生态学科目前的主要学科方向为植物生态学、生态系统生态学、修复生态学、早期生物与环境协同演化、跨境生态安全等，在植被格局与生物多样性保护、生态系统退化与修复、早期生物与环境协同演化、跨境生态安全等研究领域形成优势特色。
1.西南植被格局与生物多样性保护方向
西南植被格局与生物多样性保护方向针对生物多样性保护与生态系统服务关键科学问题，多尺度揭示了保护地体系与生态工程的成效与影响机制，研发了集成多层次生物多样性要素与多类型生态系统服务的系统保护规划方法，提出了面向我国生态文明建设和全球化背景的自然资源管理与生态保护策略，研究成果为构建区域尺度上完善的生态保护体系提供了理论与方法支撑。
2.西南山地物种分化与形成机制研究方向
该研究方向聚焦全球生物多样性热点地区——“中国西南山地”物种分化与形成的关键科学问题，以区域代表性动植物为研究对象，揭示了种间协同进化、雌雄性别冲突带来性别分化在物种分化与形成中的作用机制，并首次从分子生态水平探明了物种对环境适应的遗传机制等，研究成果丰富了物种形成的基础理论，并为其保护提供重要科学支撑。
3. 早期生物演化与环境/生态适应方向
早期生物演化与环境/生态适应方向对地质历史时期多门类生物开展了系统研究，尤其在寒武纪早期多类群动物的躯体构建、发育模式、复杂群体生态行为、深时植被演替及其与环境关系、昆虫的农业化和社会化现象起源及渐新世以来物种演化与环境变化的关系等方面取得一批突破性成果，在生物与环境协同演化以及生态适应机制等研究领域产生了重要影响。
4. 高原山地污染、退化及生态修复方向
该方向以山水林田湖草及流域生态系统为单元，揭示重金属、纳米银及其他污染物在生态系统中的行为过程、环境影响和生态效应，形成防控流域土地复合污染、山地生态退化、湖泊富营养化的系统生态思想和成套的技术体系，为西南重金属污染防控、高原湖泊治理、长江上游水土保持等国家重大生态环境问题的破解提供了理论和技术支持。
5. 西南高原山地跨境生态安全研究方向
西南高原山地跨境生态安全研究方向聚焦西南高原山地及跨境生态安全开展系统研究。从群落、种群和个体水平系统阐释了水域生态系统的鱼类和底栖生物对河流筑坝和水体污染的生态响应机制；阐明入侵植物/昆虫-病原菌-天敌间的关系，揭示外来有害生物入侵机制、传入与扩散路径，评估防控策略效果，为西南高原山地及跨境生态安全屏障构建提供科技支撑。
