湖泊學(xué)是揭示湖泊生態(tài)系統(tǒng)演變過(guò)程與機(jī)理的科學(xué),是涉及物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)等諸多學(xué)科的交叉學(xué)科。我國(guó)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(guó)家存在差別。
《湖泊學(xué)》在豐富國(guó)際湖泊學(xué)理論的同時(shí),主要依據(jù)我國(guó)湖泊研究成果進(jìn)行撰寫(xiě),從湖泊學(xué)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(lèi)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(xué)、湖泊化學(xué)、湖泊生物學(xué)的主要內(nèi)容,并針對(duì)我國(guó)湖泊的特征,列舉了部分應(yīng)用案例。最后介紹了我國(guó)近年來(lái)主要實(shí)施的湖泊污染治理和生態(tài)修復(fù)工程。
《湖泊學(xué)》可作為湖泊學(xué)、生態(tài)、環(huán)境、地理及地質(zhì)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)高校師生的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)用書(shū),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(jì)價(jià)值和文化價(jià)值與生產(chǎn)力發(fā)展、人類(lèi)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)需要密切相關(guān),值得進(jìn)行必要的研究。隨著社會(huì)向更高的發(fā)展階段過(guò)渡,產(chǎn)生了日益廣泛的對(duì)于自然資源利用的要求,其中當(dāng)然也包括湖泊。湖泊的使用價(jià)值是多方面的,這就使得人們有必要了解關(guān)于這類(lèi)水體的各方面情況。早在湖泊學(xué)成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科之前,湖泊就已經(jīng)從兩個(gè)方面引起了人們的注意。一方面,淡水湖提供捕魚(yú)的場(chǎng)地;另一方面,鹽湖可以發(fā)展采鹽業(yè)。湖泊不僅是人類(lèi)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(lèi)提供了超物質(zhì)的精神享受。
湖泊學(xué)的發(fā)展密切聯(lián)系著其他相關(guān)學(xué)科,首先是生物學(xué)、自然地理學(xué)和水文學(xué),之后又與水化學(xué)、水物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)的發(fā)展有密切的聯(lián)系。當(dāng)研究某一門(mén)學(xué)科的發(fā)展歷史時(shí),首先須了解這門(mén)學(xué)科各個(gè)時(shí)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(xué)術(shù)組織和代表人物等。但是,全面地講述湖泊學(xué)發(fā)展歷史乃是專(zhuān)門(mén)著作的任務(wù)。在本書(shū)有限的篇幅中,我們不可能充分地按照年代序列進(jìn)行說(shuō)明,只能局限于對(duì)湖泊學(xué)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(duì)湖泊學(xué)有重要推動(dòng)作用的工作。
湖泊學(xué)界曾因大量的經(jīng)費(fèi)被投入應(yīng)用領(lǐng)域而引發(fā)了一場(chǎng)大辯論。辯論范圍極其廣泛,從科學(xué)研究的目的、基礎(chǔ)與應(yīng)用科學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn),到長(zhǎng)期生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與短期簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)科學(xué)研究的重要性等,都囊括其中。令人鼓舞的是,因?yàn)榇朔q論,湖泊學(xué)的內(nèi)涵得以豐富,發(fā)展得更加生機(jī)勃勃。此外,投入應(yīng)用研究的經(jīng)費(fèi)也被允許進(jìn)行部分基礎(chǔ)科學(xué)研究。基礎(chǔ)與應(yīng)用研究的結(jié)合對(duì)湖泊學(xué)的發(fā)展具有里程碑式的意義。一方面,關(guān)于應(yīng)用問(wèn)題的研究有助于湖泊學(xué)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(kāi)發(fā)的源泉,如基于食物網(wǎng)研究發(fā)展起來(lái)的生物操縱在湖泊、濕地、水庫(kù)等水體的管理工作中得到了廣泛的應(yīng)用。
但是,我國(guó)湖泊學(xué)研究起步較晚,缺少系統(tǒng)性論著,目前國(guó)內(nèi)教學(xué)使用的大多是國(guó)外生態(tài)學(xué)家與湖泊學(xué)家所出版書(shū)籍的譯著。同時(shí),國(guó)內(nèi)高校與研究所尚未設(shè)置湖泊學(xué)專(zhuān)業(yè),一定程度上阻礙了我國(guó)湖泊學(xué)的發(fā)展、人才培養(yǎng)與學(xué)科建設(shè)。因此,十分有必要編寫(xiě)一部湖泊學(xué)著作。本書(shū)需要提請(qǐng)讀者注意以下幾個(gè)問(wèn)題:
第一,湖泊學(xué)仍是一門(mén)發(fā)展中的學(xué)科。學(xué)者對(duì)湖泊學(xué)的認(rèn)識(shí)是一個(gè)逐步發(fā)展的過(guò)程,研究對(duì)象從水生生物個(gè)體到種群、群落,再到整個(gè)生態(tài)系統(tǒng),包含了生物、氣候、水文、地質(zhì)、物理和化學(xué)等多門(mén)學(xué)科知識(shí)。因此,本書(shū)只能對(duì)迄今為止湖泊學(xué)的發(fā)展做簡(jiǎn)要的介紹與解釋。一本用來(lái)介紹某個(gè)學(xué)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(rèn)識(shí)到它的發(fā)展與變化。只有認(rèn)識(shí)到湖泊學(xué)的不完整性,學(xué)生才能用批判的態(tài)度從教科書(shū)和學(xué)術(shù)論文中獲得知識(shí)。愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)做任何事情都必須盡可能簡(jiǎn)單,但又不能過(guò)于簡(jiǎn)單。盡管簡(jiǎn)明扼要是必需的,但本書(shū)仍試圖從湖泊的物理、化學(xué)、生物、地質(zhì)成因等角度做出說(shuō)明,以使讀者能夠初步了解湖泊學(xué)具有的多學(xué)科特性。
第二,無(wú)論是本科生還是研究生,乃至專(zhuān)業(yè)的研究人員,都應(yīng)當(dāng)注意的一點(diǎn)就是如何在學(xué)術(shù)觀點(diǎn)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(qiáng)烈的個(gè)人研究背景與專(zhuān)業(yè)色彩,毫無(wú)疑問(wèn),不同領(lǐng)域的科學(xué)家對(duì)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(xué)者難以辨別結(jié)論的客觀性與可靠性。因此,對(duì)于專(zhuān)業(yè)的學(xué)術(shù)問(wèn)題則需要讀者閱讀專(zhuān)業(yè)刊物中的學(xué)術(shù)論文,形成自己的判斷與見(jiàn)解。
第1章 湖泊學(xué)概念與發(fā)展歷史
1.1 湖泊學(xué)概念與內(nèi)涵
1.2 國(guó)際湖泊學(xué)發(fā)展歷史
1.2.1 歐洲湖泊學(xué)發(fā)展歷史
1.2.2 北美湖泊學(xué)發(fā)展歷史
1.2.3 俄國(guó)(蘇聯(lián))湖泊學(xué)發(fā)展歷史
1.2.4 日本湖泊學(xué)發(fā)展歷史
1.3 我國(guó)湖泊學(xué)發(fā)展歷史
1.4 主要湖泊學(xué)學(xué)會(huì)、期刊與國(guó)際會(huì)議
1.5 湖泊學(xué)發(fā)展趨勢(shì)與面臨的挑戰(zhàn)
參考文獻(xiàn)
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(zhǎng)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(guó)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(shí)空特征調(diào)查方法與進(jìn)展
參考文獻(xiàn)
第3章 湖泊地質(zhì)
3.1 湖泊沉積過(guò)程及動(dòng)力學(xué)
3.1.1 物理沉積作用
3.1.2 化學(xué)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(dòng)力學(xué)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(xué)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(xiàn)
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(jì)算實(shí)例
4.2 湖泊光學(xué)
4.2.1 湖泊光學(xué)基本概念
4.2.2 湖泊生物光學(xué)特性
4.2.3 水下光輻射傳輸過(guò)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(diǎn)
4.4.2 湖泊風(fēng)浪的計(jì)算
4.4.3 湖泊風(fēng)浪效應(yīng)
4.5 湖流
4.5.1 湖流的概念
4.5.2 湖流動(dòng)力學(xué)
4.5.3 湖泊流場(chǎng)的影響因素
4.5.4 典型淺水湖泊的湖流特征
參考文獻(xiàn)
……
第5章 湖泊化學(xué)
第6章 湖泊生物
第7章 湖泊環(huán)境
索引