Основное научное направление кафедры «Пространственно-функциональная структура, динамика биоразнообразия и продуктивности экосистем зонального экотона». В рамках данного направления разрабатываются следующие темы:

Пространственно-временная динамика биоразнообразия зонального экотона (проф. Т.В. Рогова, проф. М.Б. Фардеева, доц. Г.А. Шайхутдинова, доц. В.Е. Прохоров, асс. Н.Р. Шафигуллина, асс. К. О. Потапов). В рамках темы ведется сбор актуальных полевых и ретроспективных фондовых материалов, формируются электронные базы данных по состоянию видов флоры и фауны Республики Татарстан и сопредельных территорий, наполнению базы геоботанических описаний и базы данных оценки параметров среды в местах встреч отдельных видов животных. Накапливаемые материалы обрабатываются и анализируются с использованием современных ботанико- и зоогеографических, математико-статистических методов, приемов геоинформационного моделирования на основе структурно-динамического и ландшафтно-экологического подходов в тесном сотрудничестве с коллективом кафедры моделирования экологических систем КФУ. Накопление баз фактических данных позволяет проводить в рамках данного направления изучение и картографирование флористического и фитоценотического разнообразия в условиях зонального экотона, с выявлением разномасштабных экотопологических структур, закономерностей природной и антропогенной динамики; вести разработку региональных экологических фитоиндикационных шкал, определять сукцессионный статус и региональные сукцессионные стратегии видов. Одним из главных практических выходов данного направления исследований является разработка стратегий сохранения видов, состояние которых вызывает опасение, и комплексных мер охраны ценных природных объектов. Реализованные при непосредственном участии сотрудников кафедры проекты в рамках данной тематики завершились подготовкой и опубликованием 2-го издания Красной книги РТ и 2-го издания Реестра особо охраняемых природных территорий РТ, являющихся нормативными документами в области природоохранной политики республики.

Популяционная экология растений (проф. М.Б. Фардеева). Исследования, посвященные популяционной организации растений, направлены на выявление особенностей возрастной, онтогенетической и пространственной структуры популяций, оценку жизненности особей и виталитетного состояния видов растений различных жизненных форм, изучение их динамики, устойчивости в разнообразных условиях произрастания, использования и антропогенной нарушенности местообитаний. Для определения жизненности  и устойчивости видов в условиях среды применяются методы анатомической и морфологической экологии растений, многолетних стационарных полевых исследований и.т.п. 

Климатические и экотопологические закономерности продуктивности экосистем (проф. Т.В. Рогова, доц. Д. В. Тишин). Данное направление связано с функциональным анализом растительного покрова с ландшафтно-экологических позиций методом количественных оценок биологической продуктивности экосистем в пределах природно-территориальных комплексов различного ранга на основе накопления фактических экспериментальных данных и архивных ретроспективных материалов. Проводятся оценки продуктивности лесных сообществ методами дендрохронологического анализа с составлением и исследованием временных рядов или серий календарно продатированных годичных колец деревьев; исследования сезонных изменений природы в условиях глобального потепления методами фенологической индикации. Разработки позволяют получить ответ на большой спектр вопросов, связанных с динамикой растительного покрова, оценкой устойчивости экосистем, реконструкцией и прогнозированием природно-климатических изменений.

Разработки прикладных аспектов биоресурсоведения и «зеленого строительства»: научных и организационных основ лесовосстановления на деградированных с/х землях; подходов формирования систем городского озеленения для организации экологически, санитарно-гигиенически и эстетически комфортной обстановки жизни людей в городах.