重点实验室的研究方向与研究内容主要聚焦于两个方面，一是面向国际科学前沿开展研究工作，回答诸如当地生态系统的组织结构与功能的相互关系、生态系统物种多样性的进化及维持机制等科学理论问题，二是探讨在强烈的土地利用变化和人为干扰背景下生态系统的动态过程和对环境变化的响应机制、这些生态系统的有效保护和退化生态系统恢复的科学原理及途径，为当地热带森林资源和生物多样性的持续利用和管理提供科学依据。根据目前国际热带生态学研究的发展趋势，基于本重点实验室的前期工作积累和条件，重点实验室的三个研究方向为：

 1）生态系统功能、动态过程与物种多样性维持：研究热带、亚热带森林生态系统的结构、功能和动态机制，揭示物种多样性的分布格局及其维持机制，探讨森林生态系统对环境胁迫/干扰的生理生态学响应、重要养分元素的代谢途径、食物网结构与重要功能类群的耦合关系、生态系统动态的长期监测、土地利用变化的生态学效应、生态系统服务功能的科学评估、生态系统退化机制及其恢复途径。

2）进化生态学：采用多学科手段研究生态系统中的种间相互作用及其进化意义，从系统、物种、分子水平揭示种间关系的内在机制，探讨植物繁育系统的多样性及其系统发育演化过程、动物对植物种子散布机制及其互惠共存关系、物种间的协同进化策略及其化学信息介导过程、热带树种集合的生物地理学效应及其基因组学解释；并对特定功能基因开展深入研究，揭示植物抗逆性及其功能进化的分子基础、调控网络及应用途径。

3）全球变化与生态系统响应：通过古生态学、树木年代学、树木生理学等手段，反演地区性古气候及古环境变化的总体趋势及现代气候的变化格局，研究全球变化背景下我国热带、亚热带森林生态系统的响应过程及反馈机制，揭示物种对环境变化的适应对策和现代植被的分布规律，探讨古环境与古植被的演变过程、近/现代气候变化与植被的变迁、森林碳通量动态、物种入侵机制、森林水文功能的环境效应、生态系统过程模拟等。