当前世界环境

介绍

给小水体贴上不重要和微不足道的标签是误导人的，因为我们的共同经验是，小事情在我们的生活中更重要。然而，不可否认的是，小型水生系统被认为与全球问题无关，在几乎所有重要的全球观点和过程中都被忽视，如碳加工和运输。小水体是生物圈的固有组成部分，是全球代谢活性位点相互联系的网络。¹如c.c.m.所引述et al。²从唐宁发表的文献中et al。^3.-面积不足一公顷的池塘数目约有277,400,000个;1至10公顷范围内的水体数量约为2412万。估计表明，这些水体占地球3.04亿个静水体的90%以上，按表面积计算，这些静水体约占地球静水体的30%。

唐宁对池塘和小湖泊的全球生态作用进行了合理的探讨。¹作者准确地提出了小水体对全球生态系统意义重大的概念。由生态系统构成的生物圈(整个地球的面积范围)的数量和其中利益过程的强度的乘积决定了该生态系统的全球重要性。面积小的生态系统也能在全球生态过程中发挥重要作用。大陆水域的面积以池塘和小湖泊为主。这些小型水生生态系统类型不成比例地显示出许多生态过程和循环的大强度。与大型水体相比，激烈的活动及其规模使小型水生生态系统在时间上更具动态性。了解池塘水体中营养物的形态，以及其他现象，如重要气体(例如氮)的通量和转换₂O和NH_x)，金属分布有助于了解小水体在与养分、气体和毒素有关的全球预算中所起的作用。这种动态特征是池塘湖沼学的独特组成部分，这使得对它们的功能、演替和起源的理解必不可少。

Cereghinoet al。²在他们的论文中池塘在不断变化的世界中的生态作用讨论池塘为水管理的主要问题和气候变化的环境问题提供了可持续的解决方案，如养分保留、降雨拦截和碳封存。池塘虽然是小型湿地，但具有重要的生态作用和景观价值。池塘是一种重要的淡水生境，在景观层面上对维持生物多样性起着至关重要的作用。然而，它们也容易退化。⁴如果规划得当，池塘可以在生物多样性、减轻污染、防洪和气候变化方面带来重大好处。在微观层面上，它们非常便宜，而且易于制造、管理和保护。此外，池塘的生态系统与社区居民直接相连。维持着文化和经济资源的池塘正日益成为淡水栖息地的威胁。⁵适当的池塘水管理可减轻气候变化的影响;提供娱乐、灌溉和牲畜用水;减轻洪水;减少来自集约化农业和城市径流的弥漫性污染，补给含水层，并捕获强降雨事件。⁵在小水体中最活跃的过程具有全球意义，因此应强调它们在全球生态系统过程中的作用和贡献。^3.水质较好的池塘在经济上是可取的。⁶

近年来，关于大型水体，特别是河流的科学报告在印度越来越有发展势头(见Manoj和Padhy最近的综述工作)。⁷然而，文献调查显示，很少调查报告的环境质量，也消失，在印度的池塘。在缺乏对池塘环境的任何审查工作的情况下，很难科学地得出它们在印度的现状。通过这次交流，我们初步尝试汇编关于池塘的零散报告，以解释它们在印度的现状。在开始的手稿处理一些重要的全球性服务的池塘，以强调其研究意义;然后是影响池塘环境的各种环境问题。文中还分析了最近国家水政策对印度池塘的重视，然后讨论了印度池塘环境的状况及其养护和管理备选办法。

保护全球水生态系统

为实现联合国可持续发展目标(sdg)，保护地球水资源至关重要。水是贯穿17项可持续发展目标的“关键线索”，因为水对我们的生活和生计至关重要，包括食物、健康和生产性经济。事实上，水是所有依赖它的物种的中心。为了确保我们未来的经济和福祉，拥有可靠、持续和不间断的供水至关重要。到2030年，我们对水的需求预计将增加30%。应该指出的是，水不仅供应，事实上，它还发挥作用。健康的水生生态系统是一种自然基础设施(例如，湿地是毒素的天然过滤器)。水生态系统免费提供水基础设施服务，因此，据估计，通过保护这些生态系统，全球经济可以节省29万亿美元。⁸必须认识到生态/生态系统安全是人类和水安全的必要先决条件。近几十年来，由于人口规模不断扩大和不可持续的消费和生产模式，对水的需求加快了。在争夺水资源的过程中，最大的输家是生态系统和生物多样性。生态系统和生物多样性的退化导致它们为生物圈提供复原力的能力下降。这导致生物群落和人类健康受到损害。⁹

文学中池塘的定义

“pond”这个词来源于“pound”，意思是一个封闭的场所。这表示水被围在池塘里。¹⁰有许多池塘的定义基于标准，如波浪作用的存在，有根的大型植物的出现，或光的穿透。¹¹然而，在其可靠性和易于测量方面，这些都不令人满意。比格斯et al。¹¹将池塘描述为面积在1平方米至2公顷(20,000平方米)之间的水体，可能是季节性或永久性的，包括天然和人造水体。Dubey¹⁰在一篇题为"池塘的生物多样性解释了许多现有的描述池塘的标准——例如，《国际拉姆萨尔湿地公约》将水体的上限定为8公顷，才可归类为池塘;美国的一些地区将池塘归类为表面积小于10英亩(≈40,000平方米)的地表水体;许多欧洲生物学家将池塘的上限定为5公顷。因此，对池塘一词的定义没有普遍的一致意见。⁵用最简单的术语来说，池塘可以被定义为比湖泊小得多的天然或人造的静地表水体。¹⁰

池塘作为水安全的工具

池塘是一项重要的资产，为水安全部门提供了巨大的机会。⁵气候变化可能会放大许多地方的降雨变异性，即使在那些总降雨量增加的地方也是如此。¹²即使是高降雨量地区在非多雨月份也会遇到缺水问题。⁶降雨模式的变化将影响所有重要的水源。例如，地下水补给的可变性增加。为了应对这种可变性，储水，即使在相对较小的体积范围内，也提供了一种适当的机制来加强水安全、农业生产、其他经济增长和适应能力。为了保障生计和减少贫困水平，特别是在农村地区，水储存可以作出重大贡献。在干旱时期，少量储存的水可以保障家庭供应，并为作物和/或牲畜提供支持。池塘是一种可能的储水选择。它们储存的水量相对较小，但往往至关重要。采用小规模储水方案的干预措施，如果规划得当，可以为地方一级的粮食安全和社区经济繁荣作出重大贡献。¹²保护和建立池塘应该是农业景观管理的重要决策的一部分。¹³人们日益认识到，这些小型水资源对当地社区，特别是低收入家庭，甚至在城市和城郊地区的发展作出了重大贡献。由于池塘是城市水资源的特殊组成部分，因此对其进行适当的可持续管理是绝对必要的。⁶战略性位置的池塘网络的建设可以通过在暴雨事件成为问题之前捕获水来显着减少水的损失。²它们是收集雨水和维持地下水位的重要受体。⁶

池塘成为生物多样性热点

池塘是常见的景观要素，在全球生物圈进程和生物多样性保护中发挥着重要作用。¹⁴池塘在支持水生生物多样性方面的作用与河流和大型湖泊一样重要。¹³它们为各种水生物种提供了独特的栖息地。^15日16研究表明，池塘是重要的生物多样性热点，无论是物种组成还是生物特性，都在提供生态系统服务方面发挥着重要作用。²即使距离很近的池塘也表现出不同的水文行为，表现出不同的池塘类型和与每个池塘相关的不同环境。¹⁷小水体比河流和大湖泊表现出更广泛的物理化学特征。这是因为像池塘这样的小水体在各种景观中更容易形成。当地的条件，包括地质、海拔和集水区的土地覆盖，对池塘的特征有很大的影响。此外，这些水体的水源来自较小的集水区。因此，在一个区域内，即使池塘之间的距离相对较近，它们也会呈现出不同的特征。¹³陆地生物群也受益于池塘的高生产力。在水陆界面上有许多相互作用的实例。²因此，池塘不仅增加了水生生物的生物多样性，而且也增加了直接依赖水生生态系统的陆生生物的生物多样性。¹⁴

在区域多样性的尺度上，池塘网络比湖泊或河流的贡献更大。研究表明，池塘生态特征与其他内陆地表水系统不同。¹⁴池塘中发现的大型无脊椎动物物种数量总体上多于河流。与湖泊相比，池塘支持类似数量的湿地植物。在区域多样性方面，农田池塘的贡献大于河流等其他水域生境。¹¹个体站点和池塘网络对生物多样性都具有重要意义。单个池塘既可以作为生物多样性热点，也可以作为水生和陆生生物群的避难所，特别是在集约养殖的景观中。池塘网络是两栖动物、河流洪泛平原上的鱼类、许多湿地植物以及覆盖大面积的湿地哺乳动物和鸟类动物栖息地的重要组成部分。⁴

池塘的集水区比河流、湖泊和小溪小。这种物理特征对池塘的保护既有利又不利。当池塘受到严重的环境影响时，由于其体积小，它们极易因地表水污染而退化。就池塘而言，与河流和湖泊相比，形成缓冲或稀释污染物影响的可能性很小。因此，质量差的池塘遭受极端程度的退化，这在大型水体中是罕见的。然而，从另一个角度来看，池塘的质量可以非常高，由于其集水区小，完全不受来自土地的污染物的影响。这一特点在河流和湖泊中很少见到，因为它们的集水区要大得多，经常受到各种各样的污染物和其他退化因素的影响。由于人类活动，大面积退化的景观有时会出现近乎原始的池塘。这一有利因素可能解释了池塘相对丰富的原因。¹¹另一种解释可能是，许多水生过程、速率和数量在池塘和其他小水体中更为丰富，并且比在大水体中表现出更强烈和复杂的性质。因此，小型水生系统以其生物复杂性和丰富度而闻名。¹一个池塘可能会显示出三种不同食物网组成部分的组合:一种基于蓝藻和藻类，另一种基于大型植物，另一种基于腐烂的植物。因此，一个池塘可能有许多不同种类的食物。这种种类繁多的食物来源的存在可能是池塘中存在大量动物的原因之一。¹⁰

池塘作为固碳结构

池塘为气候变化和稀缺水资源的管理等问题提供了可持续的解决方案。²池塘对全球碳平衡和气候变化的改善具有重要作用。¹⁴小的水体可以有巨大的碳处理强度。这些水体可能比大型生态系统更异养，处理相当数量的陆地或外部碳。池塘的氧浓度往往比大型水体低，这增强了它们的固碳能力。池塘和小湖泊约占大陆水域面积的三分之一，在生物圈中，这些水域可能是有机碳固存的最重要场所。沉积物有机碳埋藏在小水体中比在大水体中多。¹例如，地球上的农场池塘，因为它们的数量巨大，²单是陆地每年吸收的有机碳就比海洋吸收的有机碳多，是地球河流系统向海洋输送的有机碳的33%。¹一个面积为500平方米的池塘每年可以吸收大约1000公斤的碳，这相当于一辆汽车在同一时期产生的碳量。²总的来说，池塘比大湖泊的表面积更大，它们也比大湖泊储存更多的碳。¹⁴

池塘作为缓解污染的因素

池塘可以作为沉淀池和构筑物来控制水质。^3.池塘可以去除地表水中的氮、磷、沉积物等弥漫性污染物，减少接收水体的养分负荷。在这种被称为营养保留的技术中，池塘被战略性地放置在这样一种方式上，以便在排水系统的水进入接收水体之前拦截它们。²

其他杂项服务

池塘还具有其他有益作用，如调节温度和湿度(小气候调节)。虽然池塘很小，但它们构成了一系列贯穿景观的重要垫脚石，并为周围的生态系统带来了一系列好处，从而保持了景观的联系。¹⁴池塘可以改变地下水的入渗速率和水分的蒸发损失率。^15日16池塘的作用并不局限于其局部和区域尺度。它们的重要性超越了这些界限，因为它们在全球生物地球化学循环中作出了重大贡献。¹⁴池塘可以作为生态系统模型，用于检验生态学、保护生物学、气候变化建模和进化生物学等不同领域的科学理论。⁵池塘的文化和历史意义是深远的，因为它们的沉积物记录可以提供有关我们祖先生活方式的信息。它们对于维持和促进人与野生动物之间的联系至关重要。¹⁰这些池塘还具有巨大的娱乐价值。

全球池塘环境问题

池塘生境对人类文明具有重大意义，因为它们是家庭、农业和工业用水的来源，以及提供食物。尽管这些淡水生态系统对人类至关重要，但它们的结构和功能目前正受到众多人为干扰的威胁。¹⁸由于有毒化学物质(例如农业径流中的农药)的积累和沉积，人类诱发的发育活动会使池塘水质恶化，使池塘的使用变得无效和危险。¹⁹池塘也受到过多的养分负荷、退化的缓冲区和污染的流入和大气过程的影响。⁵池塘的加速蒸发是由于人类活动，如污水处理和农业地区的肥料流失。^20.与大型湖泊或河流相比，由于池塘面积小，其缓冲能力受到限制，因此更容易受到污染负荷的影响。人工饲养水禽也更容易破坏池塘而不是大型水体。⁴池塘的损失主要有两个方面，即数量减少和污染负荷增加。由于水文条件决定着水生系统中动植物的丰度和分布、物种组成，其水质的恶化可能会扰乱其生态结构。池塘水的水文条件也影响鱼类生产、其他水产养殖活动，更重要的是影响富营养化过程。²¹可能影响池塘的最重要的人为干扰包括营养物富集增强(富营养化);微量元素、有机氯和内分泌干扰物污染;酸化;外来物种入侵;全球变暖和气候变化。¹⁸图(图)1概述了当前对池塘生态系统构成威胁的因素。

图1:威胁因素的总结 池塘生态系统的功能;修改后的 EPCN5;比格斯et al。11， Brönmark和Hansson18 点击此处查看图

池塘作为自然系统，其动态受到生物和非生物两方面的控制。特定水体的物理化学特征共同产生了一个非生物框架，只有那些包含适合于这个特定非生物框架的基本生态位的生物才能生存和繁殖。在这个非生物的框架内，生物之间发生的生物相互作用进一步塑造了群落。由于人为干扰，如酸化或富营养化等结果改变了非生物框架的位置，非生物环境发生了急剧变化。因此，许多生物的生态位将落在非生物框架之外，它们将无法在新的系统中生存，导致物种数量减少。由于不同的干扰，框架的位置会在不同的方向发生变化，从而产生不同的池塘群落组成。这可能对淡水生态系统功能产生巨大影响，如初级生产力、碎屑过程、水-沉积物界面以及食物链和食物网的营养物质运输。排水和填埋等活动对生境的破坏也会影响生态系统的生物多样性。¹⁸

富营养化导致水体透明度降低;堆积:作为沉积物的死生物的堆积;氧含量降低;还有鱼类死亡率。因此，富营养化引起水生态系统结构的重大改变，从而降低了利用该水域作为饮用水源、捕鱼和娱乐的可能性。^20.最近的研究显示有相当数量的池塘退化。在退化池塘的研究中，潜在的破坏性环境因子(如养分负荷和集约土地利用)与物种丰富度和稀有度之间存在很强的负相关关系。¹¹

当pH值低于6时，池塘中可以检测到这种变化。当酸化进行时，许多动植物的种类变得越来越少(尽管一些耐酸的群体数量越来越多)。池塘中最重要的污染物是微量元素(未破碎)和有机氯物质(降解时间很长)。其中一些持久性污染物在食物链中积累。这些化学物质也与水柱的颗粒结合，成为沉积物的一部分。因此，海底生物也暴露在这些有毒物质中。这些有毒物质对生物体正常的生理、生化和免疫过程产生一系列负面影响。淡水中内分泌干扰物的污染是环境生物学的一个新兴领域。¹⁸

由于人为活动引起的外来物种入侵导致淡水生物多样性减少，这也是一个主要的环境问题。入侵物种可以对被入侵生态系统的不同生物水平，如种群和生态系统水平产生巨大影响。其中一些后果包括人口增长、密度、分布、群落结构、营养动态、资源利用率和自然生境的改变。¹⁸池塘容易受到外来入侵物种的入侵，特别是当它们出现在城市地区附近时。⁴

全球变暖可能引起淡水池塘非生物结构的变化。¹⁸池塘对人为气候变化很敏感，比如环境气温和降水模式的变化。空气温度的变化将通过对流过程和改变蒸发速率影响池塘水温。这些小型淡水生态系统的热质量将因降水模式(时间、数量和强度)的变化而改变。池塘可能受到这些影响最严重，因为降水占了其中流入的水的很大一部分。由热质量效应引起的水温变化将改变淡水大型无脊椎动物的各种“种群和群落水平过程”。²²在浅水湖泊和池塘等淡水水源中，水温与气温密切相关，大多数淡水物种对温度变化很敏感，因为它们几乎无法调节自身的体温。²³应该指出的是，温度影响生理过程，如代谢和发育速度，是最重要的水生生物群的生活史。¹⁸温度升高也可能导致淡水系统的生产力提高，这可能导致淡水系统中不必要的滋扰藻类的生长。温度升高不仅会对淡水物种产生直接影响，事实上，这种现象还会对一系列温度控制的物理、化学和生态过程产生影响。²³

降水模式的改变，包括雨水的时间、强度和数量，加上温度的上升，预计会增加蒸发蒸腾，从而可能改变集水区的水循环。水文变化可能对小水体(如池塘)产生更深远的影响，因为它们的贡献集水区小，湿区也小。²³温度升高会加速蒸发，减少降水，从而导致小水体的水柱减少。¹⁸即使降雨量净增加，由于蒸发速率的增加，温度的升高也不会带来含水量的净增加。另一方面，气候引起的极端降雨和径流事件的增加，可能导致沉积物和营养物质从陆地向脆弱的淡水水体的更多运输(来自克拉克)²³和参考内)。泥沙和养分负荷升高以及有毒污染会对淡水物种多样性产生不利影响。²³除了更高的蒸发率之外，在温暖的季节过度抽取，以及更长的无雨天数可能会耗尽池塘的水位。水位的下降会使水质恶化，如盐度的增加。²⁴气候变化导致蒸发速率增加，较高的温度可能改变池塘的上层热区。随着水温的升高，溶解氧水平呈下降趋势，在富营养化池塘中，当光合作用在夜间停止发生时，这种行为可能更为强烈。在极端情况下，缺氧条件可能会在后生区发展，导致无法迁移到池塘水体中更富氧区域的生物死亡(来自Matthews)²²和引用)。

气候变化的另一个潜在后果是，它可以通过扩大入侵的非本地物种的潜在繁殖范围来加剧其影响。气候变化可能会增加一些问题物种的入侵倾向，使它们摆脱当前的温度限制。在实验池塘中模拟温暖条件的实验表明，对于外来入侵植物物种来说，这一现象也存在Lagarosiphon主要(从克拉克²³和参考内)。

热负荷等变化可能对包括浮游生物(植物和浮游动物)、底栖无脊椎动物和鱼类在内的水生生物群的物种组成产生深远影响。¹⁸紫外线辐射可以强烈地影响浅水中的生物。较高的温度可能导致水位下降，使水生生物群(如两栖动物胚胎)暴露在日益增强的紫外线辐射强度下，这反过来可能降低对致病性感染的抵抗力。环境危害的协同效应可能导致一些完全不可预测的后果。¹⁸李et al。¹⁷最近已经证明了气候变化对池塘水体的影响，其表现形式包括提前下降、夏季衰退速度加快和最低水位降低。气候变化引起的水文变化可能导致池塘发挥的几种生态作用的模式发生变化，如蓄水、动植物栖息地、水质(过滤)、地下水补给和营养物质循环的变化(生物地球化学循环)。两栖动物和无脊椎动物等物种最容易受到湿地水文响应变化的影响，在极端情况下，这些变化甚至可能导致它们的减少或灭绝。无脊椎动物和两栖动物数量的减少可能会对以它们为食的爬行动物、鸟类和哺乳动物的食物网产生负面影响。最有能力在新栖息地定居的物种(即，表现出高度扩散行为的物种和有能力适应短水循环系统的物种)，以及能够忍受极端温度条件的物种，可能会受到21世纪气候趋势的青睐^圣世纪。²²

海岸带池塘水源极易受到气候变化引起的灾害的影响，如温度变化、降雨模式不稳定、洪水、干旱、气旋和风暴潮以及盐度入侵。最容易受到这些气候变化对池塘水源影响的是偏远沿海村庄家庭中最贫穷和最边缘化的社区，他们依靠池塘水来满足日常饮用、其他家庭需求和生计，如小规模灌溉活动。例如，分别于2007年和2009年袭击孟加拉国的“锡德”和“艾拉”两个气旋，使孟加拉国沿海的几个池塘被咸水淹没，使易受气候影响的贫困家庭的生活更加困难。²⁴

印度的水安全情况

印度人口占全球的18%以上，但可再生水资源仅占全球的4%。²⁵根据最近的人口普查记录，印度人口为12.1亿。²⁶到公元2050年，人口预计将稳定在16.4亿左右。可再生淡水的年人均可用性，在公元1947年约为6042立方米⁹预计到公元2020年将降至1667立方米以下。²⁷人均可用水总量在公元2001年约为1820立方米/年，到公元2050年将下降至1140立方米/年。因此，与1947年相比，到2050年，该国的人均可用水量将下降近5倍。到21月底^圣世纪，考虑到人口规模的估计增长，人均可获得的水可能会下降到1000立方米以下，这种情况被称为水资源短缺。⁹目前，印度城市每天需要大约500亿升的城市用水。到公元2050年，这一数字预计将超过每天1100亿升，届时城市人口预计将超过8亿。另一方面，印度的农村人口(到2050年将达到11亿)每天将需要大约440亿升水。⁹1999-2000年粮食产量约为2.08亿吨，到2025年粮食产量必须提高到3.5亿吨左右。²⁸在公元2050年左右，各种活动对水的总需求估计在1450公里左右^3./年。然而，通过传统的发展战略，目前可利用的水资源潜力估计只有1122公里^3./年。这一数值明显低于2050年的需水量情景。为了弥补这一预期的赤字，迫切需要在公元2050年之前增加水资源供应。⁹以工业化为主要增长引擎的8%到9%的经济增长率也对水资源造成了影响。²⁹基于上述讨论，印度的水安全形势不容乐观。在现有的所有办法中，水资源开发和管理中必须最优先考虑节水措施和雨水收集。⁹

印度池塘水体监测

水生生态系统的质量取决于其物理化学质量和生物多样性。^30.在印度，对池塘的不同研究都是基于池塘水的理化性质直接影响整个池塘水生生态系统的基本概念。在印度的情况下，对池塘生态系统的监测很少。今后将讨论科学文献、印刷和电子媒体中提供的报告。

根据国家水质监测计划，中央污染控制委员会(CPCB)对分布在11个邦和联邦领土的一些池塘进行监测。⁹池塘水质监测站(监测网)60个。图2提供了选定的11个州和ut的监测站数量。大多数采样站(60%)位于印度东北部(阿萨姆邦和曼尼普尔邦)，其次是东部(比哈尔邦、贾坎德邦和奥里萨邦)，占15%。印度南部(安得拉邦、喀拉拉邦和拉克沙德邦)、印度北部(北方邦和德里)和印度西部(仅古吉拉特邦)分别拥有约13%、8%和3%的采样站(图3和图4)。CPCB在2010-2011年期间进行的研究表明，大多数邦的BOD(生化需氧量)数据记录了违反环境规范的显著高或极高数量的观测结果(表1)。在安得拉邦，45%的DO(溶解氧)观测值和100%的BOD观测值违反了期望水平。池塘水生态系统BOD值的具体情况包括:Elangabeel系统池塘(阿萨姆邦)= 44 mg/l;拉克西米池塘(北方邦)= 33毫克/升;Swetaganga pond (Odisha) = 21 mg/l;Bindusagar pond (Odisha) = 18 mg/l;Olpad池塘(古吉拉特邦)= 11毫克/升。

图2:CPCB池塘水质监测站数目 在印度的11个邦和联邦属地开展业务;来源:CPCB9 点击此处查看图

图3:池塘水中CPCB的百分比数据 监测站分布在不同的州和 印度联邦属地;来源:CPCB9 点击此处查看图

图4:池塘水的CPCB百分比数据 在不同地区设有监测站 印度(详情见文本);来源:CPCB9 点击此处查看图

表1:各州CPCB数据显示池塘水域中超过理想限值的观测值的百分比

状态	%违反理想限制的观察值
	做	生化需氧量
安得拉邦	45	One hundred.
阿萨姆邦	10	80
比哈尔	0	50
古吉拉特邦	13	25
喀拉拉邦	0	58
Odisha	0	83
北方邦	25	50

来源:CPCB⁹

由独立研究人员对池塘水生态系统进行的调查也可用。表2显示了对池塘生态系统进行的一些调查。印度的研究主要集中在物理化学调查和水文生物清单上，尽管也存在其他领域的研究。为方便起见，我们将研究分为5个领域(图5)，即“仅物理化学研究”、“仅水生物研究”、“物理化学和水生物结合研究”、“栖息地丧失和生物影响研究”和“微生物研究(针对霍乱流行)”。在同时发现理化参数、水生生物清查和微生物病害的情况下，将微生物参数作为单独的研究，计算不同类型池塘环境调查的百分比。值得注意的是，大多数研究集中于池塘水质的“仅物理化学研究”(60%)，其次是“物理化学和水生生物结合研究”(20%)。“微生物学研究(霍乱流行)”占调查的10%，而“只有水生生物学研究”和“栖息地丧失和生物影响研究”各占5%(图5)。

表2:对印度一些池塘水体进行的研究

研究区域/池塘名称	出版年	作者＊
Airongmara;巴拉克山谷，阿萨姆邦	2007	Bhuiyan和Gupta30.
阿约提亚-法扎巴德地区，北方邦	2007	查拉西亚和潘迪31
瓦尔道拉,古吉拉特邦	2008	索尼和巴特32
比拉斯布尔,恰蒂斯加尔邦	2008	Shrivastavaet al。33
卡纳塔克邦的巴德拉项目	2010	Kiran34
位于西孟加拉邦南部的村庄	2011	穆克吉et al。35
Badrinath朝拜,北阿坎德邦	2012	库马尔et al。36
古吉拉特邦苏拉特的Khajod寺庙	2012	Ekhalaket al。37
Pallippuram,喀拉拉邦	2012	Dhanyaet al。38
地处拉贾斯坦邦	2013	特里帕蒂和奇什蒂39
古吉拉特邦的瓦多达拉市区	2013	Tailor和Mankodi40
中央邦的Tapti池塘	2013	Gajanandet al。41
西孟加拉邦的Santiniketan-Bolpur-Sriniketan地区	2013	Manojet al。42
奇丹巴拉姆，泰米尔纳德邦	2014	Elayaraj和Selvraju43
中央邦的Khandwa	2014	Mahajan和Billore44
北方邦瓦拉纳西市	2014	Mishraet al。19
西孟加拉邦的Santiniketan地区	2014	纳格和古普塔21
泰米尔纳德邦的侵蚀城市	2014	Parithabhanuet al。45
Samastipur,比哈尔邦	2014	Sinhaet al。46

^＊本文讨论了作者的发现

图5:不同种类的池塘环境 印度研究人员进行的调查(%) 点击此处查看图

池塘水污染与全球变暖/气候变化的结果

两项非常重要的研究证实了印度池塘保护的必要性。Bhuiyan和Gupta的研究^30.表明农村池塘在提供饮用水、其他家庭用水和渔业用水方面可以发挥重要作用。另一方面，慕克吉et al。³⁵在他们的研究中阐明了西孟加拉邦农村地区以池塘为中心的霍乱爆发。用于各种目的的池塘的环境污染可传播霍乱。在高浓度的有机营养物中，如污水、污水等霍乱弧菌存活更长时间。^30.用作废物倾倒场的池塘随后可能变成蚊子的自然滋生地，导致该地区媒介传播疾病的传播。⁴⁷被病原体污染的池塘无法用于家庭用途，因此，对其进行保护对于社区的可持续发展至关重要。池塘作为小水体，比大水体更容易管理，而且产量也高，这是一种激励。^30.

查拉西亚和潘迪³¹报告了阿约提亚-法扎巴德地区(北方邦)一些池塘的水质。水体生化需氧量(BOD)为23.9 ~ 76.3 mg/l，各池塘水质均出现恶化。污水排入池塘是造成池塘污染和富营养化的主要原因。作者还评论了水质差的池塘附近水传播疾病的传播。Gajanandet al。⁴¹研究了中央邦的Tapti池塘(上塘和下塘)，发现它们有大量的有机负荷(BOD: 4.8-9.2 mg/l)。作者认为，偶像浸泡会对池塘水质产生负面影响，如引起富营养化;生物可降解和非生物可降解材料的输入均导致池塘水质下降，泥沙负荷增加。由于大量未经处理的污水来自附近人口密集的住宅区，下塘的水质较上塘恶化。Mahajan和Billore⁴⁴还检查了Khandwa地区(中央邦)的一个池塘水体，这是一个重要的饮用水源。他们注意到淡水质量持续下降;氯化物、磷酸盐和硝酸盐的测定结果显示水体有富营养化的倾向。Manojet al。⁴²对西孟加拉邦Santiniketan-Bolpur-Sriniketan地区的池塘进行了水化学分析，发现有机废物和磷酸盐是最严重的污染源，不利于池塘生态系统的正常生态功能。在对Santiniketan和邻近地区的池塘进行的类似研究中，Nag和Gupta的研究结果表明，²¹利用化学需氧量参数，也表示了池塘水体的有机污染负荷。Mishraet al。¹⁹据报道，瓦拉纳西圣城(北方邦)的池塘中硝酸盐(高达52毫克/升)和磷酸盐(高达7毫克/升)的水平令人震惊。Shrivastavaet al。³³调查了四个主要的比拉斯普尔(恰蒂斯加尔邦)池塘水域，发现它们污染严重，特别是有机污染物。结果表明，营养物大量富集，富营养化倾向明显。索尼和巴特³²据报道，在Vadodara (Gujarat)附近的一个城市池塘中，最大BOD高达50 mg/l，总磷酸盐为1.49 mg/l。未经处理的污水的处理是导致水质恶化的最重要因素。另一项对Vadodara城市池塘的研究也表明，污水和地表径流导致了富营养化。⁴⁰Sinhaet al。⁴⁶在Samastipur (Bihar)的两个池塘中观察到高BOD (27-34 mg/l)和高硝酸盐水平(42-51 mg/l)。生活垃圾和排水的排放导致池塘水质明显下降，富营养化程度上升。对泰米尔纳德邦罗德市(Tamil Nadu)附近用于水产养殖的常年池塘水进行的理化研究表明，随意排放有毒物质会对池塘环境造成巨大威胁。⁴⁵Ekhalaket al。³⁷亦强调塘内水质的管理，以供渔业及康乐用途。Kiran³⁴报告了卡纳塔克邦巴德拉项目区两个鱼塘的物理化学特征。这些池塘被发现受到有机污染，并被表层土壤径流和添加有机牛粪和禽粪等来源的磷酸盐和硝酸盐富集(并因此富营养化)。

Dhanyaet al。³⁸据报道，在Pallipuram (Alappuza地区，喀拉拉邦)的一些池塘中，营养物富集和藻类大量繁殖，主要原因是洗涤剂、肥料径流、居民区污水中的磷酸盐以及该地区有缺陷的卫生系统。26个调查池塘报告蓝藻华。的潜在毒性属(产生肝毒素)的存在颤藻属和微胞藻属在池塘里出现了一个令人担忧的基本原因。Elayaraj和Selvaraju⁴³在泰米尔纳德邦Cuddalore区的Chidambaram富营养化池塘中，BOD水平相当高(6.02-9.7 mg/l)，磷酸盐浓度显著(0.57-1.03 mg/l)。总体结果表明，有机废物和污水废物在池塘生态系统中具有大量的营养富集和有机负荷。该研究还发现，蓝藻是一种高度耐受的生物，更喜欢在较高温度和有机含量高的水域生长。库马尔et al。³⁶研究了两个高海拔Badrinath (Uttarakhand)池塘，记录了大多数浮游植物(也包括浮游动物)物种属于较高营养状态的指标。研究清楚地显示了人为压力对池塘水质的负面影响。最近，特里帕蒂和克里斯蒂³⁹展示了未经规划的池塘景观改造如何改变鸟类的栖息地，特别是它们的筑巢地。生境退化会导致池塘生物多样性的减少。在池塘中倾倒污水，并因此污染了周围地区的地下水，也有报道。⁴⁸

池塘既是各种活动的源，也是各种活动的汇。它们被用作饮用水源;用于灌溉、捕鱼和其他水产养殖活动;洗澡和洗衣服和餐具;偶像沉浸;倾倒生活废物;城市污水/污水排放点;倾倒动物废物和其他杂项垃圾;还有娱乐目的。CPCB研究和独立研究之间的一个共同点是印度池塘水域的高BOD值。 The literature survey reveals that the range of BOD in pond waters is 0.8 to 76.3 mg/l, and the mean pond BOD value (calculated taking only mean of minimum and maximum values recorded in independent researches) is 15.5 mg/l. The literature survey also reveals high eutrophication of pond waters in India due to nutrient enrichment especially with respect to phosphate and nitrate. Almost all studies discussed above held anthropogenic pressure responsible for the degradation of pond ecosystems in India, and most of the studies found pond waters unsuitable for drinking and other domestic purposes.

其他因素，如全球变暖和气候变化，预计也会影响印度的池塘生态系统。全球变暖可能导致池塘水域中高度耐受的蓝藻类生物过度生长，这些生物喜欢更高的温度生长。这与高度污染相关联，将导致水体过度富营养化。富营养化池塘中蓝藻的大量繁殖⁴³可能导致池塘生态系统中其他生物的低多样性，包括蓝藻类的其他成员。最近，Elayaraj和Selvaraju⁴³在池塘生态系统中，由于大规模的藻华，蓝藻的多样性很低微胞藻属绿脓杆菌富营养化池塘。全球变暖还会影响高海拔地区池塘生态系统的微动植物群。硅藻纲是温带水体中的优势类群，因为在弱光和低温条件下硅藻能够生长，而其他浮游植物类群则不太适合。³⁶库马尔et al。³⁶然而，由于水温较高且营养丰富，在喜马拉雅池塘的所有浮游植物类群中，藻类是优势类群。作者在他们的文献中评论说，高海拔地区的水生生物通常是少营养的。然而，气候状况的变化可能导致富营养化状况的发展。预计气候变化也会改变淡水生态系统之间的连通性。温暖干燥的夏季将导致池塘更快干涸，最终将减少这些水体之间的“垫脚石”连接。⁴⁹例如，池塘的消失导致池塘栖息地的隔离增加，浮游动物在池塘栖息地之间的扩散减少(约翰逊et al。⁴⁹和参考内)。印度沿海池塘水源的海平面上升和盐度入侵可能严重影响沿海人民的生活，特别是边缘人口。由于气候变化引起的条件，可以预期的其他一些不同情景有:降雨模式的增加可能被蒸散量的增加抵消，从而缩短池塘的水期;强降雨事件可能增加池塘的地表径流、泥沙和养分负荷;干旱，可能会频繁和强烈地发生，将通过过度的蒸发蒸腾排干池塘的水。所有这些事件都将对池塘生态系统产生影响(气候变化引起的影响将在本文“池塘的全球环境问题”一节中详细讨论)。

侵犯

污染和退化并不是印度池塘面临的唯一威胁，在印度的城市和农村，池塘被填满和被侵占也同时发生。曾经被认为是繁荣农村环境中心的池塘，在印度许多邦正在迅速消失。例如，在旁遮普邦Ropar区的21个村庄中，现在只有21个池塘(2-4英亩大小)。以前，每个村庄都有3-4个这样的池塘。据估计，该州90%的池塘已经被侵占。⁴⁸最近，在缺水的印度北方邦布德尔坎德邦地区，据报道有4020个池塘消失。为该地区进行的调查报告称，该地区的入侵程度很高。⁵⁰在该州，超过1.9万公顷的池塘和其他小水体正在受到侵蚀。⁵¹北方邦瓦拉纳西市的几个池塘也面临着生存威胁，主要是由于入侵而消失。⁵²房地产热潮也是西孟加拉邦加尔各答池塘消失的原因。城市土地价格的上涨导致了池塘的不加选择地填充和侵占。⁵³拉杰和阿齐兹⁵⁴研究表明，城市水体的流失与城市的发展高度相关。在20世纪70年代至2008年的研究期间，对于帕拉卡德市(喀拉拉邦)，作者注意到工匠池塘的数量从65个减少到32个，可能是由于排水，填充和转换。通过住房建设和(很可能是)工业发展项目推动的城市化进程正在导致印度许多池塘的灭绝。向池塘倾倒废物，特别是固体废物，增加了池塘洼地的填满速度，使它们成为消失的生态系统。

印度的池塘没有被视为优先栖息地，这使它们成为一个脆弱的生态系统。对多种物种具有独特或重要意义的生境类型或要素可视为优先生境。这些生境类型包含独特的植物区系组成、演替阶段和/或结构因素。⁵⁵在项目，特别是建筑项目的环境影响评价中，池塘是否被考虑在内，很难说。池塘是功能性生态系统，为我们的许多问题提供了可持续的解决方案。然而，由于各种因素，包括导致其灭绝的入侵，这些水体正在退化。⁵⁶城市化导致的池塘灭绝率更为突出。快速增长的城市土地需求不仅通过扩大城市周边地区，而且通过侵占城市绿地和水体等呼吸空间来满足。这些扩张的最大受害者是城市地区及其周围的自然资源，如坦克和池塘，导致它们从地图上消失(摘自Deshpande在Thippaiah文献中的前言评论)。⁵⁷池塘应是任何景观发展环评的基本方面。小型水体除了是重要的功能性湿地生态系统外，还可以在改善印度农村、城市、沿海和部落地区当地社区的生计方面发挥重要作用。⁵⁶

池塘和国家水政策2002和2012 AD

2002年的国家水政策(NWP)隐约提到了印度的小水体。该政策指出，要规划传统的节水做法，如雨水收集，并促进这些领域的前沿研究和发展。该政策还模糊地谈到了通过必要的立法来防止对现有水体的侵犯和对它们的保护。²⁸NWP 2012 AD对该国池塘水体的保护、开发和管理略微直言不讳。该政策强调以各种形式增加储水能力，包括池塘和其他小水体，特别是适应气候变化。这一战略还包括恢复传统的集水结构和水生生物。为了增加农业部门的水资源供应，该政策提到要扩大现有的项目，例如圣雄甘地全国农村就业保障法(MGNREGA)，让农民利用农场池塘收集雨水。该政策提倡通过包括田间池塘在内的小规模地方灌溉来提高用水效率。该政策反对污染和任何形式的侵占和转移水体(如池塘)，并主张尽可能地恢复水体;然后正确地维护它们。对于城市和农村家庭供水，小型水体可以作为可用的替代供应来源。²⁵

对池塘位置的看法:基本评论

必须将池塘的水质维持在理想的水平。与河流和大型湖泊相比，印度对池塘的监测相对较少。这可能反映了这样一个事实，即人们认为这些小水体不够重要，不需要定期进行监测。对单个池塘的常规监测极为罕见。即使是西北水区也绝大多数参与了河流和地下水管理。一个奇特的观察结果是，在NWP 2012 AD宣布后，关于池塘调查的报告有所增加(表2)。这可能是因为NWP 2012 AD在该国对池塘水体的保护、开发和管理方面略微更加公开。毫无疑问，池塘在微群落水平上具有多种应用。传统上，在印度大部分地区，池塘是储存雨水的重要设施。这些水库是各种活动的水库，如替代饮用水源、沐浴、洗衣、灌溉、水产养殖和宗教活动。然而，由于填满和侵占，印度池塘的污染速度加快，并逐渐消失，因此日益受到威胁。

池塘缺乏研究可能是因为它们被视为小系统;所以对这些领域的研究兴趣很少。缺乏池塘生态系统研究的另一个因素可能是担心没有在著名的国际期刊上发表研究结果(甚至国际期刊可能会发现当地报告的池塘研究)。研究提案缺乏资金也很可能导致印度缺乏好的池塘研究。池塘的重要性是巨大的;它们在全球生态过程中发挥着重要作用;最近，池塘已经成为一个受到威胁的生态系统。毫无疑问，应该最大限度地鼓励有关池塘的研究工作。有必要推动这些领域的前沿研究和开发。印度和国际期刊应该站出来，就印度的池塘研究工作发表特刊。 The future NWPs should put more stress on ‘little’ sustainable solutions with large impacts. The CPCB pond water monitoring stations is only 60, spread across 11 states and union territories, which cannot be taken as a representative of the whole country. The authorities should endeavour to enlarge the sample size. Since the CPCB has some limitations, local schools, colleges and non-governmental organisations can be passionately involved in monitoring works.

在印度，即使是高降雨量地区在非多雨月份也会遇到缺水问题，因此，池塘是收集雨水和维持当地地下水位的重要资产。⁶池塘对印度农村生态系统的生命和繁荣至关重要。池塘不仅可以自然地收集雨水，补充地下水，还可以储存水，作为村庄地下水位的天然指标。¹⁰乡村池塘整治不仅对保护自然生态系统环境具有重要作用，而且对农村经济和地下含水层补给具有连锁效应⁴⁸在印度的许多地区都出现了下降。由于池塘也是城市水资源的特殊组成部分，因此对其进行适当的可持续管理是绝对必要的⁶解决不断扩大的城市地区的缺水问题。池塘作为分散的水体可以更有助于对抗干旱和洪水，而且是成本更低的水结构。⁵¹最近推出的“智慧城市”概念进一步增强了池塘的重要性。如果一个城市不能巧妙地利用自然资源，那么它就不可能是一个聪明的城市，而水确实是其中最重要的。可持续的解决方案在于雨水收集和储存，作为满足“智慧城市”民众需求的选择之一。在这些城市，池塘作为水库肯定应该作为一个可持续的模式来开发。

多年来，一个由社区管理的池塘和其他小型集水结构组成的组织良好的系统似乎受到了侵蚀。⁵⁰到2025年，印度人口预计将达到约13.9亿。在这种情况下，人类和牲畜的饮用水需求都必须得到满足。由于各种发展方案改善了农村人口的经济条件，预计农村地区的家庭和工业用水需求也将急剧增加，这主要集中在大城市或大城市附近。²⁸在印度，池塘可以作为可持续水资源发挥非常重要的作用，特别是作为饮用水、家庭用水和水产养殖的来源。在规划和科学管理层面，小型水库，如池塘，比大型水库更容易管理和高产。^30.作为一种可持续的水资源，印度的池塘需要微观规划和微观管理来保护和保存这些宝贵的小水体。

印度池塘的保护与管理:建议与讨论

公元2002年的NWP²⁸谈到水资源部门下各种机构的适当调整或重组，以及在必要时建立新的机构。2012年的NWP²⁵还主张为该国的每个河流流域制定适当的体制安排，以收集和整理各种目的的数据，包括监测水质。在这方面，在河流流域方面，每个州都应该建立自己独立的池塘水开发/管理机构。除了官僚之外，这些发展/监管机构也应该让有环保意识的公民参与进来。当局的首要任务应该是紧急开展大规模的反侵犯行动。做这种反侵犯报告的相关公民经常受到可怕后果的威胁。有了法律权威和相关公民的参与，反侵犯运动的工作可能会带来许多积极的结果。

印度应该认识到池塘对生物多样性的重要性。首先应该确定一些高优先级的池塘。在这方面与一些欧洲国家一致⁴可以在印度发起一个池塘生境和生物多样性行动计划。印度的池塘数量不详。它们的生物多样性价值应得到深入和广泛的研究。池塘在提高区域生物多样性和生态稳定性方面具有重要作用。池塘促进了水生植物的丰度和高丰度，增强了无脊椎动物、两栖动物和水鸟的区域生物多样性。池塘和其他小型水体也以其高生产力而闻名。池塘的生物活性明显高于大型水体。小型水生系统也是粮食生产的重要场所。¹池塘的生物多样性价值主要体现在:作为许多珍稀物种的重要栖息地、踏脚石栖息地和生物多样性热点。

正如国际自然保护联盟(IUCN)的红色数据名录将生物分为从未评估到灭绝的不同类别，⁵⁸根据污染程度、退化程度和侵蚀程度，还可将池塘水体分为未评价、数据不足、最不关注、近危、脆弱、濒危、极度濒危和灭绝等类别。当池塘水体被填满用于住房、城市扩张或其他景观发展活动时，它们可以被宣布灭绝。此水红数据表(WARD)可作为池塘保育、规划及管理的有用工具。需要编制一份印度池塘的清单，但是需要进行广泛的调查。印度空间研究组织(ISRO) Bhuvan的地理空间平台和应用服务可用于创建该国自然资源数据库，绘制全国小水体地图，以获得更好的结果。⁵⁹

池塘的保护应该与“清洁印度”倡议联系起来。在城镇，更大的市政和市民合作将有所帮助。然而，鉴于市政机构在处理市政工程方面面临的能力差距，不难预测城市地方机构对池塘水体的不敏感。最新的政府数据显示，2015年7月，城市地区每天产生14.2万吨固体废物，其中只有15.32%得到了处理。⁶¹因此，市民应主动参与清洁运动及护塘工程。城市居民可以向农村居民学习，他们已经表明，在可持续发展方面，纯粹的毅力可以带来显著的结果。在这方面有两个例子值得一提(尽管它们与池塘无关)。一个由妇女团体领导的联盟在中央邦的一些农村地区带来了翻天覆地的变化。通过社区参与，该联盟通过关注土地、森林、水以及粪肥和蚯蚓堆肥的使用，成功地提升了农村经济。^62年,63年从这个角度来看，另一个例子是Pratapgarh和Allahabad地区(Uttar Pradesh)的村民决心结束他们的水困境。为了结束饮用水和农田的水危机，经过5年的集体努力，Pratapgarh和Allahabad地区的50个村庄成功地通过巴库拉希河复兴运动将巴库拉希河恢复到自然河道。⁶⁴

由于池塘面积小，它们更容易退化。池塘生态评价与监测是池塘保护与管理的重要课题。对退化的生态系统进行生态恢复是治理方案之一。¹⁴池塘提供了应对气候变化的可持续解决方案，尽管它们本身看起来很容易受到气候变化的影响。我们需要的是微观规划和微观管理，以尽量减少气候变化对池塘的影响。例如，为了抵消小水体不断上升的水温，增加它们周围的阴影可能是一种可能的管理选择。²³池塘作为高活性的固碳体，有助于减缓气候变化。通过增加池塘的数量，并对其进行适当的保护和管理，可以缓解气候变化引起的水资源短缺问题。通过雨水收集和地下水补给，可以提高储水能力，以适应气候变化。通过适当的保护措施，即使是气候变化引起的池塘富营养化也可以减少到最低限度。有必要把池塘围起来，以防止它们成为废物的倾倒场。倾倒废物随后使水体成为传播登革热等疾病的蚊子的自然滋生地。为了遏制登革热等疾病的传播，古吉拉特邦高等法院最近指示艾哈迈达巴德市政公司在城市池塘周围围起围栏，以检查池塘里的废物倾倒活动。⁴⁷

在印度，古吉拉特邦采取了积极主动的方法来推动集水，并建立或创造村庄池塘，特别是用于灌溉目的。⁶⁵这种灌溉模式也应该在该国其他地区复制。在村务委员会一级，可以建立小型污水处理厂，对村庄污水进行处理，然后再将其排入池塘。乡村污水可以通过沼气厂生产沼气。池塘周围可以种植草和其他植物，这些植物将作为农田和城乡土地径流水的过滤器。有必要制定一项池塘水框架政策，特别是在气候变化、池塘景观生物多样性和可持续发展情景方面。印度池塘保护网络(IPCN)对池塘的可持续发展和管理是非常必要的。

结论

本通讯的主要目标是传播关于池塘对其养护和管理规划的重要性的资料，特别是从印度的角度。现有的研究表明，由于污染率和侵蚀的增加，印度的池塘正受到威胁。有必要制定政策发展计划，然后努力在实地实施计划。与其将池塘视为单独的地点，不如将它们视为池塘网络或池塘景观的一部分(就气候变化问题而言更重要)。迫切需要的是一个池塘水框架政策和印度池塘保护网络，以实现池塘的可持续发展和管理。在印度的方案中，池塘的确切数量和它们储存的水量是未知的。关于现有的储存和池塘提供的大规模效益的信息缺乏。规划和管理池塘所需的基本科学见解是不够的。有必要促进这些领域的前沿研究和发展。应根据世界自然保护联盟红色数据名录编制水红色数据名录(WARD)，为池塘保护、规划和管理提供有用的工具。 The preparation of list, however, needs extensive survey and development of inventories. It is essential to do systematic analysis of ponds as alternative storage options in relation to their roles in poverty reduction, and adaptation to climate change in India. It is noteworthy that ponds provide practical water conservation solutions.

确认

作者感谢所有的研究人员和记者，他们的作品被用来准备这篇文章。作者从匿名审稿人的评论中获益。

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