Die zentrale Aufgabe in diesem Kompetenzfeld ist die Erforschung der Funktionen von aquatischen und terrestrischen Ökosystemen – das sind stehende und fließende Gewässer, Boden- und Grundwasser, Offenlandschaft, Ackerland und Wald – insbesondere in Bezug zu deren Biodiversität. Die Erkenntnisse aus diesen Forschungsgebieten werden für die Entwicklung von Konzepten zur nachhaltigen Nutzung und Bewirtschaftung von landwirtschaftlichen Flächen, des Waldes sowie der Seen und Flussökosysteme sowie für die Wiederherstellung von Ökosystemen und Biodiversität und weiterer Ökosystem-Dienstleistungen eingesetzt.

Zu den dafür beforschten Prozessen und Systemen gehören organismische Biologie und Biodiversität, Interaktionen zwischen Mikroorganismen und Pflanzen bzw. Tieren, Chemie und Biologie von bioaktiven Metaboliten in biotischen Interaktionen, Boden- und Waldökologie inkl. Kohlenstoffdynamik und Stresstoleranz von Wäldern, Gewässerökologie, ober- und unterirdische Wasserkreisläufe, aquatische und terrestrische Stoffkreisläufe, Umweltmeteorologie, Klimaprozesse, Klimawandel und Umweltanalytik.

Forschung im Bereich nachhaltige Bewirtschaftung von Ökosystemen umfasst Nutzpflanzenwissenschaften, Wildtiermanagement, Biodiversitätsmanagement, Bodenschutz und -management, Fließgewässer- und Grundwasserschutz, Waldbau, Waldmonitoring, Forstschutz und Forsttechnik, ökologisches Gewässermanagement, Land- und Ressourcennutzung, blaue Bioökonomie (nachhaltige Aquakultur) und Umweltforensik. Im Kontext der Veränderungen und Bedrohungen durch Klimawandel (gebietsfremde invasive Arten, Wasserknappheit, Extremereignisse und Bodendegradation) werden Vulnerabilität und Adaptierungsstrategien von (bewirtschafteten) Ökosystemen sowie naturbasierte Lösungen zur Wiederherstellung von Ökosystemen erforscht.

Weitere Schwerpunkte in diesem Kompetenzfeld betreffen großmaßstäbliche experimentelle Ansätze sowie Digitalisierungsprozesse in Umweltwissenschaft, Land- und Forstwirtschaft und Gewässerforschung (Ökosystemmodellierung, Habitatmodellierung, Klimamodellierung, Geomatik und Hydroinformatik inkl. Methoden aus den Bereichen Machine Learning und künstliche Intelligenz).

Die Quervernetzung der in diesem Kompetenzfeld forschenden Departments erfolgt durch die Doktoratsschulen (i) Transition to Sustainability (T2S) und (ii) Human River Systems in the 21st Century (HR21), durch das Zentrum für Bioökonomie sowie den Cluster for Development Research (CDR).

Die Verteilung der eingeworbenen Drittmittel zeigt eine ausgewogene Balance zwischen Grundlagenforschung und angewandter Forschung sowie zwischen nationalen und europäischen Fördergebern. Laufende und geplante Großprojekte umfassen Horizon 2020-Projekte (z.B. EJP-Soil), ERA-NET, ESFRI (z.B. DANUBIUS, eLTER-RI) und Horizon Europe Säule 2 Cluster 5 (Klima etc.) und Cluster 6 (Bioeconomy, Natural Resources, Agriculture and Environment etc.). Wichtige nationale Fördergeber sind FWF, WWTF, FFG, Klima- und Energiefonds, Hochschuljubiläumsstiftung der Stadt Wien sowie Gebietsverwaltungen und Körperschaften öffentlichen Rechts.