序 言
沈吉

譯 林 出 版 社 出 版 了 一 套牛 津 通 識(shí) 讀 本（Very Short Introductions），邀請(qǐng)我為其中的《湖泊》一書作序。該書作者是加拿大魁北克市拉瓦爾大學(xué)生物學(xué)教授沃里克·文森特（Warwick Vincent），他擔(dān)任加拿大水生生態(tài)系統(tǒng)研究院首席研究員，也是加拿大皇家學(xué)會(huì)會(huì)員、加拿大皇家地理學(xué)會(huì)會(huì)員，在湖泊研究方面享有很高的國(guó)際聲譽(yù)。他曾于2018年來南京參加第34屆國(guó)際湖沼學(xué)大會(huì)，我對(duì)他的研究工作印象深刻也非常欣賞，因而欣然答應(yīng)，也深感榮幸。
1922年，擁有401名建會(huì)會(huì)員的國(guó)際理論與應(yīng)用湖沼學(xué)學(xué)會(huì)（SIL，又稱國(guó)際湖沼學(xué)學(xué)會(huì)）在德國(guó)基爾成立，這對(duì)于湖沼學(xué)的發(fā)展具有里程碑式的意義，會(huì)員幾乎覆蓋五大洲。此后，每?jī)傻饺�年舉行一次學(xué)術(shù)交流大會(huì)。 2018年， SIL第34屆國(guó)際湖沼學(xué)大會(huì)在中國(guó)南京召開，是學(xué)會(huì)創(chuàng)建 96年以來首次在中國(guó)舉辦，由中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所承辦。我當(dāng)時(shí)作為研究所所長(zhǎng)承擔(dān)了大會(huì)的組織工作，并與埃里克·耶珀森（Erik Jeppesen）教授共同擔(dān)任大會(huì)主席，同時(shí)作有關(guān)湖泊生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期演化的大會(huì)特邀報(bào)告。大會(huì)期間結(jié)識(shí)了本書作者。
拿到本書書稿，如同舊友新逢，欣然花了兩天時(shí)間，奉讀完成。一個(gè)非常鮮明的印象是：作者敬畏先賢，非常推崇弗朗索瓦·A. 福雷爾先生的研究工作。全書通篇穿插福雷爾關(guān)于日內(nèi)瓦湖研究的片段，由此提供湖泊研究的思路、對(duì)湖泊認(rèn)識(shí)逐步提高的過程，以及所獲得的階段性成果。洛桑大學(xué)（瑞士）的生理學(xué)教授弗朗索瓦·A. 福雷爾于 18921902年間陸續(xù)發(fā)表了湖泊綜合研究專著《日內(nèi)瓦湖：湖沼學(xué)專論》（Le Léman: Monographie limnologique）（共三卷），從而宣告了這門學(xué)科的誕生。因此，福雷爾也被譽(yù)為湖沼學(xué)之父。
本書以講故事的方式，生動(dòng)敘述了關(guān)于湖泊的那些枯燥的基本概念。比如：通過觀察水之運(yùn)動(dòng)來闡述波浪和湖流的基本概念；從湖水的季節(jié)變化與混合過程的角度敘述溫躍層的概念。作者善于對(duì)大家日常慣見的現(xiàn)象提出問題，闡述蘊(yùn)藏于現(xiàn)象背后的科學(xué)原理。比如，純凈的湖水為什么是深藍(lán)色？因?yàn)樗�分子能夠吸收綠光和紅光，后者的吸收程度更高，剩余的藍(lán)光光子則被散射至各個(gè)方向并回到我們的眼中，湖水從而顯示為藍(lán)色。
作者講述了湖泊中非常有趣的捕食現(xiàn)象，展示了自然界的盎然生機(jī)。比如：黃庫(kù)蚊主要生存于湖泊和池塘，日間潛入水底，以沉積物中的動(dòng)物為食；夜間它們會(huì)遷徙到湖面捕食浮游動(dòng)物，由此躲避魚類的捕食。借此，作者介紹了湖泊中非常重要的食物鏈層次：下層的被稱為生產(chǎn)者，是能夠通過光合作用將環(huán)境中的無機(jī)物制造成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的自養(yǎng)生物，如水生植物和藻類；第二層被稱為消費(fèi)者，指那些以其他生物或有機(jī)物為食的異養(yǎng)生物，食草動(dòng)物為一級(jí)消費(fèi)者，肉食性魚類為二級(jí)消費(fèi)者；第三層被稱為分解者，主要是各種異養(yǎng)細(xì)菌和真菌，它們把復(fù)雜的動(dòng)植物殘?bào)w分解為簡(jiǎn)單的化合物，后分解成無機(jī)物歸還到環(huán)境中去，被生產(chǎn)者再利用。
作者非常重視新技術(shù)在湖泊研究中的應(yīng)用，比如同位素方法在食物鏈研究方面的應(yīng)用。作者提到，貝加爾湖中浮游植物硅藻在攝取無機(jī)氮后，它們的 15N比大氣增加了約4 ppt。硅藻隨后被端足類動(dòng)物吃掉，并將氮在食物鏈中一路向上傳遞，經(jīng)中
上層魚類（杜父魚），終到海豹時(shí)15N增加了14 ppt。這種方法對(duì)研究食物網(wǎng)中誰(shuí)吃誰(shuí)的關(guān)系提供了寶貴的參考。
作者對(duì)于湖泊外來物種的入侵有著十分警覺的意識(shí)，列舉了當(dāng)前已經(jīng)發(fā)生的一系列生態(tài)災(zāi)難。例如，我們較為熟知的原產(chǎn)南美洲的鳳眼蓮，俗名水葫蘆，在亞洲、非洲和美國(guó)南部肆虐，將水面覆蓋致使水生棲息地窒息，水生生物大量死亡。19681975年間，一種叫 Mysis diluviana的糠蝦被引入美國(guó)蒙大拿州弗拉特黑德湖上游的三個(gè)小湖，以改善鮭魚漁業(yè)。到了 1981年，這種糠蝦順流而下進(jìn)入了弗拉特黑德湖，并于1980年代末在數(shù)量上經(jīng)歷了爆炸性的增長(zhǎng)。幾年后，湖中浮游動(dòng)物中的枝角類和橈足類因眾多糠蝦的過量捕食而消失殆盡，淡水紅鮭變得沒有浮游動(dòng)物可吃，又因?yàn)榭肺r只在夜間才出沒于浮游區(qū)的水面，紅鮭無法看見它們因而不能攝食。在弗拉特黑德湖流域，鮭魚的競(jìng)技性捕撈量從 1985年的超過 10萬(wàn)條直線下滑到 1988年的0條。禿頭鷹會(huì)在淡水紅鮭產(chǎn)卵的溪流聚集捕食紅鮭，其數(shù)量也經(jīng)歷了從1980年代早期的 600余只到十年后的基本絕跡。
作者還介紹了湖泊一些引人入勝的奇異現(xiàn)象。比如南極洲麥克默多干谷地區(qū)的萬(wàn)達(dá)湖，這里的湖面終年結(jié)冰，但當(dāng)批科學(xué)家在冰面上鉆洞，并將熱敏電阻探頭伸入下方水柱時(shí)，他們驚奇地發(fā)現(xiàn)溫度在隨著深度上升，并在底部達(dá)到驚人的 26℃。又如南極洲西福爾丘的迪普湖，鹽度非常高（270 ppt），以至于湖水在冬季也不結(jié)冰，可以在周圍天寒地凍的湖心劃船，而這種液態(tài)鹽鹵湖水的溫度達(dá)到 18℃。此外，一些長(zhǎng)年深埋在冰川下的極地湖泊也令人著迷。
在后一章湖泊與我們中，作者提醒人們，未來應(yīng)關(guān)注全球變暖對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的影響。他著重提到，世界各地筑壩攔水，建造了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的人工湖泊水庫(kù)，這些水庫(kù)的負(fù)面生態(tài)效應(yīng)已經(jīng)開始顯現(xiàn)；其次是全球范圍內(nèi)湖泊面臨的富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)，這些都是湖泊研究領(lǐng)域亟待解決的世界性難題。
作為一名湖泊科學(xué)工作者，我認(rèn)為本書是絕佳的科普和通識(shí)教育讀物。作者在短短的八萬(wàn)字篇幅內(nèi)，將百年來的湖泊研究娓娓道來，內(nèi)容豐富有趣，令人目不暇接、心馳神往。湖泊擁有供水、防洪、旅游、灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖以及維系區(qū)域生態(tài)平衡等多種功能，被譽(yù)為大地的明珠。本書引導(dǎo)人們從多學(xué)科的視角認(rèn)識(shí)湖泊，并連接湖泊基礎(chǔ)研究、湖泊環(huán)境治理與管理全過程，必將對(duì)推動(dòng)大眾科普教育做出貢獻(xiàn)。

中文版序
2018年8月，我有幸受邀前往南京參加第34屆國(guó)際湖沼學(xué)大會(huì)。國(guó)際湖沼學(xué)學(xué)會(huì)（SIL）致力于內(nèi)陸水體的研究，自1922年成立以來，每?jī)傻饺�年�?huì)在世界不同的地方舉辦大會(huì)。這是大會(huì)第二次在亞洲舉辦，也是次在中國(guó)舉辦。
南京的會(huì)場(chǎng)坐落于美麗的建鄴區(qū)，這里有寬闊的馬路、閃亮的酒店和有著玻璃外墻的辦公樓，有些還在建，在我看來似乎每天晚上都在增高。中國(guó)主辦方的接待非常出色，我也很高興能夠認(rèn)識(shí)許多來自中國(guó)和世界各地的學(xué)生與研究者。
值此良機(jī)，我們也向我的博士導(dǎo)師，來自加州大學(xué)戴維斯分校的杰出的湖沼學(xué)教授，時(shí)年88歲的查爾斯· R. 戈德曼博士表示祝賀。為向戈德曼教授致意，我們舉行了一場(chǎng)特別的研討會(huì)，主題為世界湖泊給全球的啟示，由我的同事，日本湖沼學(xué)學(xué)會(huì)前會(huì)長(zhǎng)熊谷道夫教授主持。會(huì)后我們舉辦了一場(chǎng)令人難忘的中式晚宴，戈德曼教授在他的友人、同事和曾經(jīng)的學(xué)生的陪同下出席。晚宴由太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)研究站前站長(zhǎng)、杰出的中國(guó)湖沼學(xué)家濮培民教授主持。
那個(gè)周末，我在漢斯· 帕埃爾教授（也曾是戈德曼教授的學(xué)生）的帶領(lǐng)下對(duì)太湖進(jìn)行了實(shí)地考察。我們了解到這一廣闊水體作為逾四千萬(wàn)人口水源供給的重要性，以及正在進(jìn)行的理解和管理水質(zhì)問題的各項(xiàng)研究，后者面臨著全球氣候變化帶來的額外挑戰(zhàn)。
南京之旅使我萌發(fā)了將我的湖沼學(xué)通識(shí)讀本譯成中文的想法。這本書在2018年經(jīng)牛津大學(xué)出版社出版，后被翻譯成法語(yǔ)在魁北克市和巴黎發(fā)行。當(dāng)我聽說中譯本的出版社譯林出版社就坐落在南京時(shí)，我特別高興，因?yàn)檫@座城市在我于中國(guó)介紹湖沼學(xué)的過程中有著舉足輕重的地位。許丹女士和她在譯林出版社的同事在翻譯項(xiàng)目上給予了許多鼓勵(lì)和無價(jià)的幫助，我為此向他們致謝。我要特別感謝鄧天旸先生，他在拉瓦爾大學(xué)攻讀化學(xué)博士期間勇敢地承擔(dān)起英譯中的工作。作為他博士論文的聯(lián)合指導(dǎo)老師，我總是擔(dān)心翻譯會(huì)占用他研究工作（即開發(fā)微流控和高級(jí)圖譜技術(shù)在環(huán)境分析系統(tǒng)中的聯(lián)用）的時(shí)間，但幸運(yùn)的是他能平衡這幾項(xiàng)工作，而且我對(duì)他在翻譯過程中對(duì)湖沼學(xué)有了深入認(rèn)識(shí)感到非常高興。
我要向許多湖沼學(xué)家致謝，他們?cè)谟⑽脑�版書出版前后給予了專業(yè)反饋和修改意見。他們包括： B. 拜森拿、 S. 博尼利亞、R. 科里、 A. 卡利、 G. 克林、熊谷道夫、 U. 萊明、 I. 洛里昂、 C. 洛夫喬伊、S. 麥金泰爾、S. 馬卡格、F. 皮克、R. 皮耶尼蒂茲、M. 勞蒂奧、G. 施拉多、 P. 旺羅萊根和A. 維涅龍。我還要感謝阿曼達(dá)· 托佩羅夫繪制了超高質(zhì)量的插圖，以及加拿大機(jī)構(gòu)對(duì)我湖泊研究的資金支持，包括自然科學(xué)與工程研究理事會(huì)（NSERC）、魁北克自然與技術(shù)基金會(huì)（FRQNT）、加拿大研究講座（CRC）、加拿大創(chuàng)新基金會(huì)（CFI）、卓越中心網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃北極網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃（NCEArcticNet）以及加拿大研究卓越基金北部哨兵計(jì)劃（CFREFSentinel North）。
后，我想再次感謝南京國(guó)際湖沼學(xué)大會(huì)的主辦方，感謝他們的溫馨接待以及他們對(duì)中國(guó)多樣的湖泊和河流生態(tài)系統(tǒng)的精彩介紹。我希望此書能夠幫助環(huán)境科學(xué)的學(xué)生們捕捉他們對(duì)湖泊的想象，以及鼓勵(lì)所有讀者去進(jìn)一步了解世界湖泊水面下潛藏的秘密。
沃里克· F. 文森特
于加拿大魁北克市拉瓦爾大學(xué)