據(jù)，此處用于柵格單元屬性值的計算。

3 生態(tài)審計結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)敏感性

基于生態(tài)敏感性指標敏感性分級辦法，即表1的評價指標和分級標準，采用層次分析法計算各指標權(quán)重，結(jié)果見表2。

運用GIS可視化方法對坡度、高程、土壤類型、土地利用類型、侵蝕強度敏感性進行空間可視化分析，結(jié)果如圖1(a)～圖1(e)所示。基于表2中生態(tài)敏感性指標權(quán)重和表1中指標等級，使用ArcGIS Desktop 10.2中Weighted Sum工具依據(jù)綜合生態(tài)敏感性計算方法對生態(tài)敏感性進行疊加計算，得到綜合生態(tài)敏感性。根據(jù)研究區(qū)實際情況將敏感性程度分為五級：不敏感性(0，4]，輕度敏感性(4，5.6]，中度敏感性(5.6，7.2]，高度敏感性(7.2，8.8]，極度敏感性(8.8，10)，分類后結(jié)果如圖1(f)所示。

表2 生態(tài)敏感性指標權(quán)重

貴州省各指標敏感性面積和所占比例見表3，坡度和土地利用類型的生態(tài)敏感性以輕度敏感為主，所占比重分別為50.72%和57.38%；高程、土壤類型的生態(tài)敏感性以中度敏感為主，所占比重分別為29.64%和59.27%；侵蝕強度指標以不敏感區(qū)域為主，所占比重為65.07%；綜合生態(tài)敏感性的中度敏感區(qū)域占比例偏高，比例為38.32%，不敏感區(qū)域不足1%，輕度敏感區(qū)域和高度敏感區(qū)域比例相近。上述分析表明貴州省生態(tài)敏感性以中度敏感區(qū)域為主，不敏感區(qū)域分布較少。從空間分布上來看，各級敏感區(qū)的分布有所交叉，但仍具有一定的聚集特征。不敏感區(qū)域集中分布在貴州省中部地區(qū)，輕度敏感區(qū)域廣泛分布在貴州省中部及偏南地區(qū)，而極度敏感區(qū)域則分布在貴州省西北部、西南部和東北部等邊緣地區(qū)。

3.2 不同敏感區(qū)域土地利用變化分析

在綜合生態(tài)系統(tǒng)敏感性分析的基礎(chǔ)上，使用ArcGIS Desktop10.2中Raster Calculator工具對2005年、2010年和2015年土地利用數(shù)據(jù)進行空間疊加分析，結(jié)果如圖2所示。

從貴州省土地利用狀況來看，耕地、林地和草地占比例較大，水域、建設(shè)用地和未利用地占比例較少。隨著時間和社會經(jīng)濟變化，2005—2015年不同敏感區(qū)域土地利用類型呈現(xiàn)不同程度的變化特征。2005—2010年，輕度敏感區(qū)域建設(shè)用地上漲幅度最大，從2 km2上升到320 km2；高度敏感區(qū)域水域、極度敏感區(qū)域水域、不同敏感區(qū)域建設(shè)用地均呈現(xiàn)上漲趨勢，除輕度敏感區(qū)域建設(shè)用地外，其他地類增長幅度處于9%～25%；輕度敏感區(qū)域水域和不同敏感區(qū)域未利用地無明顯變化；其他不同敏感區(qū)域地類均呈減少變化，減少幅度處于0～20%。2010—2015年，高度敏感區(qū)域、極度敏感區(qū)域水域、不同敏感區(qū)域建設(shè)用地和極度敏感區(qū)域未利用地均呈增長變化，增加幅度在6%～220%；極度敏感區(qū)域建設(shè)用地和高度敏感區(qū)域未利用地無明顯變化；其他敏感區(qū)域地類均有減少，減少幅度為0.05%～100%(表4)。從空間分布上來看，輕度和中度敏感區(qū)域建設(shè)用地在中部、北部和西部區(qū)域增加較多，輕度敏感區(qū)域耕地在中部、北部和西南部均有所減少。

表3 不同敏感區(qū)域面積及比例

圖1 生態(tài)敏感性空間分布

圖2 2005年、2010年、2015年不同敏感區(qū)域土地利用類型

建設(shè)用地增長在社會經(jīng)濟發(fā)展過程中成為發(fā)展的必然趨勢，建設(shè)用地占用其他地類是導(dǎo)致其他地類減少的主要因素，同時貴州省積極推行“退耕還林”政策和生態(tài)扶貧政策也導(dǎo)致了耕地面積減少，加大土地整理力度將未利用地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌仡愐彩峭恋乩脿顩r變化的影響因素。

3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分析

已有研究成果主要是針對生產(chǎn)性土地計算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，在計算中均對建設(shè)用地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值取值為0，因此參照前人研究成果[18]，對森林、草地、耕地、水域、未利用地5種土地利用類型進行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值計算。森林、草地、耕地、水域、未利用地的生態(tài)服務(wù)價值參照表5[19]進行計算。

貴州省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與土地利用變化情況大體相似，森林、草地和耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值較為突出，其中森林尤甚，水域和未利用地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值不明顯。就森林、草地和耕地這3個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值較大的用地類型而言，2005—2010年，中度敏感區(qū)域林地、高度敏感區(qū)域林地和輕度敏感區(qū)域草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值有所增長，其他敏感區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值均呈現(xiàn)下降的變化趨勢；由生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值相對較少的水域和未利用地變化情況可知，不同敏感區(qū)域水域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值均增長，未利用地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值無明顯變化。2010—2015年，高度敏感區(qū)域水域、極度敏感區(qū)域水域和極度敏感區(qū)域未利用地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值有所上升，其他敏感區(qū)域地類的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值均減少。2005年、2010年和2015年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值分別為23 075 630.8元、23 110 659元和23 030 393.8元，通過比較這三年總的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，可以看出，2005—2010年，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值有所增加，增加幅度為0.15%；2010—2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值則有所減少，減少幅度為0.35%(表6)。

表4 不同敏感區(qū)域土地利用變化量

表5 中國陸地不同生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值表

貴州省在2005—2010年大力發(fā)展經(jīng)濟，在經(jīng)濟發(fā)展過程中建設(shè)用地占用了耕地等生產(chǎn)性土地，造成土地利用類型發(fā)生不同程度的變化，與之相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值也受到不同程度影響。2010—2015年，貴州省加大了“退耕還林”和生態(tài)扶貧力度，促使耕地向園地、林地等土地類型轉(zhuǎn)變，同時貴州省提出的“五個100”工程也促使農(nóng)用地向其他用地類型轉(zhuǎn)變，因此不同敏感性區(qū)域耕地所貢獻的生態(tài)服務(wù)價值均有所下降。2005—2015年，小型水利工程實施導(dǎo)致了水域面積的擴大，高度、極度敏感區(qū)域水域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值均有較多增加，這與其他用地存在明顯的差異。以上結(jié)果表明社會經(jīng)濟發(fā)展過程中，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值減少使得生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀況，生態(tài)安全穩(wěn)定性受到一定影響。

4 結(jié)論與討論

在空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，引入生態(tài)敏感性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值開展生態(tài)審計研究。綜上可知，貴州省全域的綜合敏感性以中度敏感為主，單個指標的生態(tài)敏感性中，坡度和土地利用類型敏感性以輕度敏感為主，高程和土壤類型以中度敏感為主，侵蝕強度敏感性則以輕度敏感為主。

由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值建立在不同土地利用類型基礎(chǔ)上，因此重點采用GIS空間疊加分析對不同敏感區(qū)域土地利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行分析。從土地利用類型變化來看，土地利用變化情況符合社會經(jīng)濟發(fā)展，體現(xiàn)在建設(shè)用地增長幅度較大，耕地和未利用地等地類有所減少。就生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值而言，水域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值較大，但由于在貴州省所占比例基數(shù)小，導(dǎo)致水域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值不突出；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值較為突出的耕地、林地和草地在2005—2015年均呈現(xiàn)減少的變化態(tài)勢，使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值呈現(xiàn)不同程度減少，生態(tài)安全穩(wěn)定性受到影響。

表6 不同敏感區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值

生態(tài)審計涉及多方面內(nèi)容，無法直接對其價值進行估算，因此基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值開展生態(tài)審計在一定程度上解決了價值估算問題。此外，結(jié)合空間數(shù)據(jù)和GIS空間分析方法開展生態(tài)審計有利于審計人員把握審計材料的時間和空間特征以及變化過程。因此，在系統(tǒng)的生態(tài)審計方法出現(xiàn)之前，運用審計知識結(jié)合GIS方法對不同敏感區(qū)域態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行估算是開展生態(tài)審計的有效、重要手段。