Предметом исследований гидробиологии являются экологические процессы в водной среде, т. е. процессы взаимодействия гидробионтов, их популяций и сообществ между собой и с абиотическими компонентами водных экосистем. Водная экология исследует, кроме того, и воздействие человека на эти процессы.
Цель гидробиологии может быть определена как понимание экологических процессов, происходящих в водной среде. Управление этими процессами с целью оптимизации использования водных ресурсов может считаться целью водной экологии.
Основной задачей гидробиологии является изучение экологических процессов в гидросфере, тогда как применение их в интересах освоения гидросферы и оптимизации взаимодействия человеческого общества с водными экосистемами – основная задача водной экологии. Главная теоретическая задача гидробиологии – изучение общих внутренних закономерностей структурно-функциональной организации водных экосистем, которые и определяют круговорот вещества и поток энергии в них, а водной экологии: исследование зависимостей круговоротов вещества и потоков энергии от факторов внешней среды, в том числе и антропогенных.
Конкретные практические задачи гидробиологии и водной экологии:
- Повышение биологической продуктивности водоемов для получения из их наибольшего количества биологического сырья.
- Разработка биологических основ обеспечения людей чистой водой, в том числе – оптимизация функционирования экосистем, создаваемых для промышленной очистки питьевых и сточных вод.
- Экспертная оценка экологических последствий зарегулирования, перераспределения и переброски стока рек, антропогенного изменения гидрологического режима озер и морей.
- Оценка вновь создаваемых промышленных, сельскохозяйственных и других предприятий для водных экосистем с целью охраны последних от недопустимых повреждений.
- Мониторинг состояния водных экосистем.
Главным методом гидробиологии, как и остальных экологических дисциплин, является системный подход, т.е. рассмотрение экосистемы как целого, и количественный учет протекающих в ней потоков энергии, вещества и информации. Следовательно, гидробиология всегда оперирует величинами численности организмов, их биомассы и продукции.
Для количественного учета используют различные орудия и приборы как специфически гидробиологические – планктонные сети, дночерпатели, драги, планктоночерпатели, батометры различных конструкций, так и многие приборы, заимствованные из арсеналов гидрохимии, гидрофизики, гидроло- гии. В последнее время часто используются погружные и дистанционные биофизические приборы.
Общая гидробиология изучает экологические процессы в водоемах и водотоках. В ней выделяются:
- системная гидробиология;
- трофологическая гидробиология;
- энергетическая гидробиология;
- этологическая гидробиология;
- палеогидробиология;
- бентология;
- планктология.
Системная гидробиология – приложение общей теории систем и ее методов в водной экологии. Она занимается общими проблемами организации биосистем в гидросфере, их поведением, самоорганизацией и самоуправлением, моделированием водных биосистем, прогнозом их состояния при различных внешних воздействиях.
По изучаемым процессам различаются:
- трофологическая гидробиология – пищевые связи,
- биологическая трансформация веществ;
- энергетическая гидробиология – поток энергии, ее биологическая трансформация;
- этологическая гидробиология – поведение гидробионтов;
- палеогидробиология – исторические изменения водных экосистем.
По локализации изучаемых процессов в общей гидробиологии можно выделить:
- бентологию,
- планктологию.
Первая занимается экологическими процессами, проходящими на дне водоемов и водотоков, вторая – в толще вод.
Частная гидробиология изучает специфику экологии водных объектов разного типа. Выделяют гидробиологию морей, озер, прудов, болот, луж, временных и пересыхающих водоемов и др. То же происходит и для водотоков: гидробиология рек различных типов, ручьев. Кроме того, существует гидробиология подземных и пещерных вод, гидробиологии полярных и тропических водоемов, водоемов умеренного пояса и субтропических.
Водная экология, изучающая взаимодействие водных экосистем и человеческой деятельности тесно смыкается с прикладной гидробиологией. Последняя, как это следует из самого её названия, занимается прикладными приложениями результатов общей или теоретической гидробиологии. В нее входят:
- Продукционная гидробиология, изучающая биологические основы продуктивности водоемов (например, повышения вылова рыбы, урожая морепродуктов и т.п.).
- Санитарная гидробиология, занимающаяся решением проблем чистой воды, самоочищения водоемов.
- Медицинская гидробиология, исследующая происхождение и распространение болезней, связанных с водой (в первую очередь, – инфекционных).