序言
沈吉
译林出版社出版了一套“牛津通识读本”（Very Short Introductions），邀请我为其中的《湖泊》一书作序。该书作者是加拿大魁北克市拉瓦尔大学生物学教授沃里克·文森特（Warwick Vincent），他担任加拿大水生生态系统研究院首席研究员，也是加拿大皇家学会会员、加拿大皇家地理学会会员，在湖泊研究方面享有很高的国际声誉。他曾于2018年来南京参加第34届国际湖沼学大会，我对他的研究工作印象深刻也非常欣赏，因而欣然答应，也深感荣幸。
1922年，拥有401名建会会员的国际理论与应用湖沼学学会（SIL，又称国际湖沼学学会）在德国基尔成立，这对于湖沼学的发展具有里程碑式的意义，会员几乎覆盖五大洲。此后，每两到三年举行一次学术交流大会。2018年，SIL第34届国际湖沼学大会在中国南京召开，是学会创建96年以来首次在中国举办，由中国科学院南京地理与湖泊研究所承办。我当时作为研究所所长承担了大会的组织工作，并与埃里克·耶珀森（ErikJeppesen）教授共同担任大会主席，同时作有关湖泊生态系统长期演化的大会特邀报告。大会期间结识了本书作者。
拿到本书书稿，如同旧友新逢，欣然花了两天时间，奉读完成。一个非常鲜明的印象是：作者敬畏先贤，非常推崇弗朗索瓦·A.福雷尔先生的研究工作。全书通篇穿插福雷尔关于日内瓦湖研究的片段，由此提供湖泊研究的思路、对湖泊认识逐步提高的过程，以及所获得的阶段性成果。洛桑大学（瑞士）的生理学教授弗朗索瓦·A.福雷尔于1892—1902年间陆续发表了湖泊综合研究专著《日内瓦湖：湖沼学专论》（Le Léman: Monographie limnologique）（共三卷），从而宣告了这门学科的诞生。因此，福雷尔也被誉为“湖沼学之父”。
本书以讲故事的方式，生动叙述了关于湖泊的那些枯燥的基本概念。比如：通过观察水之运动来阐述波浪和湖流的基本概念；从湖水的季节变化与混合过程的角度叙述温跃层的概念。作者善于对大家日常惯见的现象提出问题，阐述蕴藏于现象背后的科学原理。比如，纯净的湖水为什么是深蓝色？因为水分子能够吸收绿光和红光，后者的吸收程度更高，剩余的蓝光光子则被散射至各个方向并回到我们的眼中，湖水从而显示为蓝色。
作者讲述了湖泊中非常有趣的捕食现象，展示了自然界的盎然生机。比如：黄库蚊主要生存于湖泊和池塘，日间潜入水底，以沉积物中的动物为食；夜间它们会迁徙到湖面捕食浮游动物，由此躲避鱼类的捕食。借此，作者介绍了湖泊中非常重要的食物链层次：最下层的被称为生产者，是能够通过光合作用将环境中的无机物制造成营养物质的自养生物，如水生植物和藻类；第二层被称为消费者，指那些以其他生物或有机物为食的异养生物，食草动物为一级消费者，肉食性鱼类为二级消费者；第三层被称为分解者，主要是各种异养细菌和真菌，它们把复杂的动植物残体分解为简单的化合物，最后分解成无机物归还到环境中去，被生产者再利用。
作者非常重视新技术在湖泊研究中的应用，比如同位素方法在食物链研究方面的应用。作者提到，贝加尔湖中浮游植物硅藻在摄取无机氮后，它们的δ15N比大气增加了约4 ppt[1]。硅藻随后被端足类动物吃掉，并将氮在食物链中一路向上传递，经中上层鱼类（杜父鱼），最终到海豹时δ15N增加了14 ppt。这种方法对研究食物网中“谁吃谁”的关系提供了宝贵的参考。
作者对于湖泊外来物种的入侵有着十分警觉的意识，列举了当前已经发生的一系列生态灾难。例如，我们较为熟知的原产南美洲的凤眼莲，俗名水葫芦，在亚洲、非洲和美国南部肆虐，将水面覆盖致使水生栖息地窒息，水生生物大量死亡。1968—1975年间，一种叫Mysis diluviana的糠虾被引入美国蒙大拿州弗拉特黑德湖上游的三个小湖，以改善鲑鱼渔业。到了1981年，这种糠虾顺流而下进入了弗拉特黑德湖，并于1980年代末在数量上经历了爆炸性的增长。几年后，湖中浮游动物中的枝角类和桡足类因众多糠虾的过量捕食而消失殆尽，淡水红鲑变得没有浮游动物可吃，又因为糠虾只在夜间才出没于浮游区的水面，红鲑无法看见它们因而不能摄食。在弗拉特黑德湖流域，鲑鱼的竞技性捕捞量从1985年的超过10万条直线下滑到1988年的0条。秃头鹰会在淡水红鲑产卵的溪流聚集捕食红鲑，其数量也经历了从1980年代早期的600余只到十年后的基本绝迹。
作者还介绍了湖泊一些引人入胜的奇异现象。比如南极洲麦克默多干谷地区的万达湖，这里的湖面终年结冰，但当第一批科学家在冰面上钻洞，并将热敏电阻探头伸入下方水柱时，他们惊奇地发现温度在随着深度上升，并在底部达到惊人的26℃。又如南极洲西福尔丘的迪普湖，盐度非常高（270 ppt），以至于湖水在冬季也不结冰，可以在周围天寒地冻的湖心划船，而这种液态盐卤湖水的温度达到-18℃。此外，一些长年深埋在冰川下的极地湖泊也令人着迷。
在最后一章“湖泊与我们”中，作者提醒人们，未来应关注全球变暖对湖泊生态系统的影响。他着重提到，世界各地筑坝拦水，建造了数以万计的人工湖泊—水库，这些水库的负面生态效应已经开始显现；其次是全球范围内湖泊面临的富营养化趋势，这些都是湖泊研究领域亟待解决的世界性难题。
作为一名湖泊科学工作者，我认为本书是绝佳的科普和通识教育读物。作者在短短的八万字篇幅内，将百年来的湖泊研究娓娓道来，内容丰富有趣，令人目不暇接、心驰神往。湖泊拥有供水、防洪、旅游、灌溉、水产养殖以及维系区域生态平衡等多种功能，被誉为“大地的明珠”。本书引导人们从多学科的视角认识湖泊，并连接湖泊基础研究、湖泊环境治理与管理全过程，必将对推动大众科普教育做出贡献。