曾开展中国森林生态系统生物量和生产力研究，估算了中国森林生态系统的碳贮量、固碳潜力、碳密度分布和森林火灾释放的含碳痕量气体。通过建立模型，得出了我国各主要生态系统类型的固碳速率和固碳潜力，估算了中国陆地生态系统的固碳净潜力，为我国参加后京都议定书的谈判提供了重要的科学基础。估算了中国生态系统碳循环及其股坛潜力潜力。开展我国典型生态系统温室气体排放观测，测定了黄土高原典型农田和果园生态系统与大气间二氧化碳和氧化亚氮排放，分析了降雨、气温和耕作对农田土壤呼吸和氧化亚氮的影响规律。测定了我国西北干旱地区乌梁素海湿地的CH4排放量和长江三峡水库的CH4排放时空分布，分析评价了植物和水文变化对湖泊水库CH4排放的影响。在我国城市群地区（长江三角洲、珠江三角洲和京津冀地区），采用一种创新的旋转布气方式，建立了田间原位实验装置，开展了长达5年的大气污染对生态系统的影响研究。从植物生理、个体、产量、养分、土壤微生物、土壤温室气体排放等多尺度研究了O3对农田生态系统的影响机理。建立了O3对农作物产量影响的机理模型，估算了O3浓度升高对我国农作物产量的影响，得出了我国O3对水稻、小麦等农作物产生危害的临界负荷，为科学评价大气污染对我国农作物生产的影响和制定保护农作物生产的O3环境质量标准提供了科学依据。建立了农田O3 吸收通量监测装置，在我国首次测定了稻田和小麦地的O3吸收通量，并建立了水稻和小麦产量损失与O3吸收通量的关系。

建立了北京城市生态系统的空气质量、水体质量、植物物候、生长和蒸腾、大气沉降、二氧化碳交换通量等的长期观测网络，分析了北京城市生态系统空气质量、水体质量和地下水质量的长期变化规律及其主要控制因子，通过遥感调查分析了北京城市生态系统土地覆盖变化、景观格局空间变化和功能单元变化及其与社会经济因素的关系，估算了北京食物消费的生态足迹、水足迹和碳足迹，为北京城市生态系统污染治理和生态管理提供了重要的决策依据。

另外还从事了生态系统服务功能的评价、生态功能区划和生物多样性保护方面的研究。