信息革命与当代10大生态危机—信息革命与生态文明系列谈

    前几部分主要从总体上论述了信息革命与生态文明的关系，从本部分开始，将分别谈谈信息革命与生态、经济、社会、文化等方面的关系。本部分从当前全球生态危机入手，重点谈谈信息革命在应对生态危机、维护生态平衡中的重要地位和关键作用。生态危机是生态失调的恶性发展结果，主要由人类盲目和过度的生产活动所引起。当前全球生态危机主要包括森林锐减、土地荒漠化、水土流失、淡水危机、酸雨蔓延、海洋危机、气候变化、垃圾成灾、能源危机、物种危机等。随着信息技术的不断发展和日趋先进，人类借助其应对生态危机的能力也不断增强。可以预见，在信息革命席卷而来时，人类生存、生产和生活环境必将实现可持续、低碳的发展。

 　　 一、森林锐减

 　　（一）森林锐减的现状

 　　森林是地球上结构最复杂、功能最强大和最稳定的陆地生态系统。森林是宝贵的自然资源，是人类生存发展的重要支柱和自然基础，被人们誉为地球之“肺”。森林覆盖率是衡量一个国家或地区经济社会发展水平和生态质量好坏的重要指标。这不仅因为森林具有重要的经济价值，又是可更新资源，而且在维持生态平衡和生物圈的正常功能上起着重要作用。

 　　据联合国粮农组织的报告，全球森林从1990年到2000年每年消失近1000万hm2。虽然从1990年至2000年的10年间，人工林年均增加了310万hm2，但热带和非热带天然林却年均减少1250万hm2，这一减少量在2000～2010年期间有所下降，估计每年净减少520万hm2。

 　　《2010年全球森林资源评估》显示，世界森林总面积仅略超过40亿hm2，占陆地总面积的31%，人均森林面积为0.6hm2；5个森林资源最丰富的国家（俄罗斯、巴西、加拿大、美国和中国）占森林总面积的一半以上；10个国家或地区已经完全没有森林，另外54个国家的森林面积不到其国土总面积的10%。

 　　（二）信息技术对缓解森林锐减的作用

 　　信息技术对缓解森林锐减的作用主要表现在3个方面：一是防止森林火灾等自然灾害损坏，二是防止乱砍滥伐等人为破坏，三是加强监测提高管理水平。信息革命进程中，有诸多技术都直接或间接地对保护森林资源做出了贡献，但最直观的莫过于3S技术。

 　　信息技术在防止森林火灾等自然灾害中的应用。近年来，以计算机网络为基础的信息技术在林火管理中迅速普及，极大提高了森林防火的工作效率。为实现林火管理信息系统高速高效、畅通无阻地运行，必须有各种可靠的计算机软件。林火管理部门近年来在这方面取得了很多成果，如林火管理决策综合程序、森林火险预测预报模型、林火发生预测模型、雷击火监测模型、可燃物分类模型、火行为预测模型、森林防火预算分析模型、森林火灾评估模型等，基本满足了现代林火管理的需要。

 　　信息技术在生态监测中的应用。3S技术为森林、野生动植物、地表植被等多资源调查提供了有力的技术手段。运用GIS技术，可将调查数据、基本地理要素、小班区划界线、专业调查数据等有机地结合起来，应用于森林资源调查、专项制图、资源分析及森林经营管理等森林资源管理活动中；运用RS技术可通过不同年度卫片光谱特征性质的分析来进行森林资源的动态变化监测；结合GPS可进一步完善森林资源清查、灾害调查、监测与预测预报、森林信息动态的野外调查等。

 　　 二、土地荒漠化

 　　（一）土地荒漠化的现状

 　　目前全球沙化土地正以每年5～7万km2的速度扩展，有10亿以上的人口、40%以上的陆地表面受到荒漠化的影响。地球上的荒漠化地区主要集中在干旱、半干旱地区，大都是人类最贫困的地区。由于环境恶劣，并且缺乏资金和其他资源，贫困地区的人口被迫加剧开发原已超负荷的土地，如通过无限制放牧、砍伐森林、过度开垦等来维系生存，从而不断加大土地的负载，形成荒漠化与贫困化的恶性循环。据了解，全球每年有上百万的人，因为荒漠化而被迫走上迁徙之路。

 　　陆地占地球面积的60%，其中沙漠和沙漠化面积占29%。全球共有干旱、半干旱土地50亿hm2，其中33亿hm2遭到荒漠化威胁，致使每年有600万hm2的农田、900万hm2的牧区失去生产力。荒漠化已经不再是一个单纯的生态问题，它给人类带来贫困和社会的不安定，成为严重的经济和社会问题。

 　　（二）信息技术对防止土地荒漠化的作用

 　　土地荒漠化具有发生范围广、面积大的特点，因此，使用人工进行地面普查的方法，具有很大的局限性。遥感技术以其信息量大、获取速度快、覆盖范围广、受人力物力的限制小等优点，在过去的30多年中，已逐渐成为土地荒漠化监测的重要数据来源和技术手段。20世纪70年代，国外开始使用遥感技术进行土地荒漠化的监测，我国从20世纪70年代开始利用卫星数据进行资源调查和灾害、环境的监测；80年代初期开始运用遥感技术进行有关土地荒漠化的资源调查。总之，遥感技术在土地荒漠化监测中逐渐得到广泛应用。

 　　目前在荒漠监测中使用的GPS接收器操作简单，可以全天候实时收取卫星信息，提供现地坐标，并可通过导航来找到已知坐标的目的地，在固定样线的调查中，GPS的使用使样线位置的确定、下期监测样线的复位成为可能。在遥感判读中，GPS是建立解译标志的主要定位手段，使遥感判读准确可靠。GPS还协助提供定位属性信息，成为完善荒漠化监测中信息系统的技术手段。GPS在荒漠化监测中发挥了十分重要的作用。

 　　 三、水土流失

 　　（一）水土流失概况

 　　水土流失已成为一个世界性的公害，联合国已将水土流失列为全球重大生态环境问题之一，全球的水土流失存在日益恶化的趋势。据联合国粮农组织估算，全世界约有2500万km2土地遭受水土流失，占陆地总面积的16.7%，每年流失土壤260亿吨（魏学艳，2005）。全球的农地每年因土壤侵蚀损失300万hm2，由河流输送入海的泥沙，从以前的每年100亿吨到20世纪增至250亿吨以上，每年农耕地的土壤流失量约200多亿吨。

 　　（二）信息技术在水土流失调查中的应用

 　　20世纪70年代以来，遥感调查已经显示出巨大的优势。遥感调查能在短时期内完成大范围的土壤侵蚀监测，极大地提高土壤侵蚀调查的工作效率和精度。目前，许多国家已将遥感技术应用到水土管理、监测中，中国已经将遥感技术运用到水土流失调查中。遥感也被应用到动态水保监测分析中，利用遥感的多传感器、多时相的特点，通过对同一地区不同时相的遥感数据进行变化信息的提取，为动态水保监测提供了可能。利用实时的遥感图像监测分析土壤侵蚀总量以及年度变化趋势、植被资源动态变化趋势、工程措施治理效益、林草种植措施效益，对水土流失严重地区提出警示。国外在模拟理论和模型建设方面取得了较多成果。

 　　（三）信息技术为水土流失防治建立了坚实的应用平台

 　　地理信息系统在水土保持领域已得到广泛的应用，历次的遥感调查无不利用地理信息系统来分析、综合遥感信息。国内已有多个基于ARC/INFO、MAPINFO、MAPGIS等软件平台的水土保持地理信息系统，在水土保持规划、三区划分、小流域规划设计等方面发挥着重要的作用。在小流域综合治理工作中，利用RS图片作为底图，在地形控制点用GPS进行测量，得出三维地形，在GIS中开发一系列设计、制图模块，可完成小流域规划设计工作；借助于网络技术，可以向相邻流域传递有关信息，实现图形信息综合、数据统计汇总等工作，大大改善水土保持工作的方便程度。借助3S系统，可以进行水土保持成果的验收，如在3S系统中显示出退耕还林还草、新建高标准基本农田的具体分布及面积对比情况，避免出现一个成果多次验收、多次计算的情况。还可监测开发建设项目扰动地表造成土壤侵蚀以及治理情况，监测毁林开荒、滥垦乱伐、过度樵采等情况。

 　　（四）信息技术使水土流失的实时监测成为可能

 　　GPS测量相对独立，任何一点的测量均是依靠卫星信号定位的，和前后测点无关，因而没有地面通视的要求，也没有误差积累的影响，可以用来测量小范围的水土保持设施或水土流失现象发生的位置、几何特征等，还可监测开发建设项目造成的水土流失情况以及退耕还林的具体面积及分布。把GPS的接收主板与计算机的主板集成到一起，形成一个便携式设备，既可在内业完成规划设计工作，又可完成水土保持与生态工程的野外施工放样工作，也可用于施工监理，随时监测工程进度。

 　　 四、淡水危机

 　　（一）全球淡水危机概述

 　　据联合国统计，全球淡水消耗量20世纪初以来增加了约6～7倍，比人口增长速度高2倍，全球目前有14亿人缺乏安全清洁的饮用水，即平均每5人中便有l人缺水。

 　　缺水是一个世界性的普遍现象。据统计，全世界有100多个国家存在着不同程度的缺水，世界上有28个国家被列为缺水国或严重缺水国。再过20年缺水国将达40～52个，缺水人口将增加2倍多，达28亿至33亿人。淡水严重缺少的国家和地区，甚至影响到人们的基本生存。在邻接撒哈拉沙漠南部干旱的国家，因为缺水，农田荒废，几千万人挣扎在饥饿死亡线上，每年约有20万人饿死。目前，发展中国家至少3/4的农村人口和1/5的城市人口常年不能获得安全卫生的饮用水。部分国家已经靠买水满足需求：德国从瑞士买水，美国从加拿大买水，阿尔及利亚也从其它国家进口水，阿拉伯联合酋长国从1984年起每年从日本进口雨水2000万m3。

 　　纵览全球，水资源枯竭和污染几乎成为了各国政府关注的首要问题。全球水资源严重匮乏的地区主要集中在东亚、南亚和非洲，而东亚地区缺水的重点是中国，南亚地区缺水的重点是印度。中国能否探索一条合理应用、开发水资源的创新之路，能否实践总结一套行之有效的水资源管理方式，具有非常重要的意义。

 　　（二）信息技术让水资源管理更加智慧

 　　随着科学技术的发展，采用现代化手段，实现水资源的可持续利用，代表了当前世界水资源管理的方向。利用自动监测与远程遥测技术、通信及计算机网络技术、数据库技术、地理信息系统和现代水资源联合调度等专业技术，通过建设水资源管理信息系统，可以动态掌握区域水资源变化及利用情况，最大限度的调控使用效率，由过去粗放式的管理方式变为现代管理方式，实现对水资源动态的、实时的、优化的配置。

 　　由于水资源本身及其管理工作的特点，决定了水资源信息数据量大，各要素间的结构和关系复杂，建立水资源信息管理系统为实现水资源的可持续利用提供了依据。水资源信息管理系统通过对水资源信息的积累，可及时分析和掌握水资源的数量与质量、开发利用与供需状况等动态变化，对加强水资源管理的科学性与及时性，提高水资源管理水平，实现水资源的可持续开发利用，具有重大的科学意义和实用价值。

 　　我国目前在治理太湖时，应用了物联网技术。为了实时获得太湖水质动态，在太湖水域大范围布放传感器和浮标搜集信息，通过无线网络全天候在线监测太湖水质的变化。现已相继投放设立了86个固定、浮标式水质自动监测站。这些监测站不仅为太湖治理提供了有力的数据支撑，而且搭建了一个水质监测预警平台，及时采集太湖水域的水质变化信息，洞悉各种污染源的排污情况，做到水文动态实时监控。

 　　信息技术助力全球拯救水资源行动。近年来，全球各国利用不同技术、不同途径缓解淡水危机。IBM分别在美国、荷兰和爱尔兰建立起三大中心来配合这些国家的治理水污染行动，包括流域保护和区域经济发展、防洪泄洪和海湾生物综合发展。缺水程度最为严重的国家之一以色列，也通过信息化手段有效克服了恶劣的自然条件。该国通过不懈的技术创新，发明了驰名全球的滴灌、微灌技术，在水总量30年来毫无增长的情况下，农业产出却翻了5番，由此带动了该国农业的大飞跃。

 　　 五、酸雨蔓延

 　　（一）全球酸雨蔓延概述

 　　目前，全球已形成三大酸雨区。在我国，覆盖四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江西、浙江、江苏和青岛等省市部分地区，面积达200多万km2的酸雨区是世界三大酸雨区之一。我国酸雨区面积扩大之快、降水酸化率之高，在世界上是罕见的。世界上另两个酸雨区是以德、法、英等国为中心，波及大半个欧洲的北欧酸雨区和包括美国、加拿大在内的北美酸雨区。这两个酸雨区的总面积大约为1000多万km2，降水的pH值小于5.0，有的甚至小于4.0。酸雨对土壤、水体、森林、建筑、名胜古迹等均带来严重危害，不仅造成重大经济损失，更危及人类生存和发展。

 　　（二）信息技术对酸雨的监测应用

 　　酸雨的发生和发展会受到当地气象、地形和地貌因子的影响而改变，特别是气象条件的改变，在很大程度上决定了酸雨沉降的方式、地点以及沉降量。遥感技术的应用增强了对酸雨监测的实时性，基本控制各时段对各个酸性梯度植被的影响，从而保证监测数据的连续性，为后期的分析工作打下良好的基础。以往国内对酸雨的研究主要是采用站点监测方法，环境监测站点以点为基础的监测和研究提供了一些重要的基础性数据。但是，由于监测站点分部少且不均匀，也就决定了基础数据的空间均匀性以及样本总数上的不足，这些限制因子使得数据准确性不够，从而导致分析结果偏差大，利用遥感技术可以有效缩小这些客观差异。

 　　（三）信息技术对酸雨的预警应用

 　　现代通信技术中的GPRS技术具有网络覆盖面广、永远在线、成本低廉等特点，为气象部门提供无线传输解决方案，最大限度地提高了各个采集点传送酸雨数据的效率。并有效解决了分散数据收集的难题，为气象部门提供实时信息，使气象部门能够更快捷地发布酸雨预警信息，使有关部门能及早做好酸雨影响生产的预防措施，减少因酸雨灾害造成的经济损失。短信服务则丰富了酸雨预警信息的提供方式，使酸雨信息价值化，可以为无数用户提供及时准确的酸雨预警信息。

 　　 六、海洋危机

 　　（一）全球海洋危机概述

 　　海洋危机是由于自然因素或人类活动引起，发生在海洋领域内并对海洋权益、海洋产业、海洋环境以及相关人员生命财产安全带来严重威胁的公共危机。海洋危机在世界范围内无时无刻不存在，如果解决不好可能会威胁到国家甚至世界安全和稳定。当前海平面上升正在威胁岛国以及沿海城市和乡村的命运。全球海洋物种的种类在过去50年中减少了大约50%，包括金枪鱼、旗鱼、枪鱼在内的许多海洋食肉鱼类都将濒临灭绝。信息化时代的到来对防范和应对海洋危机提供了有力条件，为缓解海洋危机提供了有效帮助。

 　　（二）信息技术在海洋应急监测中的应用

 　　目前，海洋环境与灾害应急天空地遥感综合监测技术系统已经成功应用于我国浒苔监测、溢油监测、渤海环境监测等方面，为保护海洋环境作出了重要贡献。浒苔灾害天空地（海）一体化的应急动态监测技术体系能够及时准确地实现对浒苔分布面积、密集度、重量估算、态势分析和来源追溯等信息的动态监测。海洋溢油污染雷达遥感图像分析与综合解译技术，实现对溢油区域、溢油来源、溢油量、扩散态势的快速精确监测。海洋油气资源遥感综合勘查技术，综合利用雷达卫星遥感、卫星重力、航空磁力数据，实现多元信息复合分析和海洋油气资源远景勘探靶区圈定及其可信度评估。便携式并行计算装置，航空遥感数据快速处理系统，解决无人机平台姿态信息精度不高、海面少控制点等复杂问题，形成野外航空遥感数据综合处理一体化专业装置。卫星遥感环境多要素集群计算技术，实现海上高精度、大范围、覆盖式遥感数据的获取、快速处理、定量反演、专题制图功能，形成从开始处理数据到产出专题图与评估报告30分钟业务响应的能力。

 　　（三）信息技术在海洋资源环境保护中的应用

 　　随着物联网技术的发展，所有物体将会具有可识别、感知与被感知、信息共享等特性。海洋渔业生产与物联网技术将越来越紧密的联系在一起，全球渔业资源监控、海洋环境监测等都会出现物联网的身影，海洋环境信息也将向着智能化、自动化、多维度的方向发展。利用新技术、新手段实时监测海洋环境，依托物联网等先进技术手段，通过强大的地理信息分析与处理系统的支持，对获得的信息进行分析、模拟，及时有效地保护海洋环境、资源，预报灾情与突发事件，这些对于缓解海洋危机具有重大意义。海上溢油事故发生后，及时准确地跟踪溢油的位置和预报溢油可能漂移的方向是非常重要的，可以有效降低溢油污染的危害。采用浮标实现溢油的跟踪定位，具有全天候使用和全程监测能力，是一种稳定可靠、成本低廉的技术方法。
　　
 　　 七、气候变化

 　　（一）全球气候变化概述

 　　全球变暖指的是在一段时间中，地球大气和海洋温度上升的现象。100多年来，全球平均气温经历了：冷→暖→冷→暖4次波动，总的来看气温为上升趋势。进入20世纪80年代后，全球气温明显上升。

 　　人类燃烧煤、油、天然气和树木，产生大量CO2和甲烷进入大气层后使地球升温，使碳循环失衡，改变了地球生物圈的能量转换形式。自工业革命以来，大气中CO2含量增加了25%，远远超过科学家可能勘测出来的过去16万年的全部历史纪录，而且目前尚无减缓的迹象。大气中CO2排放量增加是造成地球气候变暖的根源。国际能源机构的一项调查结果表明，美国、中国、俄罗斯和日本的CO2排放量几乎占全球总量的一半。

 　　政府间气候变化问题小组根据气候模型预测，到2100年，全球气温将上升大约1.4～5.8℃。根据这一预测，全球气温将出现过去10000年中从未有过的巨大变化，从而给全球环境带来潜在的重大影响。20世纪全世界的平均温度大约攀升了0.6℃。无论是在发达国家还是发展中国家，全球变暖都是备受关注的重大问题。随着全球变暖日趋严重，如何才能减缓全球变暖？减少碳排放是应对气候变暖的主要办法，利用信息化技术是实现节能减排的重要技术手段之一，信息技术扮演着极其重要的角色。

 　　（二）信息技术为低碳经济插上“智能的翅膀”

 　　从世界各国经济发展的过程来看，持续经济发展对传统能源和物资消耗较大，带来较大的环境污染，并对传统能源和物资具有长期、严重的依赖性。这是发展绿色低碳经济所要解决的根本问题，而解决的主要途径就是开源节流。目前，新能源、新材料的研究开发是从“开源”的方面做出求索，但新能源、新材料在来源、资金、技术等方面存在周期长等困难，而信息技术从更具现实性、可操作性的“节流”角度提供了一个解决问题的有效途径。因此，全面推广应用信息化，实现工业化、信息化充分融合，将最大程度地减少煤炭石油等高碳能源消耗，降低温室气体排放，并为打造绿色低碳经济、实现经济社会发展与生态环境保护的和谐双赢保驾护航，意义重大深远。

 　　当前，一场世界范围内、以绿色低碳化为目标的新技术革命已经到来，各种减碳技术将扮演着新的第一生产力角色。而信息技术产业在这场变革中，无疑将成为减碳、低碳技术的前锋。它可以利用自身优势，重新科学合理最佳配置各种资源，提高各种能源和碳利用效率，充分发挥信息技术在电力行业、工业、交通物流业、建筑业等各领域的节能减排作用，积极主动参与低碳经济建设，以信息化助推低碳化发展。

 　　国际非政府组织“全球电子可持续发展倡议”公布了题为《节能化2020年：在信息时代推动低碳经济》的报告。报告认为，如果将信息通信技术充分用于节能减排，那么在2020年全球温室气体排放量可能比不充分采用该技术减少15%，所节约能源的总价值近9000亿美元。

 　　 八、垃圾成灾

 　　（一）全球垃圾成灾概述

 　　全球每年产生垃圾近100亿吨，而且处理垃圾的能力远远赶不上垃圾增加的速度，特别是一些发达国家，已处于垃圾危机之中。美国素有垃圾大国之称，其生活垃圾主要靠表土掩埋。过去几十年内，美国已经使用了一半以上可填埋垃圾的土地，30年后，剩余的这种土地也将全部用完。我国的垃圾排放量也相当可观，在许多城市周围，排满了一座座垃圾山，除了占用大量土地外，还污染环境。危险垃圾，特别是有毒、有害垃圾的处理问题，因其造成的危害更为严重、产生的危害更为深远，而成了当今世界各国面临的一个十分棘手的环境问题。当前，各类电子废料已经成为快速增长的固体废弃物之一，如废旧电脑、废家电、废通信器材等废弃电器以及制造这些电器过程中产生的各类废料、废物，形成了庞大的“电子垃圾”。而对这些电子垃圾的不合理处置会对环境造成极大污染。

 　　（二）信息技术对减缓垃圾灾害的作用

 　　全球各地根据实际情况，因地适宜，利用新一代信息技术进行垃圾的处理工作，使之更科学，更实用、更节省资金。物联网技术的应运而生为生活垃圾管理更加科学化、规范化、精细化提供了技术支撑。首先，在源头识别上，通过嵌有RFID芯片或贴有电子标签的垃圾桶或废物箱，辅以读卡设备，可以掌握垃圾产生源头，从而为垃圾收运作业操作、收集容器的配置和垃圾品质分析等提供参考依据。其次，在中转运输上，通过电子围栏技术的应用，可以对进入有效范围内进行收运作业的环卫作业车进行识别，从而达到了解垃圾来源和清运量的目的；通过GPS定位技术，可以了解各类环卫作业车辆的线路轨迹、位置、速度等实时数据，达到对作业、运输过程监督的目的，从而有利于合理安排人员、车辆，及时解决突发问题；通过在中转环节对垃圾的称量并联网上传至数据库，可以了解各中转站及水运码头的中转量。第三，在末端处置环节上，主要是对各个处理场的生活垃圾量以及处理后残渣或副产品进行称量和品质监控，从而了解处理场所的处置负荷量、处置效果等。

 　　 九、能源危机

 　　（一）全球能源危机概述

 　　由于石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源枯竭，同时新的能源生产供应体系又未能建立，而在交通运输、金融业、工商业等方面造成的一系　列问题统称能源危机。

 　　世界经济的现代化，得益于化石能源，如石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛投入应用。因而它是建筑在化石能源基础之上的一种经济。然而，这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭。石油储量的综合估算，可支配的化石能源的极限，大约为1180～1510亿t，以1995年世界石油的年开采量33.2亿t计算，石油储量大约在2050年左右宣告枯竭。天然气储备估计在131800～152900兆m3。年开采量维持在2300兆m3，将在57～65年内枯竭。煤的储量约为13.6万亿t，可以供应300年。铀的年开采量目前为每年6万t，可维持到21世纪30年代中期。核聚变到2050年还没有实现的希望。化石能源与原料链条的中断，必将导致世界经济危机和冲突的加剧，最终葬送现代市场经济。事实上，近10年来，中东及海湾地区与非洲的战争都是由化石能源的重新配置与分配而引发。这种军事冲突，今后还将更猛烈、更频繁；在国内，也可能出现由于能源基地工人下岗而引发许多新的矛盾和冲突。

     20世纪90年代以来，中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。中国逐步由能源净出口国变成净进口国，能源总消费已大于总供给，能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口，其中，石油需求量的大增以及由其引起的结构性矛盾日益成为中国能源安全所面临的难题。

 　　（二）信息革命对减缓能源危机的作用

 　　保障能源安全供给。各国都加大用现代科技保障能源安全的力度。大停电事件为美国敲响了供电安全的警钟，美国政府随即将电网大停电事故提高到“危及美国国家安全”的高度来对待。2003年，美国能源部提出了构建安全可靠电网的“Grid2030计划”。该计划旨在采用先进的材料技术、超导技术、电力电子技术和控制技术、广域测量技术、实时仿真技术、储能技术、可再生能源发电技术、微型燃气轮机发电技术等构建全美骨干电网、区域性电网、地方电网和微型电网等多层次的电力网络，以保障大电网的安全性、稳定性，供电的可靠性及电能质量。

 　　铺垫节能增效之路。自1973年发生石油危机以来，西方国家为减少对世界不稳定地区石油供应的过分依赖和出于环境保护的要求，都把提高能源系统的效率、节约能源作为其能源战略的重要目标和措施。在这一过程中，信息通信技术始终作为一个重要的手段被应用于节能的方方面面。现代信息通信技术则为需求侧管理提供了有力的技术保障，比如通过信息采集、信息处理、系统构成等实现配电自动化、电能监测等。其中一个典型应用就是通过实施峰谷分时电价、季节性电价、可中断电价等电价政策，引导用户尽可能在低谷时段用电，合理避开高峰时段用电。需求侧管理模式目前已逐渐扩散到加拿大、中国、欧盟国家、日本、巴西等30多个国家和地区，并进一步同现代技术相结合，产生巨大的经济效益。有数字显示，美国自1973年以来通过需求侧管理获得的能源是国内能源供应增长量的4倍，2000年，美国人均一次能源消费与1973年几乎一样，而同一时期的人均GDP却增长了74％。需求侧管理需要建立节能和需求模型，对于信息化手段有着很大的依赖性。

 　　 十、物种危机

 　　（一）全球物种危机概述

 　　由于森林锐减，以及人类对地球资源的过度开发，加之环境污染等原因，地球上的各种生物及其生态系统受到了极大的冲击和损害，许多生物濒临灭绝或已经灭绝。而每一种生物都具有不可复制性，一旦灭绝将永远无法再生。生物多样性的减少将使人类处于一种越来越孤立的状态。

 　　人类和地球上其他生物有一种相互依存的生态关系，然而，这一良性关系有被破坏的趋势。据联合国有关报告显示，自工业革命开始，全球已进入最大规模的物种灭绝时代。与地球史上前五次因自然灾害而导致的大灭绝所不同的是，人类在这场过早到来的第六次危机里扮演了举足轻重的角色——因其自身的活动，而把其他物种的自然灭绝速度提高了100至1000倍。据预测，如果按现在每小时3个物种灭绝的速度，40年后的2050年，地球上1/4到1/2的物种将会灭绝或濒临灭绝。

 　　世界自然保护联盟发布的《受威胁物种红色名录》表明，目前世界上还有1/4的哺乳动物、1200多种鸟类以及3万多种植物面临灭绝的危险。而如果没有人类的干扰，在过去的2亿年中，平均大约每100年才有90种脊椎动物灭绝，平均每27年有一种高等植物灭绝。正是因为人类的干扰，使鸟类和哺乳类动物灭绝的速度提高了100到1000倍。

 　　（二）信息技术对减缓物种危机的作用

 　　信息技术与自然保护区管理。随着3S技术的发展，配置带保护区地图的GPS定位仪，能使管护人员及时准确地了解和报告保护区的各种变化信息。使用带GPS定位信息的摄像设施，能及时拍摄具有地理位置的影像，可为提高保护区的建设管理服务，也可为分析土地利用变化提供解译标志。随着Google Earth的发展，特别是多时相高分辨率卫星影像的应用，自然保护区土地利用变化、植被变化等信息的获取将更加容易，从而为保护区的精准管理提供便捷的信息平台。

 　　信息技术与野生动物保护。应用GIS进行野生动物生境空间数据库的建立、图形显示以及报告生成，降低了采用人工系统或传统的信息系统进行工作的时间和成本。由于GIS可以提供统一的数据源和参照系，过去难于获得或者得不到正确解释的有关生境信息，现在可以在统一的格式下操作，减少了错误的发生。不同机构中的数据冗余和不一致也可以减少，同时，用专题地图取代数据表格，给数据带来了更好的交互表达形式。过去看上去不能经　济有效地解决的问题变得可以解决。以前大多使用的是一维的一般模型，现在则可以使用带有特定数据的二维、三维模型，乃至四维模型，同时激励大家考虑新的研究领域。由于放在统一的空间坐标系下，使得数据具有通用性，这意味着不同学科之间共享数据源和数据结果变得更为简单和有效。RS和GPS技术也已经成功地用在了野生动物生境研究的GIS应用中，并在将来会有更大的发展。未来的GIS将作为野生动物生境保护决策支持系统的组成部分，这样，不仅为野生动物生境模型提供输入数据，进行生境分析和评价，而且还进一步用于对野生动物生境因子及其它有关数据进行综合管理，从而提供有关决策支持。(未完待续)