圍繞實驗室的發展目標，實驗室與中國科學院、江西省山區河流湖泊開發與治理委員會辦公室、香港中文大學、美國密歇根大學等國內外高校和科研機構建立了廣泛聯系。多次舉辦國際學術會議，經常邀請國內外著名學者、專家進行深入的學術交流和合作研究，並派出學術骨幹出國深造和交流訪問。
(1)環境變化與湖泊響應
重點研究鄱陽湖與長江的物質通量及河湖關系、淺水湖泊的動力結構及泥沙輸移、擴散和沈積規律、湖泊的自然適應和人工調控及洪水災害預測，定量分析和預測全球變化下湖泊生態環境過程的響應；長江流域的發展規律、模式及湖泊系統的響應：評估自然突發事件、流域開發和大型項目對長江中下遊和鄱陽湖環境系統的影響。
(2)濕地生態與資源利用
重點研究湖泊濕地的發展過程、生物群落的演替模式、分布格局和時空耦合機制；湖泊濕地中生源物質和典型汙染物的遷移循環機制和模式；湖泊濕地的保護、恢復和重建；湖泊濕地生態環境變化對湖泊生物保護和國際候鳥的影響；建立社會系統、土地利用/覆被和生態環境之間的人地系統耦合模型，模擬和評價自然和社會環境變化下，特別是高強度人類活動背景下的生態風險。本文研究了長江和鄱陽湖流域的資源保護和可持續開發利用，探討了土地資源的優化配置和高效利用，區域資源的可持續利用模式及其生態環境效應。針對鄱陽湖流域豐富的亞熱帶植物資源，開展生物信息系統的調查、編目和研究，評估流域亞熱帶植物多樣性現狀，研究有效的保護對策；圍繞鄱陽湖周邊地區資源利用，開展可再生資源綠色仿生綜合利用研究。
(3)流域健康和綜合管理
研究建立湖泊流域健康標準和評價指標體系，評價湖泊流域生態健康和服務價值，劃分不同生態功能區，研究退化生態系統的修復原理和技術，發展湖泊流域綜合管理的理論、方法和協調機制，包括空間計量經濟模型、區域循環經濟、主體功能區規劃、資源利用與流域經濟協調發展等。研究流域環境與健康的變化、環境遙感和疾病的時空建模；鄱陽湖區水環境汙染與公共衛生和食品安全的關系、血吸蟲病和復發性傳染病的時空建模、風險評估與管理及預警系統研究；研究遙感、地理信息系統和空間統計分析技術在流域系統要素動態監測和信息分析中的應用，包括空間信息監測、時空數據分析與建模、鄱陽湖蓄洪虛擬仿真、數字流域等。，建立鄱陽湖環境系統仿真模型和鄱陽湖綜合管理模型，為鄱陽湖生態環境保護與建設和鄱陽湖流域可持續發展提供信息共享平臺和決策支持系統。