以我国及邻近地区的代表性海-陆相沉积序列为核心，通过沉积学、地层学、地貌学、地球化学、古生态学、古气候学、古生物学、地质年代学和数值模拟等多学科交叉研究，探索亚洲及全球环境系统的演变历史、过程和机制，揭示环境变化与人类活动的关系，构建地球系统科学理论体系。主要研究方向包括：

　　1）季风环境演变

　　通过风尘沉积、河湖相沉积、沙丘沉积、湖泊沉积、洞穴碳酸盐沉积、树轮的多学科研究，重建不同时间尺度气候-环境演化序列，阐明季风-干旱气候的形成和演化过程，揭示环境系统阶段性分异及其对不同时间尺度气候变率的调制作用，探讨季风-干旱系统形成演化对全球变化的响应以及对全球气候系统的影响。

　　2）沉积与地球环境

　　开展地球环境变化的物理动力学和生物地球化学过程的观测和模拟研究。通过现代过程观测，建立地球化学、生物学、沉积学指标与现代环境参数之间的定量关系；基于多指标地质-生物记录和数值模拟，实现新生代主要增温事件气候要素的定量化重建，剖析古增温与碳循环耦合的过程与机制，探讨全新世自然和人类活动因素对气候变化的影响。

　　3）气候-生态突变与环境考古

　　将传统古生物学方法和生物标志物等手段相结合，建立不同环境单元生物演替序列，揭示亚洲地区重大生态事件的发生时间和过程，探讨重大气候-环境事件对生物多样性和生态系统演化的影响。建立农作物及其亲缘野生植物的鉴定标准，对重要古文化遗迹和典型自然剖面/钻孔开展农业起源和古环境研究，构建环境变迁、植被生态演化、农业起源发展、人类活动迁徙、文化文明演替关系的完整证据链。

　　4）深部-表层碳循环与环境

致力于地球多圈层碳循环过程运行机制的研究。重点运用岩石学、沉积学、地球化学等多学科实验观测与数值模拟手段，对地球深部-大陆风化-生态系统碳循环过程耦合机理和碳的源汇效应、深时-现代碳等生源要素的生物地球化学循环等开展研究，深化地球系统碳循环关键环节的演变规律、通量、控制机理及其不同尺度的气候环境效应的理论认识。