湖泊学

前言

第1章 湖泊学：过去、现在和将来

1.0 概述

1.1 早期的湖泊学

1.2 美国的湖泊学发展

1.3 联合国经济合作与发展组织对湖泊学的研究

1.4 中国湖泊科学面临的挑战

1.5 湖泊学的将来

1.5.1 湖泊是有限资源

1.5.2 长期数据的统计分析和大尺度的整湖实验

1.5.3 景观湖泊学

1.5.4 气候变化对湖泊的影响

第2章 湖泊的起源、富营养化过程和古湖泊学

2.0概述

2.1 湖泊的起源

2.1.1 构造湖

2.1.2 火山湖

2.1.3 冰川湖

2.1.4 其他起源产生的湖泊

2.1.5 中国的湖泊

2.2 湖泊营养状态

2.2.1 湖泊营养状态的早期概念

2.2.2 湖泊营养状态分级

2.3 湖泊演替与湖泊富营养化过程

2.3.1 湖泊演替和富营养化

2.3.2 人为富营养化

2.3.3 湖泊富营养化过程的逆转

2.4 古湖沼学

第3章 湖泊水生态系统的结构

3.0 概述

3.1 湖泊

3.1.1 形态学

3.1.2 光和温度

3.1.3 化学因素

3.1.4 生物分区

3.1.5 流域和大气环境

3.2 池塘与湖泊

3.3 溪流与河流

3.4 河口

3.5 湿地

第4章 湖泊中的水、光与热

4.0 概述

4.1 水

4.1.1 全球水和中国水的分布

4.1.2 水在湖泊学上的特殊意义

4.2 光

4.2.1 光照测量

4.2.2 大气层中的光

4.2.3 水下光照：光合作用有效辐射

4.2.4 湖水的颜色

4.2.5 湖水反射光线作用

4.3 热

4.3.1 湖泊中热的重要性

4.3.2 湖泊热量的测量和计算

4.3.3 湖泊的热分层

第5章 湖泊中水的运动

5.0 概述

5.1 水流运动的重要性

5.1.1 层流和紊流

5.1.2 动力学能谱

5.2 能量的对流和扩散

5.3 表水层的水流运动

5.3.1 表面流

5.3.2 表面波

5.4 温跃层的水流运动

5.4.1 内部重力波

5.4.2 短周期内部重力波

5.4.3 长周期内部重力波：Kelvin波和Poincare波

5.5 底水层的水流运动

第6章 湖泊中的氧和二氧化碳

6.0 概述

6.1 氧和二氧化碳测定

6.2 湖泊中的氧和二氧化碳

6.3 氧和二氧化碳的来源

6.3.1 大气的扩散：气体的溶解作用

6.3.2 光合作用与呼吸作用

6.3.3 pH与CO2-3-HCO-3-CO2碳酸平衡

6.4 温度、海拔和盐度对溶解氧的影响

6.5 溶解氧深度曲线

6.6 溶解氧和二氧化碳的季节变化与日变化

6.6.1 溶解氧和二氧化碳的季节变化

6.6.2 溶解氧和二氧化碳的日变化

6.7 限制性营养物：二氧化碳

6.8 氧化还原电位

第7章 湖泊中的氮

7.0 概述

7.1 氮的测定

7.2 氮循环

7.3 湖泊中的氮形态及其季节性循环

7.3.1 硝酸盐和亚硝酸盐

7.3.2 硝酸盐氮的季节循环

7.3.3 游离氨和离子铵

7.3.4 氨的季节循环

7.3.5 溶解性有机氮

7.3.6 气态氮

7.4 氮的转化

7.4.1 生物固氮作用

7.4.2 反硝化和硝化

第8章 湖泊中的磷

8.0 概述

8.1 磷的测定

8.2 磷循环

8.2.1 流域的磷循环

8.2.2 湖泊敞水带的磷循环

8.2.3 沉积物中的磷循环

8.3 磷吸收和磷酸酶诱导

8.4 水体中的磷循环

8.4.1 浮游动物与鱼类的作用

8.4.2 有根大型水生植物和藻类分解的作用

8.4.3 浮游细菌的作用

8.5 湖泊中的磷限制与氮限制

8.6 磷限制的相对重要性

8.7 磷限制和氮限制的争议

第9章 湖泊中的其他营养物质

9.0 概述

9.1 硅和二氧化硅

9.1.1 二氧化硅的循环

9.1.2 二氧化硅和硅藻

9.2 铁(生物需要量较大的微量元素)

9.2.1 铁循环

9.2.2 铁对蓝藻固氮作用的影响

9.3 钙

9.4 镁

9.5 钠和钾

9.6 硫

9.7 其他微量元素

9.7.1 锰

9.7.2 锌

9.7.3 铜

9.7.4 钼

9.7.5 钴

第10章 湖泊、溪流和河口中的生物

10.0 概述

10.1 微生物

10.1.1 病毒

10.1.2 细菌

10.1.3 真菌与类似真菌生物

10.2 绿色植物：藻类和大型水生植物

10.2.1 浮游藻类

10.2.2 附着藻类

10.2.3 大型植物

10.3 原生动物

10.4 轮虫

10.5 甲壳类动物

10.6 水生昆虫

10.7 蠕虫和软体动物

10.8 鱼类

第11章 浮游藻类与周丛藻类

11.0 概述

11.1 测量

11.2 藻类在水体中的运动

11.2.1 细胞形态的作用

11.2.2 密度变化

11.2.3 尺寸（粒径）大小的影响

11.2.4 鞭毛和纤毛

11.3 浮游藻类季节变化规律

11.3.1 硅藻水华

11.4 蓝藻的季节变化特征

11.4.1 美国镜湖的蓝藻水华

11.4.2 中国太湖的蓝藻水华

11.5 甲藻和赤潮

11.6 浮游藻类空间分布：垂直与水平斑块

11.6.1 垂直分布的变化

11.6.2 水平分布的变化

11.7 藻类成功的主要策略

11.7.1 能量利用策略（1）：细胞壁

11.7.2 能量利用策略（2）：游泳和浮力调节机制

11.7.3 能量利用策略（3）：光

11.7.4 防牧食策略：化学防御机制

11.8 着生的周丛藻类

11.8.1 周丛藻类的运动

11.8.2 周丛藻类的季节演替

11.8.3 周丛藻类在基质上的定植

第12章 浮游动物与底栖动物

12.0 引言

12.1 浮游动物的测量

12.2 浮游动物群落结构

12.2.1 体积选择性捕食、营养级联与周期变形现象

12.2.2 空间变化：垂直迁移与滨岸带逃避策略

12.3 浮游动物的年度和季节变化

12.3.1 浮游动物与浮游藻类的相互依存关系

12.3.2 影响浮游动物季节循环的其他因子

12.4 摄食

12.4.1 食物质量与选择性滤食

12.4.2 摄食与滤食机制

12.4.3 浮游动物对营养物质循环的作用

12.5 浮游动物的繁殖

12.5.1 繁殖策略

12.5.2 种群动态变化

12.6 底栖环境和底栖动物

12.6.1 底栖环境

12.6.2 对氧含量变化的适应

12.6.3 底栖生物的摄食

12.6.4 底栖动物的生命周期

第13章 鱼类

13.0 概述

13.1 鱼类监测

13.2 摄食特征与资源分配

13.3 鱼类分布和栖息地选择

13.4 鱼类种群的季节变化

13.5 热带河流鱼类与泛滥平原的功能

13.6 北美五大湖渔业的衰退与局部恢复

13.7 形态土壤指数、湖泊肥沃度和生物能量模型

13.8 环境问题与渔业

13.8.1 水资源开发：大坝与洪水控制工程

13.8.2 外来捕食者对当地鱼类群落的影响

13.8.3 化学污染和热污染

13.8.4 中国的渔业管理

第14章 食物链动力学

14.0 概述

14.1 测量

14.2 食物网中的营养和能量流动

14.3 混合层中的微生物食物圈和营养再生

14.4 生长动力学及其对浮游藻类物种竞争的预测

14.4.1 生长动力学

14.4.2 预测藻类物种竞争结果

14.5 初级生产力

第15章 比较湖泊学

15.0 概述

15.1 温带地区的湖泊

15.1.1 英格兰湖区

15.1.2 五大湖

15.2 位于热带或干旱气候地带的湖泊

15.2.1 乌干达的乔治湖

15.2.2 极地湖泊和高山湖泊

15.3 盐湖和非海盐型盐湖

15.4 美国湖泊营养物生态分区及营养物投入响应的差异

15.4.1 营养物生态区域的划分

15.4.2 营养物投入响应指标的选取

15.4.3 制定湖泊营养物基准的方法学

15.4.4 不同生态分区的湖泊营养物基准

第16章 应用湖泊学

16.0 概述

16.1 应用（1）：污染物移除

16.1.1 污水截流：华盛顿湖

16.1.2 污水除磷：莎迦瓦湖

16.1.3 疏浚：楚门湖及其他湖泊

16.2 应用（2）：水力学方法

16.2.1 调水稀释

16.2.2 水库分层泄水

16.3 应用（3）：湖内营养物和污染物的控制

16.3.1 湖泊的主要问题和修复技术选择

16.3.2 控制湖内营养物和藻类过度增长的若干单项技术及其优缺点

16.3.3 物理法例举：曝气或充氧

16.3.4 化学法例举：磷钝化剂

16.3.5 生物法例举：沉水植物恢复

16.3.6 湖泊前置系统例举：自然处理系统

参考文献

附录

后记

《高等教育创新系列丛书：湖泊学》从生态系统角度讨论了湖泊的结构、功能、营养状态、物种演替和湖泊学的基本原理，主要介绍了湖泊的生物地球化学过程、富营养化过程和藻类水华过程中的经典理论、发展过程及在气候变化下的新发现。还讨论了湖泊学的两个重要分支：比较湖泊学和应用湖泊学。前者比较了不同地理位置及不同气候带湖泊的物理化学过程和季节变化、生产力和生物多样性，以及湖泊资源等方面的异同；后者提供了湖泊生态恢复或修复的成功案例和主要技术。

《高等教育创新系列丛书：湖泊学》将湖泊学的经典范例和最新成果融合在一起，使读者既能从前几代湖泊学家的研究工作中学习湖泊学的基本原理，又能从最近几十年湖泊学的实践中领悟和把握湖泊学的未来。
　　《高等教育创新系列丛书：湖泊学》适合作为高等院校生态或环境资源专业本科生和研究生的教学用书或参考书，也可以为从事环境和水务管理领域的广大科研及管理人员提供系统的湖泊科学知识。