Большая Советская Энциклопедия (ГИ) - БСЭ БСЭ

  С. П. Драмбянц.

Гидробиология

Гидробиоло'гия (от гидро... и биология), наука о населении водной среды, о взаимоотношении его с условиями обитания, значении для процессов трансформации энергии и вещества и о биологической продуктивности океана, морей и внутренних вод. Г. — преимущественно экологическая наука. Условия жизни в водной среде определяются физико-географическими особенностями водоёма, многие из которых, например химический состав воды, в особенности состав биогенных элементов и растворённых газов и их количество, характер донных отложений, прозрачность воды и др., находятся под сильным влиянием водных организмов и часто определяются их жизнедеятельностью. Поэтому в той мере, в какой Г. изучает значение жизненных явлений в общей совокупности взаимообусловленных процессов в водной среде, она имеет общие задачи с комплексными географическими дисциплинами — лимнологией и океанологией. На этом уровне исследований решаются такие проблемы, как биологическая структура океана, биолимнологическая и биоокеанологическая типология водоёмов и водных масс, закономерности круговорота вещества и потока энергии.

  Видное место в Г. занимает разработка научных основ рациональной эксплуатации биологических ресурсов водной среды, многими путями связанная с запросами морского и пресноводного рыбного хозяйства, прудового рыбоводства, промысла водных беспозвоночных животных и млекопитающих (рыбохозяйственная, или промысловая, Г.). Другим направлением практического приложения Г. и стимулом её развития служит комплекс биологических вопросов, связанных с использованием континентальных поверхностных пресных вод для питьевого и промышленного водоснабжения, охраной природных вод от загрязнений, изучением процессов самоочищения загрязнённых вод и методов биологической очистки сточных вод (санитарная Г.). Методы Г. используются для оценки степени загрязнения воды по наличию определенных индикаторных организмов (биологический анализ качества вод). Изучается значение водных организмов как агентов процесса самоочищения. Смежные вопросы, касающиеся главным образом биологических помех водоснабжению и эксплуатации судов (обрастание микроорганизмами и прикрепленными животными корпусов судов, различных аппаратов и гидротехнических устройств, труб и водоводов тепловых электростанций, зарастание водохранилищ водными растениями, повреждение судов и портовых сооружений древоточцами и камнеточцами), относят к технической Г. Возникают и новые задачи; например, выявление влияния планктона на поглощение и рассеивание звука — сведения, необходимые гидроакустикам. Иногда выделяют навигационную Г., изучающую биологические помехи эксплуатации флота, включая биолюминесценцию, и сельскохозяйственную Г., к которой относят, например, изучение роли гидробионтов в удобрении рисовых полей и разведении рыб в этих водах.

  Природные сообщества водных организмов, составляющие население водной среды, стали систематически исследоваться только со 2-й половине 19 в., что и привело в дальнейшем к обособлению Г. от ботаники и зоологии, издавна занятых изучением как наземных, так и водных организмов. Для формирования Г. как науки, имеющей свой объект изучения, свои методы и задачи, большое значение имели первые количественные исследования специфичной для водной среды жизненной формы — планктона (главным образом мелкие организмы, обитающие в толще воды), начатые в 80-е гг. 19 в. немецким учёным В. Ганзеном. На примере Кильской бухты он показал необходимость количественных сведений о планктоне как источнике пищи для промысловых рыб и основы биологической продуктивности моря. Позднее, но также главным образом в интересах развития рыбного хозяйства, было начато количественное изучение организмов, обитающих на дне водоёмов, — бентоса. Количественные исследования бентоса получили общее распространение после того, как были применены приборы для взятия проб — дночерпатели, впервые предложенные в 1911 для морских исследований датским учёным К. Петерсеном и для пресноводных — шведским учёным С. Экманом.

  Количественные методы исследования природных сообществ водных организмов, служащие для определения численности (плотности) особей отдельных видов и их биомассы, получили в Г. самое широкое распространение. Для этой цели применяют многие специальные гидробиологические приборы (планктонные сети, планктоноуловители, планктоночерпатели, дночерпатели различных конструкций и др.).

  Помимо планктона и бентоса, были выделены также такие характерные для водной среды жизненные формы, как нектон, к которому относят достаточно крупных активно плавающих животных, способных преодолевать течения (рыбы, кальмары и др.). Сообщества животных и растительных организмов, характерных для поверхности вод, граничащих с атмосферой, называют нейстоном. Полуводные погружённые организмы образуют плейстон, бегающие или лежащие на поверхностной плёнке — эпинейстон, живущие под плёнкой, но тесно с ней связанные — гипонейстон.

  Сообщества организмов, живущих на поверхности погруженных предметов, называют перифитоном, или обрастанием.

  Первый преимущественно флористический, фаунистический и биогеографический этап исследований по Г. связан с необходимостью изучения видового состава и распределения населения морей и внутренних вод. Эта задача, в особенности по отношению к менее изученным районам и систематическим группам организмов, до сих пор не потеряла своего значения. Выполнена огромная работа по изучению состава населения пресных вод и морей. Материалы собирались главным образом во время экспедиций. Выдающееся значение имела английская морская экспедиция на судне «Челенджер» (декабрь 1872 — май 1876), положившая начало изучению жизни на больших глубинах. Начиная с последней четверти 19 в., во многих странах учреждались морские и пресноводные биологические станции, что создало новые возможности для углублённых круглогодичных гидробиологических исследований.

  Сов. Г. широко использует как экспедиционные работы, так и углублённые стационарные исследования. Для развития пресноводной Г. большое значение имели работы В. М. Арнольди, А. Л. Бенинга, Г. Ю. Верещагина, В. Н. Воронкова, В. И. Жадина, С. Г. Лепневой, В. М. Рылова, Д. О. Свиренко и многие др. и исследования, проведённые в 20-х и 30-х годах на Косинской и Глубокоозёрской биостанциях под Москвой (Л. Л. Россолимо, С. И. Кузнецов, Г. Г. Винберг, Е. В. Боруцкий, Г. С. Карзинкин и др.), байкальской биостанции Иркутского университета (М. М. Кожов). Ещё в 1-е десятилетие 20 в. в морских научно-промысловых экспедициях Н. М. Книповича, в работах С. А. Зернова и К. М. Дерюгина были заложены основы русских морских гидробиологических исследований. В советское время они получили самое широкое развитие начиная с работ по изучению Баренцева м., проведённых под руководством И. И. Месяцева и Л. А. Зенкевича в 20-е гг. Плавучим морским научным институтом, созданным в 1921 по декрету, подписанному В. И. Лениным. Большие достижения советских морских гидробиологических исследований (с участием В. Г. Богорова, В. А. Водяницкого, Е. Ф. Гурьяновой, П. И. Усачёва, А. А. Шорыгина, В. А. Яшнова и мн. др.), обобщённые в книге Л. А. Зенкевича (1963), пользуются мировым признанием. Особенно значительны результаты проведённых на «Витязе» (начиная с 1949) исследований Тихого и Индийского океана, на «Оби» — в антарктических водах, на «М. Ломоносове» — в Атлантическом океане и на др. исследовательских судах. В итоге было получено представление о биологической структуре и продуктивности, собраны обширные материалы по систематике и распределению фауны и флоры Мирового океана.

  По мере накопления сведений о составе населения разных водоёмов внимание направлялось на выяснение экологических условий формирования определённых биоценозов и обитания отдельных видов водных организмов. Этот этап развития Г. отражён в книге С. А. Зернова «Общая гидробиология» (1934,2 изд., 1949), сыгравшей большую роль в развитии советской Г.

  В Г. много внимания уделяется развитию представлений о значении биологических явлений для классификации природных вод, теории биологической продуктивности, закономерностям биотического круговорота веществ и потока энергии в водных сообществах.

  На очереди гидробиологических исследований стоит выяснение функционального значения водных организмов в протекающих в водной среде процессах, что необходимо для управления биологической продуктивностью и процессами самоочищения и для рационального использования биологических ресурсов. Функциональные особенности водных организмов могут быть выяснены только с помощью экспериментальных исследований обмена веществ, роста, питания, химического и биохимического состава водных организмов. Для развития этого направления исследований в сов.етскойГ. большое значение имели работы Н. С. Гаевской, В. С. Ивлева, С. Н. Скадовского.