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出版者:Addison-Wesley

作者:Kalff, Jacob

出品人:

页数:592

译者:

出版时间:2002-1

价格:$ 180.80

装帧:HRD

isbn号码:9780130337757

丛书系列:

图书标签:

环境
教材
湖泊学
淡水生态系统
水质
水生生物
生态学
环境科学
生物学
水文
地球科学
湿地

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具体描述

For senior-level undergraduate or graduate courses in limnology or aquatic management in the Life Sciences and Biology departments. Written from an ecosystem perspective, this user-friendly and thorough text discusses events that happen below the waterline of lakes, rivers, and wetlands. The text links them back to the attributers of the drainage basins, the overlying atmosphere and climate, which have a major impact on inland waters and their biota. It also contains a large number of easy-to-comprehend figures and tables that reinforce the written material and provide evidence for statements made.

《河流与湿地的生命交响：淡水生态系统的动态透视》导言：水域的脉动与生命的摇篮水，是地球上最古老、最活跃的生命介质。在这广袤的淡水世界中，从涓涓溪流到浩渺湖泊，再到连接天地的河流网络，蕴藏着复杂精妙的生态系统。《河流与湿地的生命交响：淡水生态系统的动态透视》并非聚焦于单一的湖沼学（Limnology）概念，而是致力于提供一个更为宏大、跨学科的视角，深入剖析河流、湿地——这两种地球上最具活力和生产力的水域生态系统——是如何运作、演化，并受到人类活动深刻影响的。本书旨在突破传统水体分类的界限，将河流的纵向连续性（Longitudinal Continuum）与湿地的横向异质性（Lateral Heterogeneity）置于同一框架下进行考察。我们关注的焦点在于“动态”：水流、物质传输、能量流动以及生物群落对环境变化的响应。 --- 第一部分：河流生态学的空间与时间连续体河流，是地球表面物质和能量运输的动脉。本部分将河流生态系统的研究置于一个连续变化的梯度上进行考察，强调水文过程对生物结构的主导作用。第一章：河流的维度——从源头到河口我们从河流的起点——高山溪流或泉源——开始旅程。这一区域的特征是水流湍急、温度恒定且营养物质（特别是溶解氧）极为丰富。接着，我们考察中游地带的形成，那里坡度减缓，河床拓宽，沉积物类型发生显著变化。最后，到达河流入海口（河口湾）这一独特的半咸水交汇地带，探讨潮汐作用、盐度梯度如何塑造出高度特化的生物群落。本章重点分析“河流连续体概念”（River Continuum Concept, RCC）及其局限性。RCC 解释了从初级生产者（如附着藻类）到异养分解者（如碎屑食性昆虫）在河流不同段的分布模式，并探讨了碎屑输入、光照穿透度、以及自生（Autochthonous）与他生（Allochthonous）物质输入的重要性差异。第二章：水文动力学与栖息地结构水流速度与洪水频率是塑造河流生态系统的核心驱动力。本章深入探讨水力学如何影响底栖无脊椎动物的附着、觅食策略以及沉积物的粒径分布。我们将分析“流速异质性”（Flow Heterogeneity）的重要性——例如，浅滩（Riffles）和深潭（Pools）的交替结构，如何提供多样化的微栖息地，从而维持高物种丰富度。此外，洪水事件并非单纯的干扰，而是生态系统健康的关键机制。本章将详细阐述洪水如何重塑河岸带（Riparian Zone），促进营养物质的再分配，并为某些关键物种的生命周期提供必要的信号和条件。第三章：河流生物的适应性策略河流中的生物必须应对持续的水流压力和不断变化的物质环境。本部分考察鱼类、昆虫幼虫以及底栖微生物在形态学、生理学和行为学上的精妙适应。例如，扁平的身体结构、强大的吸盘或钉状附着器是底栖昆虫的典型特征。在生物化学层面，我们将探讨生物如何高效地利用溶解或沉降的有机碳，以及它们如何应对氧气饱和度的季节性波动。 --- 第二部分：湿地生态系统的功能与多样性湿地，被誉为“地球之肾”，是淡水生态系统中功能最复杂的区域之一。它们是水与陆地之间的过渡带，扮演着重要的水文调节、养分截留和生物栖息地提供者的角色。第四章：湿地的分类与水文特征本章首先界定湿地的科学定义，区分沼泽（Marshes）、泥炭地（Peatlands）、苔原（Bogs）和河漫滩湿地。湿地的核心特征是其水文条件——长期或季节性饱和，导致厌氧（缺氧）环境的形成。我们将详细分析水文输入（地下水、地表径流、降雨）如何决定湿地的营养状态（贫营养、中营养或富营养）。泥炭地的碳储存功能、河流泛滥平原的季节性淹没模式，以及盐沼的潮汐脉动，都是本章探讨的重点。第五章：湿地的养分循环与净化功能湿地最受瞩目的功能之一是其强大的环境净化能力。本章聚焦于湿地生态系统内发生的关键生物地球化学过程。 1. 氮素循环：湿地提供了硝化作用（有氧环境）和反硝化作用（厌氧环境）交替发生的理想场所，使得湿地成为高效的氮去除器。 2. 磷素循环：磷的截留主要依赖于沉积物中的化学吸附和微生物的生物积累。我们将探讨沉积物氧化还原电位（Eh）如何控制磷的释放与固定。 3. 有机质分解：由于水流缓慢和缺氧条件，有机质分解速度远低于河流，这促成了泥炭等稳定有机质的积累。第六章：湿地植被的结构与生物多样性湿地的植被群落（如芦苇、香蒲、水草等）是其生态功能的基础。本章探讨植物的生物物理学策略，例如气传导组织（Aerenchyma）如何将氧气输送到根系，以适应厌氧的土壤环境。不同类型的湿地支持着截然不同的生物群落：河漫滩湿地支持高生产力的鱼类和鸟类；而苔原沼泽则以特化的酸性环境植物群落为特征。我们将讨论植被结构（如高度、密度）如何影响光照穿透、水文阻力以及对野生动物的庇护作用。 --- 第三部分：人类活动对淡水生态系统的压力与管理淡水生态系统正面临前所未有的压力。本部分将研究人类干预如何重塑河流和湿地的自然过程，并探讨可持续管理的策略。第七章：水文扰动与河道工程的影响水坝的修建是改变河流生态系统的最显著的人为干预。本章分析水坝对河流连续体（如阻碍洄游鱼类）、沉积物输送（导致下游侵蚀和三角洲萎缩）以及下游水温和溶解氧模式的影响。我们将考察水文工程师如何通过“生态流量”（Environmental Flow）的概念，试图在水资源利用与生态需求之间寻求平衡。此外，土地利用变化（如森林砍伐和城市化）如何增加地表径流的峰值，加剧洪水和干旱的极端性，从而威胁到湿地的水文平衡。第八章：污染物的输入与生物响应河流和湿地的水质是区域健康的关键指标。本章区分了点源污染（如工业废水）和非点源污染（如农业径流中的化肥和农药）。我们将详细讨论富营养化——营养物质（N和P）过量输入导致的藻华爆发和水体缺氧现象。同时，探讨新兴的污染物，如微塑料和药物残留物，它们对水生生物生理和繁殖产生的长期、隐蔽的影响。第九章：恢复生态系统：从概念到实践面对退化，生态系统恢复（Ecological Restoration）成为当务之急。本章介绍了河流生态学中恢复实践的几种主要方法： 1. 河流形态恢复：如移除河岸硬化结构，恢复弯曲度，以增加栖息地异质性。 2. 湿地复苏：如重建被隔离的洪泛区，恢复湿地的自然水文连接，以重新激活其净化功能。本书最后强调，成功的淡水管理必须整合水文动力学、生物地球化学循环和人类需求。河流和湿地并非静止的容器，而是由能量和物质驱动的、不断自我组织和适应的生命系统。理解它们的“生命交响”的各个乐章，是确保地球水资源可持续性的基础。