湖泊

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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 。 P1-2