采用野外布点采样、室内分析测试，开展煤矿区生态系统碳氮磷系统调查，包括C、N、P，溶解有机碳（DOC）、颗粒有机碳（POC）含量以及颗粒有机质（POM）碳、碳同位素等指标进行分析测定。
分析研究POC、DOC浓度时空分布特征及其对生态系统健康的影响，探索在不同季节和气候条件下，这些养分的变化如何反映煤矿区生态系统的动态特性。
养分比例(元素化学计量学)可以定义生态系统中大部分养分元素的循环模式，元素的相对丰度能控制生态系统的养分循环和能量流动的速率，揭示煤矿区生态系统元素相互作用与制约变化规律。
生态化学计量学与碳氮磷循环。通过对煤矿区生态系统植物、凋落物和土壤中碳氮磷元素组成比的分析，探讨煤矿区生态系统元素平衡的C∶N∶P比临界值,预测养分循环速率(通量)，给予生态化学计量学的理论探索植物-凋落物-土壤相互作用的养分调控因素，进而掌握煤矿区生态系统碳循环调控机制，揭示碳氮磷元素之间的交互作用及平衡制约关系。
探讨碳氮磷元素化学计量比在整个煤矿区生态系统中的变化格局及其相互作用，揭示碳氮磷平衡的内在机制，分析其对生态系统健康和稳定性的影响。
探讨煤矿区生态系统各个组分(植物、凋落物、湿地、水体和土壤)之间碳氮磷比与环境要素的关系，探索煤矿区生态系统碳氮磷动态平衡，为管理和保护生态系统提供科学依据。
分析研究煤矿区生态系统组分碳氮磷比空间分布规律，探讨不同区域特征及其对生态功能的影响，为区域生态管理提供指导。
生物量中碳与养分比值的差异能够调控生态系统中有机物质的变化，探索煤矿区生态系统人类活动改变环境条件，如：施肥和污染等，导致的养分循环发生的变化。
建立多元素循环的煤矿区生态系统碳氮磷耦合模型，为生态恢复和管理提供科学依据，探讨模型在生态系统管理中的应用潜力。