本實驗室的研究主要著重於了解地表與大氣之間的交互作用，以及地表環境改變對氣候系統之影響。 研究所採取的策略為：透過現地觀測獲取真實地表通量資料，並適時發展參數化方案來詮釋陸地與大氣之間的生物物理/化學過程，再依據擬定的參數化方案來建立模式；建模完成後再透過因子實驗去探討各種環境擾動;對大氣所造成之衝擊與回饋。這些環境擾動包括了：人為土地利用改變 、森林管理/經營策略(砍伐、植林)之調整、颱風、乾旱、火災、蟲害與火山噴發等自然災害。

模式發展方面：目前已成功的發展了一個可以直接反應颱風所造成地表植被破壞的強風災損模式，該模式將與高解析度之大氣模式耦合來探討暖化氣候情境下，颱風對地表植被破壞所產生之大氣反饋 (增溫或減溫)。 

資料處理方面：整合了中研院GIS專題中心的歷史圖資與SPOT衛星影像重建了台灣過去一百一十年來的地表變遷資訊。該資料已應用於探討台灣在過去數十年來地表覆蓋變化對區域環境改變所造成之衝擊 (與TCCIP合作)。

除了探討區域性的地表覆蓋之外，本實驗室亦參與了台灣地球系統模式 (TaiESM)的發展與應用，將依據全球土地利用/覆蓋變化計畫 探討全球氣候系統在不同社會經濟情境演變下受地表覆蓋變化影響之程度。