主要从事流域水土环境研究，重点研究流域典型污染物的迁移转化过程及效应、氮碳元素循环及温室气体的产生与排放、全球变化对水土环境质量的影响、以及流域水土环境的降碳减污协同调控。担任Journal of Environmental Informatics以及Environmental Toxicology and Chemistry等多个SCI刊物副主编。主持国家重点研发项目、国家“973”课题和国家自然科学基金重点项目等40余项。在Nature Geoscience, Nature Communications, PNAS, Global Change Biology, Environmental Science &Technology, Water Research等期刊发表论文近300篇，从2017年起连续多年入选Elsevier中国高被引学者榜单。成果获国家自然科学二等奖(排名第1)，国家科技进步二等奖，以及5项省部级一等奖等奖项。同时获“茅以升北京青年科技奖”和“中国青年科技奖”。