湖泊

沃里克·F.文森特，加拿大魁北克市拉瓦尔大学生物学教授，教授湖沼学与海洋学。加拿大水生生态系统研究委员会主席，加拿大皇家地理学会会员，新西兰皇家学会荣誉会员。他因研究北极和南极地区的生态系统而闻名，当前研究主要集中于湖泊、河流和加拿大北部近海水域。著有《南极洲的微生物生态系统》（1988）、《极地湖泊与河流：北极与南极洲水生生态系统湖沼学》（2008）等专著。

致谢

第一章 引言

第二章 深邃的水体

第三章 阳光与运动

第四章 生命支持系统

第五章 终端是鱼的食物链

第六章 极端湖泊

第七章 湖泊与我们

译名对照表

扩展阅读

什么是湖泊？乍一看，这似乎是个简单的问题：湖泊即被陆地所包围的水体。但这个枯燥死板的物理定义仅仅是回答的开端，湖泊的本质和含义有着许多其他有趣的解读。对淡水生物学家来说，湖泊就是陆地上的绿洲，其中微生物、植物和动物相互影响，湖泊内的物种、食物网和生态过程也亟待探索。环境学家则从化学角度出发，将湖泊视为和大气交换气体的活反应堆。湖泊收集并转化从邻近集水区冲洗出来的物质，同时也是水生植物和藻类通过光合作用合成新的有机物的场所。我的一些同事从事湖泊沉积物中微观化石的研究，对他们而言，湖泊是丰富的信息库，可以告知过去和现在，并引导我们制订未来的计划。

对水文工程师和大众来说，湖泊是不可或缺的资源，通过管理、治理现有湖泊和人工造湖，可以满足日益增长的饮用水、水力发电、渔业和其他生态系统服务等需求。维持这些服务需求则需要对表面水和地下水的平衡保持密切关注，包括它们的流入量、蒸发量、抽取量和流出量，这些条件共同决定了湖盆中保有的水量。水资源在世界上的许多地方都极度匮乏。在当前全球气候变化的大环境下，湖泊的水量出入平衡越发岌岌可危，其管理也显得困难重重且富有挑战。

从物理层面来讲，湖泊系指由太阳与风所驱动的持续运动的水体。在不同的季节，湖水可依据许多不同性质的差异分层，如温度、含氧量、颜色和含盐量。这些分层有时会出乎意料地显著，但在每年的混合期则会被打破。湖泊是陆地景观中水体联通且缓慢流动的管道：水从其中流入流出，但这种有序运动会持续地被风力引起的漩涡、流涡和逆流所干扰，甚至在水下，这种波的生成和破碎也在进行。

每年夏天，当我前往科考场所，飞过加拿大北部地区上空的时候，目光所及之处，下方的淡水湖犹如闪闪发光的群岛；或在更北更寒冷的纬度，白雪覆盖的湖冰镶嵌在起伏的苔原上。在部分研究中，我们关心微观生物在这些如群星般繁多的极地湖泊和池塘中的分布，以及这些具体的湖泊或池塘是怎样决定了这种分布。而对于研究鱼类和其他水生生物进化的人来说，最古老的湖泊群即一个个实验室。其中发生的繁殖、基因变异和物种形成的过程，能够帮助我们理解这个星球上的生物多样性是怎样进化而成和持续变化的。查尔斯·达尔文甚至推测生命可能是在“一些温暖且富含氨和磷盐的池塘”中诞生的。

湖泊是陆地的最低点，并最终汇入海洋(除有些例外）。从这个角度看，湖泊作为其周围环境的集成者（图1)，反映了其流域（又称集水区或水域）供水、植被、地质、环境内的自然活动和人文活动的综合影响。所以湖泊也可作为反映环境变化的指标，用来监测局部环境中人文活动的当前规模与长期影响，以及区域和全球范围内正在发生的气候变化、污染物扩散和生物多样性的变化。

接下来就是面积的问题。达尔文提出的那个温暖的小池塘能被视为湖泊吗?有的人将池塘定义为深度允许人蹚过的水体，但在沼泽湿地，这种以身试深的测试方法并不明智。有的人将池塘定义为可被冻结至水底的水体，而湖泊则不能，但这种十分具有加拿大特色的对水生世界的认知却并不适于其他地方。此外，即使在加拿大，表面覆冰的底层水也特别抗冻。在英格兰湖区，游客会发现当地人把小型水体称为“山中小湖”（tarns），大一些的则被称为“湖”(lakes)、“池子”(meres）或者“水”(waters),对具体称谓的使用并没有明确的共识。

作为一种陆生水体系统，湖泊被喻为“大地的明珠”，遍布陆地的各个角落。从南极洲神秘的冰下湖沃斯托克湖，到美国文学中著名的瓦尔登湖，湖泊既各自有着与众不同的个性，又共有某些相同的基本特征。在本书中，作者追随“湖沼学之父”弗朗索瓦·A.福雷尔的脚步，从多学科的角度对当前的湖泊研究做了系统的阐述，内容包括湖泊的诞生与消失、湖泊沉积物所记录的环境信息、湖水的季节性混合运动以及湖泊与周遭环境的相互影响等，并重点介绍了湖泊作为生态系统所具有的活力与价值。