生态学领域可划分为三大主要研究方向：
（1）气候变化对生态过程的影响；（2）植物生存策略；（3）景观格局、生态过程及其动态。
具体研究方向有：草地生态系统碳-水循环对全球变化的响应、草地生态系统温室气体排放特征及影响机制、全球变化与植物生理生态响应、地下生态过程及其控制机理、空间分析与尺度转换、草地蝗虫复合种群动态模拟、河岸带结构与功能、碳-水循环过程模拟、植物水分利用策略、干旱强度定量评价。
承担的课题主要包括：国家自然科学基金项目“基于元胞自动机的多尺度草地蝗虫复合种群动态模拟”、“多尺度上的碳-水循环过程研究”、“城市土地利用和河岸带结构与河流氮磷传输的多尺度格局-过程关系研究”、“羊草与大针茅水分策略的生态可塑性”；中国科学院知识创新工程重要方向性项目“增温对矮嵩草草甸土壤有机-矿质复合体形成及稳定性影响的微观尺度研究”、“气孔密度可塑性与空间格局的关系”、“城市河岸带的生态服务功能——以北京永定河莲石湖区段为例”，以及中国科学院战略性先导科技专项课题“北方温带草甸草原CH4和N2O排放”等。
