L’approccio multidisciplinare include la valutazione degli effetti dei cambiamenti globali sulla funzionalità ecosistemica anche in ambienti remoti. Il mantenimento di serie storiche di dati costituisce un elemento chiave per l’area tematica . In questo ambito, è contemplato l’utilizzo di specie modello animali e vegetali anche non direttamente legate all’ambiente acquatico.

Sono inoltre sviluppate le discipline relative all’ecotossicologia, alla microbiologia e allo studio della distribuzione e degli effetti degli inquinanti emergenti e prioritari. Infine, altri ambiti di ricerca sono la pesca in acqua interne e l’acquacoltura, biologica ed ecocompatibile, rivolta ad individuare nuove specie e tecnologie innovative di allevamento in grado al contempo di mitigare gli impatti negativi sull’ecosistema marino.

La promozione e partecipazione a progetti di conservazione e ricerca nazionali ed internazionali è parte integrante della realizzazione di questa area tematica.

I contenuti scientifici tecnologici si differenziano per il target specifico delle ricerche condotte e si possono ricondurre a:

• studio delle relazioni strutturali e funzionali tra comunità acquatiche e terrestri, habitat e stressor ambientali ed antropici;
• evoluzione, autoecologia e tassonomia di alcuni taxa di particolare importanza e individuazione di specifici indicatori ambientali;
• studio della funzionalità degli ecosistemi e della biodiversità sia in senso classico che genetico, anche in ambienti estremi mediante un approccio di ecologia e filogenesi molecolare;
• valutazione  degli impatti sulla biodiversità, tramite l’analisi delle comunità zoo- e fitobentoniche,  delle specie aliene e di specie algali potenzialmente tossiche;
• risposta dei parametri strutturali e funzionali delle comunità microbiche alle variazioni ambientali e agli inquinanti; biodiversità e funzionalità del comparto microbico lungo il continuum tra ecosistemi di acqua dolce e ambienti marino-costieri ed in ambienti estremi (sorgenti di CO₂);
• ottimizzazione dei protocolli di classificazione dello stato ecologico di tutte le tipologie di acque (interne e marino costiere) secondo le normative nazionale e le direttive comunitarie;
• studio dei processi di accumulo, trasformazione e rimozione dei nutrienti negli ecosistemi;
• studi di dinamica ambientale di contaminanti prioritari e emergenti e interazione con gli organismi in ecosistemi acquatici temperati e polari;
• studio degli effetti tossici di contaminanti chimici sugli organismi acquatici e ricerca di marker di esposizione e di danno applicati a più livelli di complessità biologica; studio delle risposte biochimiche degli organismi acquatici agli impatti ambientali e antropici;
• bioaccumulo, metabolizzazione e ripartizioni di inquinanti in corpi idrici superficiali (fiumi e laghi) e valutazione del rischio ecologico associato a sedimenti contaminanti; trasporto e caratterizzazione della sostanza organica in relazione allo studio di processi biologici e suo ruolo nella mobilità e trasformazione di inquinanti organici ed inorganici;
• studio di inquinanti e microinquinanti inorganici in acqua e suolo: sorgenti, diffusione ed impatti includendo la predisposizione di test ecotossicologici dedicati;
• valutazione degli effetti dei cambiamenti climatici e degli apporti atmosferici di inquinanti sui cicli biogeochimici in ambienti di alta quota – biologia e gestione della pesca nelle acque interne;
• sperimentazione in laboratorio e in campo di metodologie  di allevamento e nutrizione di nuove specie di interesse commerciale con tecniche indirizzate alla gestione sostenibile dell’ecosistema, alla mitigazione degli impatti negativi sull’ambiente di allevamento e alla valutazione e contenimento di eventuali patogeni emergenti;
• ecologia, comportamento e conservazione di vertebrati (i.e. uccelli, chirotteri) selvatici in relazione a fattori ecologici a diverse scale spaziali e temporali, anche in  ambienti acquatici.