數字化信息服務對環境可持續發展的貢獻研究

鄧勝利　凌菲

摘要 基于國內外信息服務與環境發展相互關系的理論成果，文章比較分析了圖書館傳統信息服務和數字化信息服務生命周期階段對環境的影響，發現了數字化信息服務對環境可持續發展的積極促進作用。數字化信息資源的使用，將會大大減少二氧化碳的排放量，從而緩解大氣升溫問題，有利于信息服務行業的可持續發展。

關鍵字 數字化信息服務 生命周期評價 環境 可持續發展

1 研究背景

近年來，氣候與環境變化引起了全世界的廣泛關注，減少溫室氣體的排放已成為各國所要解決的重點問題。我國正在將節能減排與環境保護融入社會發展的全過程。2013年1月份以來持續的霧霾天氣，讓更多的人意識到社會與環境可持續發展的重要性。一些國家和政府正在對能源和資源在不同領域的消耗進行大量研究，旨在減少不同生產領域中的能源消耗，降低二氧化碳排放量，找到氣候變化的解決方案。

李園等的研究表明，信息產業相關行業，如造紙、印刷、通信、計算機和電子設備制造等，二氧化碳排放量年增長率超過8%。提高能源利用率、控制二氧化碳排放、實現節能減排目標是各行各業走可持續發展的必由之路。氣候組織發表的研究報告《智慧2020：在信息時代里實現低碳經濟》表明，通過改進并適當地使用信息通信技術，到2020年，全球人均二氧化碳排放量將減少15%，它還建議信息通信產業運用技術提供等量的虛擬服務取代物質產品和服務，促進信息部門減少對環境的影響。基于上述背景，本文通過研究信息服務部門的數字化信息服務相對于傳統信息服務所產生的環境影響，分析信息部門如何通過提供綠色信息服務發揮改善環境的作用。

2 國內外理論研究現狀

數字化信息服務是指在現代信息技術條件下，信息服務機構通過統一的集成平臺面向用戶提供不同表現形式的信息資源，包括本地的、遠程的、擁有的、許可的、免費的、商業的、數字的、書目的、全文的、鏈接的、多媒體的、跨越時空的數據，滿足用戶信息需求的一種信息服務。高校圖書館是為教學和科學研究服務的文獻信息中心，是用戶最頻繁使用信息資源的服務機構。支撐數字化信息資源的基礎設施、技術設備、館藏信息資源、用戶獲取和使用信息的方式等都與環境產生物質能量的交換。通過提供數字化信息服務，實施節能環保戰略，合理利用現代信息技術減少溫室氣體的排放量，改善環境，成為當今高校圖書館應當關注的新課題。針對數字化信息服務與環境的可持續發展問題，國內外學者從不同的角度，開展了一系列的研究。

2.1 國外理論研究現狀

國外研究主要集中在信息載體、圖書館或其他信息機構、信息服務方式等對環境的影響。

（1）信息載體對環境的影響

大部分文獻主要通過比較生產和使用紙質圖書和電子圖書的過程中所產生的二氧化碳排放數據來分析何種載體具有更高的環境效益，從而采取相應的環保措施。喬杜里運用生命周期法比較了電子書刊和印刷書籍在不同生命周期階段對環境的影響，認為信息服務機構通過非物質作用向用戶提供虛擬的數字信息取代傳統書籍的使用，將會大量減少二氧化碳的排放。恩洛斯認為基于網絡的多媒體教學將比書本教學的環境影響高出10—30倍。莫伯格等用生命周期評價方法對印刷型報紙和電子報紙的生產、使用和處理階段的潛在環境影響進行了評估，發現對環境產生顯著影響的是紙張和平板電子設備，電子報紙對環境的影響遠低于印刷報紙。莫伯格等還用生命周期評價法從環境視角對電子書替代紙質書進行了討論，認為兩種形式的圖書對環境的影響各有不同，電子書對環境的主要影響在于電子閱讀器的生產消耗。隨著用電子閱讀器閱讀電子書越多.設備的使用壽命加長，它對環境的影響將會明顯小于紙質圖書。穆罕默德·艾哈邁迪對印刷版期刊和平板設備上的電子期刊進行了比較，發現平板設備上的期刊在產生和成熟階段具有不同的環境影響，成熟階段的環境影響相對較小，與印刷期刊相比，讀者閱讀的數量和時間是主要的影響因素。分析期刊本身的環境影響，印刷期刊遠遠高于平板設備上的電子期刊。

（2）圖書館等信息服務機構的可持續發展分析

大衛等運用生命周期評價模型，發現紙質期刊的閱讀數量對能源消耗有顯著影響，個人獲取信息的交通運輸能源消耗占主要因素，用戶打印文章對環境有一定影響，而數字圖書館的網絡基礎設施本身能耗相對較小，作者建議讀者盡可能閱讀數字化格式的信息.減少打印行為。瑪利亞安娜和詹姆斯從多方面闡述了圖書館可持續發展問題，認為圖書館是一個巨大的能源消耗機構，缺乏全面、系統的環境影響測量數據，包括對圖書館建筑、水、電、紙張、電子設備、各類垃圾的能源消耗的測量。作者認為加強數字化信息服務是圖書館可持續發展的重要環節。

（3）數字化信息服務的環境影響研究

貝爾庫特和赫廷認為基于信息通信技術的數字化信息服務對環境會產生消極和積極的影響。網絡基礎設施、通信設備生產，計算機硬件的電能消耗、電子垃圾的處理等對環境產生不利影響。其積極影響在于數字化信息服務的非物質化、虛擬化、非運動性產生的巨大的經濟效益和社會效益。非物質化包括計算機網絡、信息管理應用系統在優化經濟產業結構、整合資源、提高能源利用效率等方面所發揮的作用，是以盡可能小的物質消耗產生最大的經濟效益，從而實現經濟增長由資源密集型向信息密集型轉變。虛擬化則是一種替代作用，利用數字化信息資源和服務替代物質產品的使用，減少能源消耗。非運動性則是通過網絡、數字化的通信工具獲取和傳播數字化信息，突破了時空限制，從而節省了傳統信息交流產生的交通運輸消耗。喬杜里分析了目前綠色IT技術的研究成果，認為高等教育部門信息服務的可持續發展是基于云服務模型的綠色信息服務，利用綠色信息技術成果和云計算設備促進各類資源的最大化共享，以降低經濟成本與能源消耗，最終減少溫室氣體的排放。綠色信息服務包括數字圖書館的建立，以數字化信息替代印刷型信息資源，建立聯機數據庫并提供網絡資源的搜索服務等。

2.2 國內理論研究現狀

國內研究者主要闡述數字化信息服務如何促進圖書館的可持續發展，體現在以下幾個方面。

（1）成本與效用的管理

彭蓓蕾把投入產出原理運用到信息服務管理中，通過分析圖書館的信息服務成本與效益，提出降低成本、提高圖書館信息服務效益的對策。她認為信息服務網絡化、電子資源共享化是圖書館降低成本、提高服務質量的關鍵所在。趙青從用戶需求、產品設計與質量、理想的信息鏈等角度分析了數字化信息服務的主要框架，提出了以用戶為導向的成本管理理念，從成本與效益的對比中尋找成本管理的最小化，提高數字化信息服務的質量和效益。郭以建等運用經濟學相關理論討論紙質資源與電子資源的配置問題，提出高校圖書館文獻資源建設就是在保證圖書館良性運轉的基礎上，力求以有限的資源經費，實現紙質資源與電子資源更加科學合理的配置。

（2）信息資源與圖書館的可持續發展

胡紹軍認為圖書館是環境能源的重要消耗者，圖書館每年的紙質資源能源消耗量是觸目驚心的，其他電子資源和設備也大量消耗能源，圖書館必須構建基于共享、虛實結合的館藏體系。徐進認為，相較于傳統的服務方式，圖書館應突破有關限制，建立超時空、互動的網絡信息服務，最大限度地降低交流成本、擴大交流的輻射面，并實施數字化信息服務，加強電子文獻采購，獲得各種信息資源，建立數字形式的虛擬館藏。熊菊敏等認為高校圖書館可持續發展的根本出路是實現信息資源的共享，加強計算機網絡和數據庫資源的建設，優化資源配置，形成開放性的信息網絡化結構，實現全社會的信息資源共享。

（3）云計算服務的應用和信息共享空間的建立

任珉等認為云計算的應用是圖書館低碳環保的關鍵。云計算服務的引入使圖書館節約了服務器和軟件的購買與開發費用，節省了管控電腦的運作成本，更加低碳環保。王寧分析了云計算在提高圖書館信息資源利用率和低碳節能方面的優勢。張惠君等針對當前信息服務的多元化特點，以陜西地區高校圖書館的用戶為對象，對圖書館各類信息服務進行調查分析，結果表明，當前傳統圖書館服務和電子資源服務仍然是主流，紙質圖書和電子期刊是用戶最重要的信息來源，數據庫檢索功能以及OPAC服務是用戶主要的信息獲取方式，在未來很長時間內，圖書館信息共享空間將發揮重要作用。

從目前國內外研究現狀來看，關于信息服務整個生命周期（信息內容的生成滿足用戶信息需求的實現一信息產品的消亡）對環境的影響的系統研究還比較少。故而本文圍繞數字化信息內容的創建，原材料的使用和運輸，信息產品的生產、分銷、存儲、管理、獲取、使用、循環利用、處理這一完整的生命周期，來研究數字化信息服務對環境的影響。3基于生命周期評價的數字信息服務的環境影響分析

生命周期評價方法的優勢在于它把產品和服務從原材料的獲取、設計、制造、使用、循環利用、最終處理的整個生命周期階段的能源輸入和輸出進行了系統分析，評估產品或服務的資源效益和環境效益，找出影響環境的主要因素，根據評價結果，為清潔生產或綠色服務提出改進措施。本文首先用生命周期評價理論確定圖書館傳統實體信息服務和數字化信息服務能源消耗的過程，評估印刷產品（圖書和期刊）及其數字化信息資源影響環境的相關因素，以幫助圖書館以能源最小消耗的原則優化配置館藏資源，選擇節能環保產品。同時有利于信息產品生產商以此為評價基準選擇原材料和供貨商，改進生產方法，進行清潔生產，為改善環境做出應有貢獻。然后用簡單的數學計算來確定中國印刷圖書和期刊所排放的二氧化碳當量（指在輻射強度上與某種溫室氣體質量相當的二氧化碳的量），證明圖書館以數字化信息服務替代傳統信息服務，減少紙張的使用所產生的環境效益。

3.1 數字化信息服務與傳統信息服務的環境影響

圖書館信息服務生命周期內的環境影響因素包括信息內容的創建、生產、分銷、存儲、獲取、使用、循環利用、處理。表1為印刷品（圖書和期刊）及其數字化信息影響環境所涉及的相關因素。

從表1可以看出，數字化信息服務少了紙張的生產、印刷、圖書的分銷階段，但依賴電子設備，如計算機、筆記本電腦、平板電腦、電子閱讀器等。大量研究表明，印刷書刊對環境的最主要影響來自于紙張制作、書籍印刷和分銷階段，根據恩洛斯的研究估算，印刷產品90%的二氧化碳排放量來自原材料的消耗、紙張的制作、書籍的生產和流通過程。而數字化信息對環境的影響主要來自于所依賴的電子設備的生產和處理過程。莫伯格對紙質書籍和電子書對環境的影響作了比較，圖1是在一個電子閱讀器閱讀48本電子書的前提下，兩種形式的書籍對環境的消耗。從圖1中可以看出紙質書籍在酸雨、臭氧消耗、淡水水體生態毒性和光化臭氧生成上的影響低于電子書，但是從總體環境消耗看，電子書明顯具有更高的效益。穆罕默德·艾哈邁迪也對平板設備上的電子期刊與紙質期刊對環境的影響進行了比較，從圖2可見，電子期刊不管是在產生初期還是在成熟時期，總體的環境影響都低于紙質期刊。平板設備發展的成熟階段，隨著讀者使用平板設備閱讀電子期刊的數量增多，與閱讀同等數量的紙質期刊相比，電子期刊的環境效益將會更加明顯。

另外，數字化信息服務節省了分銷階段書刊被運至倉庫、零售商、圖書館等的大量運輸消耗，同時也節省了讀者往返圖書館借書還書的時間和交通路程。信息資源的存儲和保管階段，印刷書刊不僅需要大面積的物理存儲空間，而且需要長年恒定的溫度和濕度。隨著書籍的增多需要不斷地拓展存儲空間，增加大量人工進行日常保管和維護，也會產生大量能源消耗。數字化信息資源的存儲和保管依賴于服務器和其他電子存儲設備，信息技術及設備的有效性決定信息資源存儲空間及保管期限，隨著信息技術的不斷改進和云計算的應用，信息資源存儲空間將會不斷擴大，云端的共享資源也將會使信息資源減少對設備的依賴，數字信息資源存儲與保管的能源消耗將會不斷減少，而印刷書籍則會隨著時間推移不斷加大能源消耗量。值得注意的是，信息資源的處理階段對環境的影響不容忽視，圖書的焚毀與填埋、電子垃圾的產生與處理將會產生大量的二氧化碳，在處理信息資源的過程中必須加強回收與利用，在使用過程中，盡可能延長電子設備的使用壽命。

以上分析可以證明，數字化信息服務比傳統信息服務具備更高的環境效益。圖書館以電子書刊替代紙質書刊，鼓勵讀者使用電子書刊，將會有利于環境的可持續發展。

3.2 基于生命周期理論的紙質書刊對環境影響的測量

國外已有科學工作者在生命周期評價方法基礎上計算了印刷書刊所產生的二氧化碳排放當量。根據清潔技術集團公司和巴布科克管理學院的研究報告顯示的標準，兩個研究機構計算出每本圖書在整個生命周期階段排放的二氧化碳當量分別為7.46kg/本和10.2kg/本。表2提供了4個國家一年銷售或生產圖書的總數及其相應產生的二氧化碳當量，表中各國每年的二氧化碳排放總量來自二氧化碳信息中心（Carbon Dioxide Information Analy-sis Center，CDIAC）公布的數據。

從表2可以看出各國印刷圖書每年產生的二氧化碳數量觸目驚心，這幾個能源消耗大國的圖書的二氧化碳排放量占了本國的0.5%-1%左右。根據CDIAC公布的2010年全球二氧化碳排放數據，中國和美國總的圖書二氧化碳排放量占了當年全球總排放量的0.3%。顯而易見，每年印刷圖書的生產給環境造成了巨大的壓力。據估算，這些出版的書籍有相當大一部分是用于學術和研究的目的，因此，信息服務機構，特別是全國各類圖書館只購買和獲取數字化形式圖書，為用戶提供數字化的信息服務，可以顯著減少紙質圖書的生產，從而大量減少由于生產、分配、存儲、維護和使用紙質書籍而產生的二氧化碳，這對改善大氣環境有一定效果。

3.3 圖書館開展數字化信息服務的環境效益分析

根據清潔技術集團公司和巴布科克管理學院對圖書生命周期的二氧化碳排放量的推算，圖書館每新購一本書意味著這本書增加了圖書館生命發展階段碳的排放量。而根據中國文化文物統計年鑒2012年最新數據對全國公共圖書館新購圖書量的統計，從表3可以看出，2008年到2011年，全國公共圖書館每年購書量從2000多萬增長至近4000萬，那么意味著全國公共圖書館每年新增圖書的二氧化碳排放量也從20萬噸左右增加到40萬噸左右，每年新增圖書越多，對環境造成的壓力就越大。需要說明的是，因為統計的是圖書生命周期階段碳的排放量，所以表3和表4所顯示出的二氧化碳排放量并不是圖書當年碳的排放量，而是圖書館因為新購的這些圖書而產生的二氧化碳排放全部累積量。以此可以推論，圖書館提供數字化信息服務，減少紙質圖書的購買，將有效降低二氧化碳排放。

表4為2004年和2011年4所大學圖書館館藏數量的對比以及7年間各個圖書館新增圖書在生命周期階段碳的排放量。從表4推算，7年間4所大學每年都保持著20萬冊書左右的增長速度，也就是說平均每所大學每年因購買新書而產生的二氧化碳排放量以1500噸到2000噸的速度增長。以此類推，中國所有的大學圖書館每年新增圖書對環境造成的影響是相當驚人的。從表3和表4中可以看出，如果中國公共圖書館和高等院校圖書館，甚至其他專業圖書館等從傳統信息服務向數字化信息服務模式轉變，圖書館將會因減少新書的購買而大量減少二氧化碳的排放，這是數字信息化服務對環境可持續所做的貢獻，也是開展節能環保的新舉措。

4 數字化信息服務對環境可持續影響的思考

本文基于國內外關于信息服務與環境發展相互關系的理論成果，對圖書館傳統信息服務和數字化信息服務生命周期階段的環境影響進行比較分析后發現：數字化信息資源的使用，將大大減少二氧化碳的排放量，從而緩解大氣升溫問題，有利于信息行業的可持續發展。但也應該看到，數字化信息也會帶來一定的環境影響，應通過以下方式盡可能減少其影響，發揮其積極作用。

（1）國內外學者普遍認為云計算的應用是信息服務機構實現綠色信息服務的有效途徑。云計算超強的計算能力，無限的存儲空間和云端的共享資源，超強的平臺與軟件服務，低成本的基礎設施服務是信息服務機構實現低碳節能減排的主要優勢。但是，目前我國信息服務機構引入云服務模式還處于起步階段，“云”數據資源、云服務供應商、云計算產品的選擇，服務理念的更新，用戶云服務觀念的培養，低碳閱讀的倡導，云服務的低碳優勢的充分發揮等都是信息服務機構應當深入思索的問題。

（2）以數字化信息資源和服務替代物質產品的使用，可減少一定的能源消耗。但是，支撐數字化信息服務的網絡基礎設施、通信設備、計算機硬件或其他電子設備、電子垃圾等還是環境污染來源，而要實現數字化信息服務的可持續發展，就必須把“低成本投入、低資源消耗、低環境污染和高經濟效益”的運作模式納入數字設備的生產、分配、使用和處理過程中，提倡清潔生產，綠色消費，最小廢棄理念，最終形成“資源—產品—再生資源”的良性生態循環系統。

（3）目前，數字化信息服務還不能完全替代傳統信息服務，電子書刊也不可能完全替代紙質書刊而存在，信息服務機構可以根據用戶的偏好和習慣、資源的利用率，合理布局信息服務空間，綜合傳統和數字信息服務兩種方式，建立全面協調、虛實共享的館藏體系，為用戶提供高效節能的信息服務。

（4）國內目前比較缺乏信息產品和服務對環境影響的相關數據，需要建立科學的方法和手段對信息資源管理和使用過程中的能源消耗、溫室氣體排放量進行系統測量和評估。

（5）數字化信息服務與環境的關系是數字化信息服務可持續發展的一部分。數字化信息服務如何對經濟、社會、環境產生影響，它們之間有怎樣的相互作用等方面還有待深入研究。