信息化与西部生态

第九篇　信息化与西部生态

在信息化日益重要的时代，利用信息、生态保护进行管理与评价，从信息生态保护的角度建立西部地区信息生态保护数据库，有利于建立西部地区生态保护信息系统亟需解决的技术问题，有助于西部生态保护与安全、生态保护与评价的理论问题的探讨。

为更快地建立西部12省区生态保护信息系统新体系，初步构想采用了分层次结构软件从整体上来满足信息系统的分析和查询，因此，整体软件可分为两层:一层是西部12省市级两个层次分析结果的信息；另一层为地（市）县（区）级分析层。省级分析模块侧重于从宏观上掌握西部地区的生态保护信息，而地（市）县（区）级则侧重于从微观上掌握西部地区生态类型信息。其目的是了解西部地区每个生态类型、每个地图板块的所有信息，使之直接指导西部生态环境保护所急需的信息，以满足多样化的使用要求。

一、概　述

信息化是人类社会工业化、城市化后的又一次浪潮。信息化要求以技术创新和制度创新来克服工业化的滞后。在信息化推动工业化的进程中，人类不仅关注城市所具有的各方面的优越条件，而且关注的是在环境经济基础、技术人才以及在通信设施、有线网络、卫星通讯等方面的环境条件。因此，笔者认为，在现代信息化高速发展的进程中，我们必须关注信息与生态环境问题。因为信息生态环境的优劣，它直接影响了信息资源本身的价值利用效率。全球范围内信息资源的充分开发和总量的扩张，使世界信息量爆炸式增长。1995年的全球总信息量是1985年全球信息总量的2400倍。目前，一天的信息总量相当于1985年全年的6.5倍。信息生态环境，人们自然会想到英特网。英特网是目前国际上规模最大、技术最先进、信息网络最丰富的网络。据美国《电脑年鉴报告》1999年全球英特网用户已达2.59亿，2005年达到7.65亿户。我国广州市环保部门2001年7月配置计算机507台，并在互联网上建立了“局域网”和“广州环境热线”网站，面向全市发布环境信息，登网人次为15万人。目前，建立起3S技术，筹建GIS、M IS、OA、DSS一体化的环境综合管理信息系统。在信息爆炸的同时也随之出现了信息污染，信息资源拥有量贫富差距悬殊，所以进一步加大了信息与生态环境保护问题。

作者参加第七届中国西部科技进步与经济社会发展专家论坛合影

1．生态保护问题

20世纪以来，随着科技进步和社会生产力的极大提高，人类创造了前所未有的物质财富，加速推进了文明发展的进程。然而，人口剧增、资源过度消耗、环境污染、生态破坏和南北差距扩大等问题日益突出，成为全球性的重大问题，不但造成生态危机，已成为严重阻碍经济的发展和人民生活水平质量的提高，继而威胁着全人类的未来生存和发展。在这种严峻形势下，人类不得不重新审视自己的社会经济行为和所走过的历程，认识到通过高消耗追求经济数量增长和“先污染、后治理”的传统发展模式已不再适应当今和未来发展的要求，而必须努力寻求一条人口、经济、社会、环境和资源相互协调的可持续发展道路。

2．生态保护信息系统的理论问题

在生态保护系统的演化过程中，可以通过相对稳定的质量特征指标对系统进行定量测定和识别，以确定系统的质量现状、演化方向及演化速度。同时，在多学科理论和现代技术支持下，通过生态保护系统内部的结构、功能诸因素加以综合分析和评价，这样可以确定生态保护系统的质量现状，演化趋势和演化速度，这些都是建立西部生态保护信息系统新体系的理论依据。

建立西部生态保护信息系统新体系，是指在生态保护质量评价、监测的基础上，就西部区域的工程建设、资源开发、国土整治等人为活动，对生态环境在一定时期内所造成的影响进行预测、分析与评价，并确定区域生态环境保护质量状况和生态环境系统状态变化的趋势按需要实施生态环境变化的各种信息系统研究，建立西部生态保护信息系统新体系。生态保护信息系统的主要任务，是对生态保护环境演化趋势和后果进行分析，并对可能出现的后果进行检索。

二、生态环境信息系统的G IS运用

1．选取G IS为平台

选取软件：操作应该是简便、用户界面友好、汉话程度好。选取功能：应该是具备地图的多层处理，数据的多种表达和地图分析，并可与其他数据进行交流的功能。

生态保护信息系统可以多种角度灵活方便进行快速反映，以各种方式输入文字和图集等。

2．生态信息系统的软件应用基本思路

（1）为了更快建立西部12省区生态保护信息系统新体系，应采用分层次结构，软件从整体上要满足于信息系统的分析和查询。因此，整体软件可分为两层。一层是西部12省级环保管理机构分析层次，这一层主要是用来从总体上查询省级生态类型的大小、结构、形状、分布、极值和分析评价结果的信息。二层是地市县（区）级分析层，同时，在省级和县级两个层次分析功能与设计应各有侧重，省级的分析模块侧于从宏观上掌握西部地区的生态保护信息，而地市县级应侧重于从微观上掌握西部地区生态类型信息，其目的是为了了解该地区每个生态类型、每个地图板块的所有的信息，使之能够直接应用指导西部生态环境保护、生态环境治理、生态环境建设，并得到所需的信息，以满足多样化的使用需求。

（2）气候与灾害信息分析。用于查询分析气候与洪涝灾害方面的信息。

（3）森林与荒漠，沙漠信息分析查询模块。主要查询分析森林与荒漠、沙漠面积、分布和种类信息。

（4）人口与城市生态系统分析模块。主要以查询分析人口与城市有关的名称、数量、分布等。

（5）环境污染源信息分析模块。主要用于查询和分析县（区）“三废”的分布、数量，在治理及存在的问题等方面的信息。

三、生态环境保护信息系统的发展过程

1．地理信息系统用于生态环境保护研究的现状

地理信息系统（简称GIS）是采集、存储、管理、分析是与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理在量地理数据的技术。它广泛应用资源调查、环境评价、区域发展规划，公共设施管理及交通等方面，成为一个新的跨学科和多方面研究领域。地理信息系统从20世纪60年代起步，经过40年的迅速发展，现已成为计算机科学，地理科学、环境科学、测绘科学、海洋环境科学、军事科学、遥感科学、空间科学、信息科学、管理科学、地球科学、人才科学、生物科学等多学科为一体的处理空间数据的现代高新技术。

（1）生态环境。生态环境保护的研究涉及地球的大气圈、生物圈、土壤圈、水圈的储多生态要素，地理信息系统（GIS）能为研究地表系统中物质和能量在现实地理空间的运动和转化提供方便准确的空间管理和分析手段。因此，利用GIS对生态环境保护进行管理与评价已成为当今趋势，如直接利用GIS的空间分析功能进行环境评价研究，以及对水源的管理和对污染源的控制等。生态环境保护空间信息综合分析处理的快速和可视化是西部生态环境保护管理决策部门的迫切需要。在上述方面，GIS已显示出很大的潜力，如陈春云的“中国生态环境信息查询分析系统框架研究”，他利用H IS系统对环境生态系统的GIS进行了设计，刘振波、倪绍祥进行了“绿洲生态危机及其预警信息系统”研究，提出了“地理信息系统应用于生态环境的研究”，又例如刘纪远等运用GIS遥感技术完成了国家资源环境的组合分类调查，建立了“国家资源环境数据库”。这充分显示出了GIS在资源环境调查和动态监测中的强大优越性和重大的现实意义。

（2）建立生态GIS数据库。生态保护信息系统，在建立数据库与模型库的基础上，GIS它可很方便地进行生态保护的预测与规划。建立西部地区生态保护系统库，可在西部地区28处主要绿洲生态带进行定量研究和检索，还可借助GIS系统在不同年代编制西部地区植被变化图和各河岸及黄河岸线变化图，宁夏的银北和甘肃省北部地区土地荒漠化和沙漠化图，然后分析该地区荒漠化和沙化过程，预测西部地区水系河域沙漠化的未来发展趋势。同时，中国科学院资源与环境国家重点实验室建立的洪水灾情预测与评估信息系统，黄河下游洪水险情对策信息系统，在灾情减灾检测与评价中发挥了很好的作用，由于能及时提供灾情动态信息决策，使灾情损失大大减少。

2005年作者在全国环保科普大会上发言

以上研究内容为生态保护信息系统研究中引入GIS积累了方法论与实践基础，也表明了现阶段西部地区建设生态保护信息系统是具有一定的可行性。

2．生态保护信息系统的概念

生态保护信息系统是生态环境保护研究与GIS技术相结合的产物。具体地讲，EPIS是在GIS等现代技术支持下，在对生态环境系统分析的基础上，建立适合西部生态环境保护评价和预测评价指标体系和模型分析体系，评价生态环境保护的质量总体状况和演化趋势，反映生态环境所受威胁的类型、强度及在空间上的分布，并提供生态环境质量状况的发展变化趋势及速度的信息，最终实现生态危机检索的信息系统。

在生态环境保护研究中，由于考虑自然地理单元内部能量、物质流动和交换具有重要意义，而自然地理单元边界却往往与行政区划界线不一致，因此，建立跨行政单元界线而以自然地单元为主所建立的生态环境保护信息系统更为实用。

3．生态保护信息系统的特征

（1）以生态保护的数字化管理为基础。生态环境保护信息系统，是一个生态信息平台，通过对GIS遥感全球定位系统（GPS）等现代地理信息技术的集成，在西部建立一个“数字复合生态系统”，建立包括西部地区资源数据库、生态环境数据库在内的经济社会背景数据库，并建立西部地区与环境背景数据库的连接，从而建立一个较为系统完整的复合数字生态系统。

（2）提供不同层次的生态保护检索信息。生态环境包括不同层次，从整个复合生态系统到自然生态、社会经济等子系统，甚至包括某一生物种群，物种的危机预警。某一层面上的波动都将可能影响到整个系统安全状况，因此，生态环境信息系统，应能够对不同层面上的环境因子分别地实施监测、评估与检索，最后形成对整个生态环境质量状况及危机程度的评估及检索。

（3）建立西部地区网络化、分布式的生态保护信息系统。生态环境保护信息系统，是一个实用性很强的信息系统。所以，在建立这种信息系统时，不但要考虑能为西部区域决策部门提供辅助决策信息服务，而且还应考虑能为区域为结点，以互联网为纽带，最终纳入国家生态环境保护检索信息网络。

（4）生态保护信息系统数据的安全与保密。信息系统数据的安全与保密是建立在任何信息系统时都需要考虑的一个非常重要的问题，因为系统往往涉及许多带有机密性质的数据。所以，为保障数据的安全性，应在法律、行政、技术等多方面采取有效措施，确保所建立的信息系统的安全。

四、结论与展望

建立西部地区生态保护信息系统，在现阶段急需解决的关键性技术问题是：其一，西部生态保护安全的界定问题；其二，西部生态环境保护评价的理论与方法问题。生态保护信息系统，拓展了西部现代地理信息技术的应用领域，使得西部地区生态保护信息系统的研究和应用水平更加具有科学性和实用性。随着其理论与技术的逐步成熟，必将成功由国家组织实施并由国家权威机构发布生态保护信息系统的建设也将为国家乃至全球生态安全维护体系的形成奠定重要基础。

2006年“6·5”环境日作者（左一）与陕西省绿色文艺队互赠锦旗

（原载《固原师专学报（自然科学版）》1996年6月）