湖泊學是揭示湖泊生態(tài)系統(tǒng)演變過程與機理的科學,是涉及物理學、化學、生物學和地質(zhì)學等諸多學科的交叉學科。我國湖泊分布廣泛,很多位于亞熱帶,且多屬淺水湖泊,其起源、理化性質(zhì)和生物群落特征等方面與其他國家存在差別。
《湖泊學》在豐富國際湖泊學理論的同時,主要依據(jù)我國湖泊研究成果進行撰寫,從湖泊學的基本概念和發(fā)展歷史著手,介紹了湖泊的形成與演化歷史、湖泊類型以及空間分布特征。在此基礎(chǔ)上分章闡述湖泊地質(zhì)、湖泊物理學、湖泊化學、湖泊生物學的主要內(nèi)容,并針對我國湖泊的特征,列舉了部分應(yīng)用案例。最后介紹了我國近年來主要實施的湖泊污染治理和生態(tài)修復(fù)工程。
《湖泊學》可作為湖泊學、生態(tài)、環(huán)境、地理及地質(zhì)等相關(guān)專業(yè)高校師生的專業(yè)課學習用書,也可供相關(guān)科研人員和管理人員參考。
湖泊具有的經(jīng)濟價值和文化價值與生產(chǎn)力發(fā)展、人類社會的經(jīng)濟需要密切相關(guān),值得進行必要的研究。隨著社會向更高的發(fā)展階段過渡,產(chǎn)生了日益廣泛的對于自然資源利用的要求,其中當然也包括湖泊。湖泊的使用價值是多方面的,這就使得人們有必要了解關(guān)于這類水體的各方面情況。早在湖泊學成為一門獨立的學科之前,湖泊就已經(jīng)從兩個方面引起了人們的注意。一方面,淡水湖提供捕魚的場地;另一方面,鹽湖可以發(fā)展采鹽業(yè)。湖泊不僅是人類生存與發(fā)展所必需的重要水源之一,也是興農(nóng)興漁和水上交通的物質(zhì)基礎(chǔ),一些湖泊還是重要的文化遺產(chǎn),給人類提供了超物質(zhì)的精神享受。
湖泊學的發(fā)展密切聯(lián)系著其他相關(guān)學科,首先是生物學、自然地理學和水文學,之后又與水化學、水物理學、地質(zhì)學的發(fā)展有密切的聯(lián)系。當研究某一門學科的發(fā)展歷史時,首先須了解這門學科各個時期在方法上和理論上的發(fā)展,了解其發(fā)展歷史、經(jīng)典理論、主要學術(shù)組織和代表人物等。但是,全面地講述湖泊學發(fā)展歷史乃是專門著作的任務(wù)。在本書有限的篇幅中,我們不可能充分地按照年代序列進行說明,只能局限于對湖泊學不同發(fā)展階段的主要方向和研究成果做出概述,列舉一些最杰出的、對湖泊學有重要推動作用的工作。
湖泊學界曾因大量的經(jīng)費被投入應(yīng)用領(lǐng)域而引發(fā)了一場大辯論。辯論范圍極其廣泛,從科學研究的目的、基礎(chǔ)與應(yīng)用科學的優(yōu)缺點,到長期生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測與短期簡化的基礎(chǔ)科學研究的重要性等,都囊括其中。令人鼓舞的是,因為此番辯論,湖泊學的內(nèi)涵得以豐富,發(fā)展得更加生機勃勃。此外,投入應(yīng)用研究的經(jīng)費也被允許進行部分基礎(chǔ)科學研究;A(chǔ)與應(yīng)用研究的結(jié)合對湖泊學的發(fā)展具有里程碑式的意義。一方面,關(guān)于應(yīng)用問題的研究有助于湖泊學家從中推導(dǎo)歸納出普適性原理;另一方面,基礎(chǔ)研究是應(yīng)用研究與技術(shù)開發(fā)的源泉,如基于食物網(wǎng)研究發(fā)展起來的生物操縱在湖泊、濕地、水庫等水體的管理工作中得到了廣泛的應(yīng)用。
但是,我國湖泊學研究起步較晚,缺少系統(tǒng)性論著,目前國內(nèi)教學使用的大多是國外生態(tài)學家與湖泊學家所出版書籍的譯著。同時,國內(nèi)高校與研究所尚未設(shè)置湖泊學專業(yè),一定程度上阻礙了我國湖泊學的發(fā)展、人才培養(yǎng)與學科建設(shè)。因此,十分有必要編寫一部湖泊學著作。本書需要提請讀者注意以下幾個問題:
第一,湖泊學仍是一門發(fā)展中的學科。學者對湖泊學的認識是一個逐步發(fā)展的過程,研究對象從水生生物個體到種群、群落,再到整個生態(tài)系統(tǒng),包含了生物、氣候、水文、地質(zhì)、物理和化學等多門學科知識。因此,本書只能對迄今為止湖泊學的發(fā)展做簡要的介紹與解釋。一本用來介紹某個學科的著作不應(yīng)該也不可能面面俱到,而是應(yīng)該讓讀者認識到它的發(fā)展與變化。只有認識到湖泊學的不完整性,學生才能用批判的態(tài)度從教科書和學術(shù)論文中獲得知識。愛因斯坦曾經(jīng)說過做任何事情都必須盡可能簡單,但又不能過于簡單。盡管簡明扼要是必需的,但本書仍試圖從湖泊的物理、化學、生物、地質(zhì)成因等角度做出說明,以使讀者能夠初步了解湖泊學具有的多學科特性。
第二,無論是本科生還是研究生,乃至專業(yè)的研究人員,都應(yīng)當注意的一點就是如何在學術(shù)觀點和數(shù)據(jù)之間找到平衡。研究人員從各自研究領(lǐng)域中得到的數(shù)據(jù)分析與結(jié)論通常都帶有強烈的個人研究背景與專業(yè)色彩,毫無疑問,不同領(lǐng)域的科學家對同一批數(shù)據(jù)很有可能得出完全不同甚至相反的結(jié)論,這就使得初學者難以辨別結(jié)論的客觀性與可靠性。因此,對于專業(yè)的學術(shù)問題則需要讀者閱讀專業(yè)刊物中的學術(shù)論文,形成自己的判斷與見解。
第1章 湖泊學概念與發(fā)展歷史
1.1 湖泊學概念與內(nèi)涵
1.2 國際湖泊學發(fā)展歷史
1.2.1 歐洲湖泊學發(fā)展歷史
1.2.2 北美湖泊學發(fā)展歷史
1.2.3 俄國(蘇聯(lián))湖泊學發(fā)展歷史
1.2.4 日本湖泊學發(fā)展歷史
1.3 我國湖泊學發(fā)展歷史
1.4 主要湖泊學學會、期刊與國際會議
1.5 湖泊學發(fā)展趨勢與面臨的挑戰(zhàn)
參考文獻
第2章 湖泊形成演化與分布
2.1 湖泊的形成
2.1.1 冰川湖
2.1.2 構(gòu)造湖
2.1.3 火山口湖
2.1.4 河成湖
2.1.5 潟湖
2.1.6 其他成因自然湖泊
2.2 湖泊的歷史演化
2.2.1 自然湖泊的長期演化
2.2.2 自然湖泊的近代演化
2.3 湖泊的現(xiàn)代分布
2.3.1 我國湖泊分布及特征
2.3.2 世界湖泊特征與典型湖泊群
2.3.3 湖泊時空特征調(diào)查方法與進展
參考文獻
第3章 湖泊地質(zhì)
3.1 湖泊沉積過程及動力學
3.1.1 物理沉積作用
3.1.2 化學沉積作用
3.1.3 沉積分異作用
3.1.4 生物沉積作用
3.1.5 沉積后作用
3.1.6 湖泊沉積作用空間分異的動力學特征
3.2 湖泊沉積物特征
3.2.1 湖泊沉積物的物理特征
3.2.2 湖泊沉積物的化學特征
3.2.3 湖泊沉積物的生物特征
3.2.4 湖泊沉積的構(gòu)造特征
3.3 湖泊沉積記錄的環(huán)境演化
3.3.1 基本原理
3.3.2 研究方法
3.3.3 古環(huán)境重建
參考文獻
第4章 湖泊物理
4.1 湖泊水量
4.1.1 湖泊水量的特征要素與水量平衡
4.1.2 輸入水量
4.1.3 輸出水量
4.1.4 湖水與地下水交換量
4.1.5 湖泊水量平衡計算實例
4.2 湖泊光學
4.2.1 湖泊光學基本概念
4.2.2 湖泊生物光學特性
4.2.3 水下光輻射傳輸過程
4.2.4 水下光輻射衰減影響因素
4.2.5 水色遙感應(yīng)用
4.3 湖泊水溫與熱力分層
4.3.1 湖泊水溫基本概念
4.3.2 湖泊水溫的變化特征及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)
4.3.3 湖泊熱力分層及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)
4.4 湖泊波浪
4.4.1 波浪基本概念和特點
4.4.2 湖泊風浪的計算
4.4.3 湖泊風浪效應(yīng)
4.5 湖流
4.5.1 湖流的概念
4.5.2 湖流動力學
4.5.3 湖泊流場的影響因素
4.5.4 典型淺水湖泊的湖流特征
參考文獻
……
第5章 湖泊化學
第6章 湖泊生物
第7章 湖泊環(huán)境
索引