המחקר האקולוגי במרכז מדע ים המלח והערבה כולל מערכות שונות באזור המדברי. המחקרים עוסקים בעיקר באזור הצחיח קיצון אבל גם מספר מחקרים באזור הצחיח. המחקרים עוסקים בניטור ומחקר של מגוון מערכות טבעיות מתוך מגמה להבין את המבנה והתפקוד של המערכות האקולוגיות הטבעיות של הצחיח קיצון. הבנה וניטור אלו מאפשרים לנו לאמוד נזק הנגרם למערכת הטבעית ולכן אנו משתמשים בידע זה להשוואה עם מערכות מופרות. כך אנו דוגמים השפעות אסונות אקולוגים כגון דליפת הנפט בעברונה ודליפת החומצה בנחל אשלים על המערכות המדבריות, השפעת המערכת החקלאית והפרעות נוספות. אנחנו גם לומדים את הקשר שבין האדם לסביבתו גם מבחינת הפרעות למערכת הטבעית וגם את תרומת הטבע לרווחת האדם ושירותי המערכת האקולוגית.
אחד התחומים האקולוגיים המרכזיים הוא השינויים הדמוגרפיים של אוכלוסיות השיטים לאורך השבר הסורי-אפריקאי, כמו גם ברחבי הנגב. מזה מספר עשורים שנצפית מגמה של תמותת עצי שיטה רבים, ובאותו זמן, מספר העצים הצעירים המגוייסים הינו נמוך מאוד. חוקרי מרכז המדע עוסקים בהיבטים שונים בנושא זה, החל מסקרי שטח לניטור מצב השיטים; בחינת השפעת משקעים ושיטפונות על תמותה וגיוס; לימוד השפעת תפוצת פרסתניים על נביטת והישרדות עצים צעירים; השפעת חרקים על חיוניות הזרעים; ועוד. מחקרים משיקים כוללים מגוון תחומים בנושאי הידרולוגיה וגיאולוגיה, המסייעים בהשלמת מידע חסר על אוכלוסיות השיטים. באזור ים מלח עוסקים חוקרי מרכז המדע בלימוד מאפייני צמחי מרפא מקומיים, כמו גם באפשרויות גידול מסחרי שלהם. המחקר האקולוגי במרכז המדע נעשה בשיתוף פעולה עם חוקרים ירדנים ממוסדות שונים.
מרכז מדע אחראי על ניהול כל תחנות ה – LTER (תחנות למחקר אקולוגי ארוך טווח) בישראל ופועל ב4 תחנות מחקר בדרום ישראל. בנוסף, מרכז מדע אחראי על 2 פלטפורמות סוציו-אקולוגיות LTSER בהר הנגב ובערבה החוקרות את האינטרקציה בין האדם למערכות האקולוגיות.
המחקר האקולוגי במרכז מדע ים המלח והערבה כולל מחקר ברמות שונות מגנטיקה ופיזיולוגיה של צמחים לאוכלוסיות, חברה, מערכות אקולוגיות ונוף. המחקר כולל התאמות של יצורים למדבר, השפעת שינויי אקלים על מערכות אקולוגיות, שרותי מערכת אקולוגית, המחקר כולל:
אקולוגיה של שיטים:
- הבנת המבנה הגנטי של שיטים
- הבדלים בעמידות ליובש בין אוכלוסיות שונות של שיטים משלושה מינים: נגב, סלילנית וסוככנית.
- ניטור בריאות שיטים בערבה (בשיתוף עם קק"ל, רט"ג, המארג וה – LTER הירדני)
- נביטה ושרידות של שיטים
מגוון ביולוגי
- ניטור ארוך טווח בדיונות חול
- השוואה של צחיח וצחיח קיצון
- מגוון ביולוגי של דבורים והצמחים המארחים שלהם
אקולוגיה אקווטית
- גידול מסחרי של עשבי ים
- מיפוי המרבדים של עשבי הים לאורך חופי ראש מפרץ אילת
- השפעות שיויי אקלים על ימון הקשקשים
- איפיון פוטנציאל ייצור חומרי טבע על ידי שני מיני אצות ירוקיות חובבת חום, שבודדו ממעיינות חמים בישראל.
- פורמיניפרים בנתונים מגיל קמפאן-מאסטריכט מרצף הפוריות הגבוהה בישראל – תיאור טקסונומי מפורט של המינים הבנתונים החיו בתקופה זו באזורנו.
- טקסונומיה ופילוגנזה של פורמיניפרים פלקטונים מהקרטיקון העליון (90-65.5 מליון שנה).
אקולוגיה של קרקע
- גיאו-אקולוגיה של אדמות חקלאיות
- גיאו-מורפולוגיה של אדמות מרעה
- סחיפת קרקע ומחזור הפחמן
- קיבוע פחמן אורגני בקרקע
- פאונת הקרקע בצחיח קיצון
שרותי מערכת אקולוגית
- השפעת תרבות על שרותי המערכת האקולוגית המתקבלים ומשפיעים על רווחת האדם בערבה, ברמון ובירדן.
- הערכת המערכות האקולוגיות במדבר
- פיתוח מדדים חברתיים-אקולוגים
