1）構建了具有自主知識產權的集陸面過程和生態過程於壹體的綜合模型EASS（Ecosystem Atmosphere Simulation Scheme）。這是壹個遵循土壤-植被-大氣壹體化理論所構建的國際上最新壹代多尺度-多源數據融合的集成陸面過程模型。該模型與遙感定量反演的地學物理參數融合，在國際上首次把樹冠簇團指數（foliage clumping index）引入陸面過程模型中，優化了冠層內輻射傳輸的模擬，強化了土壤層-凍土層-冰雪層的水、熱交換的模擬（面向用戶，層數可變），教顯著提高了陸地表層與大氣之間的能量、物質（包括水、碳、氮等）交換過程的模擬精度。該模型及相關成果發表在Ecological Modeling和Journal of Hydrometeorology雜誌上，已被加拿大、美國和歐洲許多研究人員應用於陸地生態系統碳、水、能量循環過程、陸面格局與變化規律以及定量估算各種尺度陸地表層碳源/匯分布信息等方面的研究中。 2）構建了壹個壹維大氣傳輸模型 (VDS：Vertical Diffusion Scheme), 並用以定量評估大氣“整流”效應及其年際變化.代表性成果發表在美國地球物理學會主辦的Journal of Geophysics Research和Geophysics Research Letters等雜誌上，該模型為高精度CO2和同位素觀測資料的合理解釋和尋找“全球迷失的碳（missing carbon）”做出了重要貢獻。 3）構建了壹個遙感反演的高分辨率下墊面地學物理參數驅動下的生態系統穩定碳同位素模型，並探討了北方森林生態系統與大氣CO2交換的動力學過程和環境要素對同位素分餾作用的影響機理，是理解碳源/匯機理過程和區分陸地碳匯/海洋碳匯的有效工具，相關的研究成果發表在Global Change Biology 和Plant, Cell and Environment 雜誌上，引起了國際同行的關註。 4）把生態系統穩定碳同位素模型與大氣傳輸模型（VDS）耦合，在國際上首次連續模擬了陸地生態系統-大氣之間的穩定碳同位素交換及其在大氣邊界層內傳輸的動態過程，代表性成果發表在Tellus雜誌上。該方法是探討大氣穩定碳同位素整流效應、定量估算陸地和海洋對全球碳匯相對貢獻的有效工具。 5）構建了溫室氣體通量和濃度足跡(footprint)模型(SEAF: Simple Analytical Footprint model on Eulerian coordinates)，該模型在空間異質性分析、評估、尺度擴展和如何合理解釋全球通量網觀測資料等方面的研究中發揮了重要作用，相關成果發表在Boundary-Layer Meteorology、Global Biogeochemical Cycles和Biogeosciences 雜誌上。該模擬方法被加拿大碳項目（CCP：Canadian Carbon Program）確定為加拿大通量網內各觀測站的常規評估方法。 6）成功把遙感信息驅動下的定網格大小的EASS陸面過程模型與用於加大拿國家天氣預報的超大型變網格大小的區域氣候模型（GEM）混合編碼（C++和Fortran）耦合，具有超大型模型耦合、調試、並行運算的經驗。使用在線耦合模型研究了碳、水和能量交換過程的尺度效應。在比較、評估、吸收現有幾種國際上流行的尺度擴展方法的優點的基礎上，提出了國家和大陸尺度上碳源匯研究中尺度擴展的理論和方法，發展了空間尺度轉換的關鍵技術。代表性成果發表在Journal of Hydrometeorology雜誌上。