源部黑土地演化与生态效应重点实验室主要包括三个研究方向：
1.黑土地形成演化过程
开展黑土形成期地层、构造、古地理、古气候特征研究，查明黑土母质来源、组成和分布特征，恢复黑土区自然环境演变基本轮廓，揭示成土母质和古环境对黑土形成的促进和制约机理；开展黑土地关键带母质-土壤-植物界面物质迁移和转化过程研究，探索土壤微生物动力机制，揭示土壤物质在不同界面间的传输行为、形态结构变化及动力学过程，构建黑土地关键带物质循环模型；开展黑土生态脆弱区在气候、覆被、土地利用等因素影响下黑土演化机制研究，探讨黑土退化的主要驱动力和驱动机理，支撑服务黑土地保护与可持续利用；开展全球四大黑土地形成演化过程对比研究，为我国黑土地保护提供依据。
2.黑土地质量监测与评价
开展典型地区卫星遥感、航空遥感与地面数据协同集成示范研究，探索黑土地数量、质量、生态属性快速获取的天空地一体化监测技术，建立遥感等多源数据协同的土地质量评价方法，构建黑土地生态风险预警系统；开展多尺度土地资源、水资源、环境、生态、灾害等自然要素单项承载能力评价研究，探索不同功能指向下的各要素评价指标遴选方法，构建多要素综合评价集成方法模型，建立黑土地资源环境承载力评价体系。
3.黑土地利用与生态效应
开展黑土地生态地球化学时空变化研究，揭示土壤有机碳等在人类活动影响下的变化规律，分析土壤碳源汇转化的影响因素，评估黑土地土壤碳源效应对大气CO2的贡献，探寻CO2排放控制的安全途径；开展长期定位试验研究，剖析不同利用方式对黑土地质量和健康状况的影响和驱动机制，评估黑土地质量变化对生物多样性和生态系统服务功能的影响。