Изучение закономерностей организации растительных сообществ, их динамики и разнообразия проводится под общим руководством проф. В.С. Ипатова.

Разработаны система ценоэлементов растительного покрова и динамическая система классификационных единиц, новая концепция конкуренции. Впервые раскрыта система всех взаимоотношений растений, существующих в одном типе леса. В ходе исследований взаимодействий растений в лесных ценозах выявлен механизм дифференциации деревьев в древостое, особенности формирования крон деревьев в условиях конкуренции, показана трансформация среды каждым из ярусов леса. Особое внимание уделено изучению фитогенных полей деревьев, которое проводится с применением новейших методов (исследования под руководством доц. М.Ю. Тиходеевой и в.н.с. В.Х. Лебедевой) – например, позволяющих оценить изменения бактериальных сообществ в почве; фитогенных полей крупных трав (работы под руководством доц. М.Ю. Тиходеевой и доц. Д.М. Мирина), а также развитию и возрастной структуре субпопуляций вегетативно подвижных видов (И.Д. Гребенников).

Динамические процессы в растительном покрове изучаются на примере восстановительных сукцессий на территориях, нарушенных при индустриальном освоении (исследования под руководством проф. О.И. Суминой). В результате разработана единая классификация растительности техногенных местообитаний Крайнего Севера России; выделены и охарактеризованы группы видов первичной сукцессии, различающиеся по эколого-ценотическому поведению; выявлены закономерности формирования пространственной структуры растительных сообществ и предложена методика типизации рисунка растительного покрова на начальных этапах сукцессии; установлены закономерности формирования растительного покрова на экотопически гетерогенной территории; создана поливариантная модель первичной сукцессии растительности на техногенно нарушенных землях. В последнее время активно ведутся совместные с микологами и почвоведами СПбГУ комплексные работы, цель которых — выяснение механизмов формирования (начиная с «нуль-момента») функциональных связей в наземных экосистемах.

Долговременные изменения растительности изучаются в лесостепи (доц. Д.М. Мирин) и лесной зоне (доц. А.Ф. Потокин и доц. В.Ю. Нешатаев). Перспективным направлением является исследование эпиксильных микросукцессий на стволах поваленных деревьев в хвойных лесах северо-запада (асс. Е.В. Кушневская), позволяющее получить материалы для обоснования критериев выделения биологически ценных участков леса. Методика определения биологически ценных лесов (БЦЛ) имеет большое практическое значение, и в настоящее время работы в данной области постоянно востребованы. Ряд сотрудников кафедры (И.А.Сорокина, Е.В.Кушневская, Д.М.Мирин, В.Ю.Нешатаев и др.) не только участвуют в выполнении заявок организаций на выявление и обследование БЦЛ, но и осуществляют руководство студентами, специализирующимися по этой тематике.

Картографирование и мониторинг растительности охраняемых природных территорий, начатые на кафедре Заслуженным экологом России доц. Ю.Н. Нешатаевым, остается важным и востребованным практикой направлением работ (исследования доц. В.Ю. Нешатаева, доц. А.Ф.Потокина, асс. Н.Ю. Нацваладзе, асс. Е.М. Копцевой). Крупно- и среднемасштабные геоботанические карты, ставшие основой для разработки природоохранных мероприятий, сотрудниками и студентами кафедры выполнены для территорий государственных заповедников «Лес на Ворскле» (ныне «Белогорье»), «Башкирский», «Кроноцкий», «Дальневосточный Морской», «Кургальский» и других. В последние годы проводятся исследования уникальных болот Лапландского заповедника и нелесной растительности международного биосферного заповедника «Пасвик».

Необходимость решения задач устойчивого использования природных ресурсов и создания оптимальной структуры древесных насаждений требует углубленного изучения законов формирования крон древесных видов в онтогенезе. Современные представления о модульной организации растений – основа исследований структуры крон древесных растений (местных и интродуцированных). Эти работы проводятся на территории России в разных природных зонах. Применение методов математического моделирования при описании крон позволяет составить прогноз развития особей. На основе полученных данных разработана система иерархических единиц структуры крон древесных, показаны их изменения под действием внешней среды (работы под руководством доц. И.С. Антоновой). Полученные материалы привлекаются для оценки состояния городских насаждений и пригородных парков. Изучение богатейшего наследия российских мастеров садово-паркового искусства XVIII-XIX вв. — одно из традиционных прикладных направлений научной деятельности кафедры.