1. 植物入侵机制及生态安全效应
从植物“生长-防御”资源转换以及直接和间接化学防御等方面，揭示外来植物功能性状从原产地到入侵地的生态演化规律；阐明和预测入侵植物对气候变化的响应；评估入侵植物对本土生物多样性和生态系统功能的影响。
2. 入侵植物-昆虫-微生物的互作关系及演化
重点围绕植物调控的昆虫和微生物互作关系，利用化学生态学的原理和技术，探明地上生物（包括地上昆虫、叶际微生物）和地下生物（包括地下昆虫、土壤微生物）之间的通讯联系，揭示地上地下生物群落多样性和稳定性的演化规律。
3. 农林重大有害生物灾变机制及绿色防控
以我国及河南省农林重大有害生物为研究对象，探明有害生物种群爆发机制，评估其对粮食安全的威胁；探索“以虫治虫”“以虫治草”等生物防治理论和技术，为有害生物的绿色防控和粮食安全提供指导。