信息革命与当代10大生态危机
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。
