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。

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