1、湿地与环境
主要研究全球变化、人类活动影响下湿地生态系统演替过程与环境效应；典型区域湿地系统时空动态变化过程及动力学机制；土地利用/土地覆盖变化过程对湿地功能的影响；建立湿地功能评价指标体系与评价模型。揭示湿地水陆相互作用的物质平衡关系、物质通量变化及其环境效应，探讨湿地与周围陆地、水体系统相互关联的机理过程，寻求湿地系统资源环境与区域经济发展相协调的有效途径，建立湿地优化管理模式。提出维持区域环境安全，保护湿地的对策和建议，为湿地保护、恢复提供科学依据。
2、环境生态与生物地球化学
主要研究生源要素在湿地生态系统中的生物地球化学过程，污染物质在湿地和农田生态系统水-土-植物/作物-气系统中的迁移转化机制及其环境效应，农田系统环境安全评价与预警，人工湿地处理废水的机理及湿地生态工程设计。研究沼泽湿地温室气体（N2O、NH4、CO2等）源/汇过程及对全球环境变化的响应，主要生源要素（C、N、S、P、K、Fe等）在湿地系统的迁移转化过程与驱动机理，重金属（Hg、Pb、Se、Cd、Zn、As等）和农业面源污染物的界面过程、环境效应、风险评价与预警，土壤质量变化的生物地球化学过程，黑土农田系统有机碳的演变规律与调控技术，人工湿地净化污染的生态工程设计与示范。
3、环境污染与控制
主要研究水环境污染及其控制，污染物的环境行为与生态风险评估，面源污染物输出机制及其防治，湿地净化环境污染的机制与理论。
4、水资源与水环境
面向国家水安全战略需求，瞄准国际水学科前沿，针对东北地区重大水资源与水环境问题，坚持人、水与自然和谐的理念，运用水文水资源、生态水文和环境科学的理论，应用现代信息技术、环境同位素技术和计算机模拟技术，重点开展变化环境下的流域/湿地水循环模拟与水资源综合管理，湿地水生态过程模拟及水环境效应，湿地生态水文格局、过程及其模型构建，地下水－土壤－植物－大气连续体（GSPAC）界面水文过程及生态环境效应，以及流域/湿地水环境系统模拟与污染控制技术等方面的研究，保障水资源系统与生态环境系统、社会经济系统协调持续发展，为我国小康社会建设与和谐社会构建提供科技支撑。
5、大气环境与监测技术
主要研究东北亚区域大气气溶胶和痕量气态物的污染状况、理化特征、形成机制、来源以及区域输送特征；大气边界层探测及大气环境数值模拟与预报；定量分析湿地“冷湿”小气候效应的空间结构特征；农业源温室气体交换及对区域气候变化及人类活动的响应。