实验室研究方向五以典型海洋生态系统为研究对象，运用多学科的研究思路和手段，在生态系统层面开展海洋观测、重建、模拟与预测研究，并探索海洋可持续发展的理论和实践。

研究单元1：海洋技术与观测

研发海洋原位观测和遥测海洋和环境参数的关键技术和方法，并融合材料、信息、电子、人工智能等新兴学科领域的技术，开展多学科、多尺度的海洋立体综合观测。

研究单元2：海洋生态系统重建、模拟与预测

通过古地质指标研究海洋生态系统的演化变迁；建立海洋动力过程、生物地球化学和生态系统耦合的模型，参与地球系统模型开发，模拟、预测气候变化下海洋生态系统的演变。

研究单元3：海洋可持续发展理论与实践

开展陆海统筹、碳中和、海洋命运共同体等理论研究，建立海洋生态文明与可持续发展评估指标体系，实践海洋生态系统和人类社会经济和谐可持续发展。