数字化信息服务对环境可持续发展的贡献研究

邓胜利　凌菲

摘要 基于国内外信息服务与环境发展相互关系的理论成果，文章比较分析了图书馆传统信息服务和数字化信息服务生命周期阶段对环境的影响，发现了数字化信息服务对环境可持续发展的积极促进作用。数字化信息资源的使用，将会大大减少二氧化碳的排放量，从而缓解大气升温问题，有利于信息服务行业的可持续发展。

关键字 数字化信息服务 生命周期评价 环境 可持续发展

1 研究背景

近年来，气候与环境变化引起了全世界的广泛关注，减少温室气体的排放已成为各国所要解决的重点问题。我国正在将节能减排与环境保护融入社会发展的全过程。2013年1月份以来持续的雾霾天气，让更多的人意识到社会与环境可持续发展的重要性。一些国家和政府正在对能源和资源在不同领域的消耗进行大量研究，旨在减少不同生产领域中的能源消耗，降低二氧化碳排放量，找到气候变化的解决方案。

李园等的研究表明，信息产业相关行业，如造纸、印刷、通信、计算机和电子设备制造等，二氧化碳排放量年增长率超过8%。提高能源利用率、控制二氧化碳排放、实现节能减排目标是各行各业走可持续发展的必由之路。气候组织发表的研究报告《智慧2020：在信息时代里实现低碳经济》表明，通过改进并适当地使用信息通信技术，到2020年，全球人均二氧化碳排放量将减少15%，它还建议信息通信产业运用技术提供等量的虚拟服务取代物质产品和服务，促进信息部门减少对环境的影响。基于上述背景，本文通过研究信息服务部门的数字化信息服务相对于传统信息服务所产生的环境影响，分析信息部门如何通过提供绿色信息服务发挥改善环境的作用。

2 国内外理论研究现状

数字化信息服务是指在现代信息技术条件下，信息服务机构通过统一的集成平台面向用户提供不同表现形式的信息资源，包括本地的、远程的、拥有的、许可的、免费的、商业的、数字的、书目的、全文的、链接的、多媒体的、跨越时空的数据，满足用户信息需求的一种信息服务。高校图书馆是为教学和科学研究服务的文献信息中心，是用户最频繁使用信息资源的服务机构。支撑数字化信息资源的基础设施、技术设备、馆藏信息资源、用户获取和使用信息的方式等都与环境产生物质能量的交换。通过提供数字化信息服务，实施节能环保战略，合理利用现代信息技术减少温室气体的排放量，改善环境，成为当今高校图书馆应当关注的新课题。针对数字化信息服务与环境的可持续发展问题，国内外学者从不同的角度，开展了一系列的研究。

2.1 国外理论研究现状

国外研究主要集中在信息载体、图书馆或其他信息机构、信息服务方式等对环境的影响。

（1）信息载体对环境的影响

大部分文献主要通过比较生产和使用纸质图书和电子图书的过程中所产生的二氧化碳排放数据来分析何种载体具有更高的环境效益，从而采取相应的环保措施。乔杜里运用生命周期法比较了电子书刊和印刷书籍在不同生命周期阶段对环境的影响，认为信息服务机构通过非物质作用向用户提供虚拟的数字信息取代传统书籍的使用，将会大量减少二氧化碳的排放。恩洛斯认为基于网络的多媒体教学将比书本教学的环境影响高出10—30倍。莫伯格等用生命周期评价方法对印刷型报纸和电子报纸的生产、使用和处理阶段的潜在环境影响进行了评估，发现对环境产生显著影响的是纸张和平板电子设备，电子报纸对环境的影响远低于印刷报纸。莫伯格等还用生命周期评价法从环境视角对电子书替代纸质书进行了讨论，认为两种形式的图书对环境的影响各有不同，电子书对环境的主要影响在于电子阅读器的生产消耗。随着用电子阅读器阅读电子书越多.设备的使用寿命加长，它对环境的影响将会明显小于纸质图书。穆罕默德·艾哈迈迪对印刷版期刊和平板设备上的电子期刊进行了比较，发现平板设备上的期刊在产生和成熟阶段具有不同的环境影响，成熟阶段的环境影响相对较小，与印刷期刊相比，读者阅读的数量和时间是主要的影响因素。分析期刊本身的环境影响，印刷期刊远远高于平板设备上的电子期刊。

（2）图书馆等信息服务机构的可持续发展分析

大卫等运用生命周期评价模型，发现纸质期刊的阅读数量对能源消耗有显著影响，个人获取信息的交通运输能源消耗占主要因素，用户打印文章对环境有一定影响，而数字图书馆的网络基础设施本身能耗相对较小，作者建议读者尽可能阅读数字化格式的信息.减少打印行为。玛利亚安娜和詹姆斯从多方面阐述了图书馆可持续发展问题，认为图书馆是一个巨大的能源消耗机构，缺乏全面、系统的环境影响测量数据，包括对图书馆建筑、水、电、纸张、电子设备、各类垃圾的能源消耗的测量。作者认为加强数字化信息服务是图书馆可持续发展的重要环节。

（3）数字化信息服务的环境影响研究

贝尔库特和赫廷认为基于信息通信技术的数字化信息服务对环境会产生消极和积极的影响。网络基础设施、通信设备生产，计算机硬件的电能消耗、电子垃圾的处理等对环境产生不利影响。其积极影响在于数字化信息服务的非物质化、虚拟化、非运动性产生的巨大的经济效益和社会效益。非物质化包括计算机网络、信息管理应用系统在优化经济产业结构、整合资源、提高能源利用效率等方面所发挥的作用，是以尽可能小的物质消耗产生最大的经济效益，从而实现经济增长由资源密集型向信息密集型转变。虚拟化则是一种替代作用，利用数字化信息资源和服务替代物质产品的使用，减少能源消耗。非运动性则是通过网络、数字化的通信工具获取和传播数字化信息，突破了时空限制，从而节省了传统信息交流产生的交通运输消耗。乔杜里分析了目前绿色IT技术的研究成果，认为高等教育部门信息服务的可持续发展是基于云服务模型的绿色信息服务，利用绿色信息技术成果和云计算设备促进各类资源的最大化共享，以降低经济成本与能源消耗，最终减少温室气体的排放。绿色信息服务包括数字图书馆的建立，以数字化信息替代印刷型信息资源，建立联机数据库并提供网络资源的搜索服务等。

2.2 国内理论研究现状

国内研究者主要阐述数字化信息服务如何促进图书馆的可持续发展，体现在以下几个方面。

（1）成本与效用的管理

彭蓓蕾把投入产出原理运用到信息服务管理中，通过分析图书馆的信息服务成本与效益，提出降低成本、提高图书馆信息服务效益的对策。她认为信息服务网络化、电子资源共享化是图书馆降低成本、提高服务质量的关键所在。赵青从用户需求、产品设计与质量、理想的信息链等角度分析了数字化信息服务的主要框架，提出了以用户为导向的成本管理理念，从成本与效益的对比中寻找成本管理的最小化，提高数字化信息服务的质量和效益。郭以建等运用经济学相关理论讨论纸质资源与电子资源的配置问题，提出高校图书馆文献资源建设就是在保证图书馆良性运转的基础上，力求以有限的资源经费，实现纸质资源与电子资源更加科学合理的配置。

（2）信息资源与图书馆的可持续发展

胡绍军认为图书馆是环境能源的重要消耗者，图书馆每年的纸质资源能源消耗量是触目惊心的，其他电子资源和设备也大量消耗能源，图书馆必须构建基于共享、虚实结合的馆藏体系。徐进认为，相较于传统的服务方式，图书馆应突破有关限制，建立超时空、互动的网络信息服务，最大限度地降低交流成本、扩大交流的辐射面，并实施数字化信息服务，加强电子文献采购，获得各种信息资源，建立数字形式的虚拟馆藏。熊菊敏等认为高校图书馆可持续发展的根本出路是实现信息资源的共享，加强计算机网络和数据库资源的建设，优化资源配置，形成开放性的信息网络化结构，实现全社会的信息资源共享。

（3）云计算服务的应用和信息共享空间的建立

任珉等认为云计算的应用是图书馆低碳环保的关键。云计算服务的引入使图书馆节约了服务器和软件的购买与开发费用，节省了管控电脑的运作成本，更加低碳环保。王宁分析了云计算在提高图书馆信息资源利用率和低碳节能方面的优势。张惠君等针对当前信息服务的多元化特点，以陕西地区高校图书馆的用户为对象，对图书馆各类信息服务进行调查分析，结果表明，当前传统图书馆服务和电子资源服务仍然是主流，纸质图书和电子期刊是用户最重要的信息来源，数据库检索功能以及OPAC服务是用户主要的信息获取方式，在未来很长时间内，图书馆信息共享空间将发挥重要作用。

从目前国内外研究现状来看，关于信息服务整个生命周期（信息内容的生成满足用户信息需求的实现一信息产品的消亡）对环境的影响的系统研究还比较少。故而本文围绕数字化信息内容的创建，原材料的使用和运输，信息产品的生产、分销、存储、管理、获取、使用、循环利用、处理这一完整的生命周期，来研究数字化信息服务对环境的影响。3基于生命周期评价的数字信息服务的环境影响分析

生命周期评价方法的优势在于它把产品和服务从原材料的获取、设计、制造、使用、循环利用、最终处理的整个生命周期阶段的能源输入和输出进行了系统分析，评估产品或服务的资源效益和环境效益，找出影响环境的主要因素，根据评价结果，为清洁生产或绿色服务提出改进措施。本文首先用生命周期评价理论确定图书馆传统实体信息服务和数字化信息服务能源消耗的过程，评估印刷产品（图书和期刊）及其数字化信息资源影响环境的相关因素，以帮助图书馆以能源最小消耗的原则优化配置馆藏资源，选择节能环保产品。同时有利于信息产品生产商以此为评价基准选择原材料和供货商，改进生产方法，进行清洁生产，为改善环境做出应有贡献。然后用简单的数学计算来确定中国印刷图书和期刊所排放的二氧化碳当量（指在辐射强度上与某种温室气体质量相当的二氧化碳的量），证明图书馆以数字化信息服务替代传统信息服务，减少纸张的使用所产生的环境效益。

3.1 数字化信息服务与传统信息服务的环境影响

图书馆信息服务生命周期内的环境影响因素包括信息内容的创建、生产、分销、存储、获取、使用、循环利用、处理。表1为印刷品（图书和期刊）及其数字化信息影响环境所涉及的相关因素。

从表1可以看出，数字化信息服务少了纸张的生产、印刷、图书的分销阶段，但依赖电子设备，如计算机、笔记本电脑、平板电脑、电子阅读器等。大量研究表明，印刷书刊对环境的最主要影响来自于纸张制作、书籍印刷和分销阶段，根据恩洛斯的研究估算，印刷产品90%的二氧化碳排放量来自原材料的消耗、纸张的制作、书籍的生产和流通过程。而数字化信息对环境的影响主要来自于所依赖的电子设备的生产和处理过程。莫伯格对纸质书籍和电子书对环境的影响作了比较，图1是在一个电子阅读器阅读48本电子书的前提下，两种形式的书籍对环境的消耗。从图1中可以看出纸质书籍在酸雨、臭氧消耗、淡水水体生态毒性和光化臭氧生成上的影响低于电子书，但是从总体环境消耗看，电子书明显具有更高的效益。穆罕默德·艾哈迈迪也对平板设备上的电子期刊与纸质期刊对环境的影响进行了比较，从图2可见，电子期刊不管是在产生初期还是在成熟时期，总体的环境影响都低于纸质期刊。平板设备发展的成熟阶段，随着读者使用平板设备阅读电子期刊的数量增多，与阅读同等数量的纸质期刊相比，电子期刊的环境效益将会更加明显。

另外，数字化信息服务节省了分销阶段书刊被运至仓库、零售商、图书馆等的大量运输消耗，同时也节省了读者往返图书馆借书还书的时间和交通路程。信息资源的存储和保管阶段，印刷书刊不仅需要大面积的物理存储空间，而且需要长年恒定的温度和湿度。随着书籍的增多需要不断地拓展存储空间，增加大量人工进行日常保管和维护，也会产生大量能源消耗。数字化信息资源的存储和保管依赖于服务器和其他电子存储设备，信息技术及设备的有效性决定信息资源存储空间及保管期限，随着信息技术的不断改进和云计算的应用，信息资源存储空间将会不断扩大，云端的共享资源也将会使信息资源减少对设备的依赖，数字信息资源存储与保管的能源消耗将会不断减少，而印刷书籍则会随着时间推移不断加大能源消耗量。值得注意的是，信息资源的处理阶段对环境的影响不容忽视，图书的焚毁与填埋、电子垃圾的产生与处理将会产生大量的二氧化碳，在处理信息资源的过程中必须加强回收与利用，在使用过程中，尽可能延长电子设备的使用寿命。

以上分析可以证明，数字化信息服务比传统信息服务具备更高的环境效益。图书馆以电子书刊替代纸质书刊，鼓励读者使用电子书刊，将会有利于环境的可持续发展。

3.2 基于生命周期理论的纸质书刊对环境影响的测量

国外已有科学工作者在生命周期评价方法基础上计算了印刷书刊所产生的二氧化碳排放当量。根据清洁技术集团公司和巴布科克管理学院的研究报告显示的标准，两个研究机构计算出每本图书在整个生命周期阶段排放的二氧化碳当量分别为7.46kg/本和10.2kg/本。表2提供了4个国家一年销售或生产图书的总数及其相应产生的二氧化碳当量，表中各国每年的二氧化碳排放总量来自二氧化碳信息中心（Carbon Dioxide Information Analy-sis Center，CDIAC）公布的数据。

从表2可以看出各国印刷图书每年产生的二氧化碳数量触目惊心，这几个能源消耗大国的图书的二氧化碳排放量占了本国的0.5%-1%左右。根据CDIAC公布的2010年全球二氧化碳排放数据，中国和美国总的图书二氧化碳排放量占了当年全球总排放量的0.3%。显而易见，每年印刷图书的生产给环境造成了巨大的压力。据估算，这些出版的书籍有相当大一部分是用于学术和研究的目的，因此，信息服务机构，特别是全国各类图书馆只购买和获取数字化形式图书，为用户提供数字化的信息服务，可以显著减少纸质图书的生产，从而大量减少由于生产、分配、存储、维护和使用纸质书籍而产生的二氧化碳，这对改善大气环境有一定效果。

3.3 图书馆开展数字化信息服务的环境效益分析

根据清洁技术集团公司和巴布科克管理学院对图书生命周期的二氧化碳排放量的推算，图书馆每新购一本书意味着这本书增加了图书馆生命发展阶段碳的排放量。而根据中国文化文物统计年鉴2012年最新数据对全国公共图书馆新购图书量的统计，从表3可以看出，2008年到2011年，全国公共图书馆每年购书量从2000多万增长至近4000万，那么意味着全国公共图书馆每年新增图书的二氧化碳排放量也从20万吨左右增加到40万吨左右，每年新增图书越多，对环境造成的压力就越大。需要说明的是，因为统计的是图书生命周期阶段碳的排放量，所以表3和表4所显示出的二氧化碳排放量并不是图书当年碳的排放量，而是图书馆因为新购的这些图书而产生的二氧化碳排放全部累积量。以此可以推论，图书馆提供数字化信息服务，减少纸质图书的购买，将有效降低二氧化碳排放。

表4为2004年和2011年4所大学图书馆馆藏数量的对比以及7年间各个图书馆新增图书在生命周期阶段碳的排放量。从表4推算，7年间4所大学每年都保持着20万册书左右的增长速度，也就是说平均每所大学每年因购买新书而产生的二氧化碳排放量以1500吨到2000吨的速度增长。以此类推，中国所有的大学图书馆每年新增图书对环境造成的影响是相当惊人的。从表3和表4中可以看出，如果中国公共图书馆和高等院校图书馆，甚至其他专业图书馆等从传统信息服务向数字化信息服务模式转变，图书馆将会因减少新书的购买而大量减少二氧化碳的排放，这是数字信息化服务对环境可持续所做的贡献，也是开展节能环保的新举措。

4 数字化信息服务对环境可持续影响的思考

本文基于国内外关于信息服务与环境发展相互关系的理论成果，对图书馆传统信息服务和数字化信息服务生命周期阶段的环境影响进行比较分析后发现：数字化信息资源的使用，将大大减少二氧化碳的排放量，从而缓解大气升温问题，有利于信息行业的可持续发展。但也应该看到，数字化信息也会带来一定的环境影响，应通过以下方式尽可能减少其影响，发挥其积极作用。

（1）国内外学者普遍认为云计算的应用是信息服务机构实现绿色信息服务的有效途径。云计算超强的计算能力，无限的存储空间和云端的共享资源，超强的平台与软件服务，低成本的基础设施服务是信息服务机构实现低碳节能减排的主要优势。但是，目前我国信息服务机构引入云服务模式还处于起步阶段，“云”数据资源、云服务供应商、云计算产品的选择，服务理念的更新，用户云服务观念的培养，低碳阅读的倡导，云服务的低碳优势的充分发挥等都是信息服务机构应当深入思索的问题。

（2）以数字化信息资源和服务替代物质产品的使用，可减少一定的能源消耗。但是，支撑数字化信息服务的网络基础设施、通信设备、计算机硬件或其他电子设备、电子垃圾等还是环境污染来源，而要实现数字化信息服务的可持续发展，就必须把“低成本投入、低资源消耗、低环境污染和高经济效益”的运作模式纳入数字设备的生产、分配、使用和处理过程中，提倡清洁生产，绿色消费，最小废弃理念，最终形成“资源—产品—再生资源”的良性生态循环系统。

（3）目前，数字化信息服务还不能完全替代传统信息服务，电子书刊也不可能完全替代纸质书刊而存在，信息服务机构可以根据用户的偏好和习惯、资源的利用率，合理布局信息服务空间，综合传统和数字信息服务两种方式，建立全面协调、虚实共享的馆藏体系，为用户提供高效节能的信息服务。

（4）国内目前比较缺乏信息产品和服务对环境影响的相关数据，需要建立科学的方法和手段对信息资源管理和使用过程中的能源消耗、温室气体排放量进行系统测量和评估。

（5）数字化信息服务与环境的关系是数字化信息服务可持续发展的一部分。数字化信息服务如何对经济、社会、环境产生影响，它们之间有怎样的相互作用等方面还有待深入研究。