首次利用高质量数据研究美国大陆碳源碳汇时空格局、驱动力及不确定性，准确分析土地管理活动对碳储存和温室气体通量的影响。 

      开发了可以区域范围内优化生物原料产量、生产地、环境质量等的生态水文模拟系统。同时考虑多目标函数，如经济收益 、环境目标等。 可以根据管理目标 (经济和生态环境)、社会经济自然条件、土地状况等针对性优化土地管理措施。

     把这一新方法成功地应用于美国 James 河等流域之中。为了兼顾 生产力和水环境保护的需要，推演出了最优的生物量生产和水质保护的 Pareto 效率曲线。利用该曲线推导出了能够实现生物量生产最大化和非点源氮负荷最小化的种植经营方案 (即生产地空间布局和经营措施)。