（1）在地表过程与机理研究上，基于农田生态系统水-热-盐-养分长期监测与试验研究，完善了绿洲农田水、热、盐传输机制及平衡理论，阐明了绿洲农田土壤水盐动态变化规律，确定了棉花生长耐盐阈值，建立了绿洲棉田水肥热优化管理模式，提出了保持绿洲适宜发展规模的绿洲系统水盐调控策略。研发了集农田高效节水、热量资源高效利用、盐分低危害为一体的作物立体种植模式，示范区面积20000亩，亩均增纯收入400-600元以上。相关成果获2009年自治区科技进步一等奖。

（2）在地表过程的生物学机制研究上，系统研究了干旱区农田高效节水的生物学机制，建立了灌溉水一土壤水一植物水间转化效率的计算模式，提出了适合于绿洲农田提高各个水文循环过程水量转化效率的最佳调控途径与节水技术措施。重点探索了作物-土壤系统水肥热传输、不同土地利用方式下土壤环境质量演变等规律，提出了环境友好的优化管理模式，筛选了农田生态系统健康诊断指标，建立了农田高产稳产的水肥一体化技术体系。相关成果获2012年自治区科技进步一等奖。

（3）在地表过程模拟与尺度效应研究上，开展了内陆河流域个体--群落（农田）--景观（灌区）尺度上的生态格局-过程与水资源空间分配和水文过程的关系及其环境效应等方面的创新研究，创新性提出了利用面状因子处理水分垂向交换量方法，把点尺度水文过程模拟扩展到了流域尺度，揭示了流域植被生态格局-过程与水文过程的相互作用机理。相关成果获2015年自治区科技进步二等奖。

（4）在区域生态过程研究上，基于分子标记、切片、高分显微镜、控制试验等手段，系统研究了荒漠河岸胡杨林的繁殖更新策略、幼苗生长特征、种群竞争-共生关系、水盐胁迫影响等规律，初步探明了荒漠河岸胡杨林胡杨生长对洪水漫溢、人工灌溉下水文过程变化的响应与适应机制，为干旱区退化植被生态恢复奠定了理论基础。

（5）在区域可持续发展上，基于多源数据融合和模型技术，研究了不同生物气候带沙区降水、土壤水、植物水、地下水的时空动态和转化规律，阐明了中国沙区土壤水分时空动态及区域分异规律；揭示水文过程对人工固沙植被演替的驱动以及植被对水文胁迫的适应及反馈机理；确定了不同人工植被稳定性维持的生态水文阈值，提出了不同沙区植物固沙的范式和植被可持续性的调控对策。

（6）在气候变化影响和适应技术上，探索了气候变化与人类活动双驱动力对流域水循环的影响机制，阐明了新疆水资源利用适应气候变化的关键科学问题及不同尺度植物水分利用的生物学机制，构建了新疆水安全适应气候变化技术体系，提高了新疆水资源调控应对气候变化的主动适应能力。