流域生态系统结构功能与生产力 
　　以黄土高原中小流域为对象，针对该区水土流失严重、水资源短缺和经济落后三大特点，通过流域生态系统结构、功能和过程的分析，研究流域水土资源保护与合理 利用，探求结构合理、效能最佳、持续稳定的流域生态经济系统结构。重点研究土地利用/土地覆被变化与流域生态经济系统演变；流域生态系统重建中生产力提高 机制；流域水循环与生产力耦合效应；流域营养元素运移过程与高效利用；流域生态系统能量流动特征。　
流域生态系统健康诊断 
　　以CERN监测及流域室野外站长期定位研究为基础，通过黄土高原以水土流失为主导因素的流域生态系统受损、修复过程分析，研究流域退化生态系统质量及健康 诊断理论与方法；流域生态系统的生物多样性与生态系统稳定性；不同类型流域生态系统演替驱动因子；健康诊断指标识别及阀值、敏感性分析。提出黄土高原不同 类型区小流域健康诊断指标体系。 
流域生态系统管理 
　　以水土资源的可持续利用为核心，研究退化流域生态系统重建的理论与技术体系。重点研究流域水土流失过程及控制原理；水土保持措施对流域水土资源环境演变过程的影响；植物群落演替、水土保持功能及植被重建理论与技术；以数字流域为基础的流域可持续发展策略及管理系统；流域生态经济系统管理与示范模式建设。为我国流域水土流失治理、生态农业建设提供科学依据及示范样板与技术体系。