重點實驗室的研究方向與研究內容主要聚焦于兩個方面，一是面向國際科學前沿開展研究工作，回答諸如當地生態系統的組織結構與功能的相互關系、生態系統物種多樣性的進化及維持機制等科學理論問題，二是探討在強烈的土地利用變化和人為干擾背景下生態系統的動態過程和對環境變化的響應機制、這些生態系統的有效保護和退化生態系統恢復的科學原理及途徑，為當地熱帶森林資源和生物多樣性的持續利用和管理提供科學依據。根據目前國際熱帶生態學研究的發展趨勢，基于本重點實驗室的前期工作積累和條件，重點實驗室的三個研究方向為：

 1）生態系統功能、動態過程與物種多樣性維持：研究熱帶、亞熱帶森林生態系統的結構、功能和動態機制，揭示物種多樣性的分布格局及其維持機制，探討森林生態系統對環境脅迫/干擾的生理生態學響應、重要養分元素的代謝途徑、食物網結構與重要功能類群的耦合關系、生態系統動態的長期監測、土地利用變化的生態學效應、生態系統服務功能的科學評估、生態系統退化機制及其恢復途徑。

2）進化生態學：采用多學科手段研究生態系統中的種間相互作用及其進化意義，從系統、物種、分子水平揭示種間關系的內在機制，探討植物繁育系統的多樣性及其系統發育演化過程、動物對植物種子散布機制及其互惠共存關系、物種間的協同進化策略及其化學信息介導過程、熱帶樹種集合的生物地理學效應及其基因組學解釋；并對特定功能基因開展深入研究，揭示植物抗逆性及其功能進化的分子基礎、調控網絡及應用途徑。

3）全球變化與生態系統響應：通過古生態學、樹木年代學、樹木生理學等手段，反演地區性古氣候及古環境變化的總體趨勢及現代氣候的變化格局，研究全球變化背景下我國熱帶、亞熱帶森林生態系統的響應過程及反饋機制，揭示物種對環境變化的適應對策和現代植被的分布規律，探討古環境與古植被的演變過程、近/現代氣候變化與植被的變遷、森林碳通量動態、物種入侵機制、森林水文功能的環境效應、生態系統過程模擬等。