宋伟副研究员长期从事土地利用变化科学相关的研究工作。具体研究方向主要包括土地利用变化检测、土地利用变化建模与模拟、土地利用政策、土地利用变化的生态效应以及士地整治、土地利用规划等。主持包括国家自然科学基金项目、科学院STS项目课题、973计划专题、国土资源部公益性行业专项专题等在内的科研项目多项。在国内外学术期刊发表论文100余篇，其中第一/通讯作者发表SCI/SSCI论文60余篇。第一/通讯作者论文有3篇入选ESI高被引论文，另外1篇入选Ecological Modelling的2014-2018年Most Cited论文。入选2023年Elsevier中国高被引学者榜单(地理学)
     出版中文专著1部;参与编写中英文著作4部，包括国家自然科学基金委主编的《地理科学30年:从前沿到经典》(参与土地变化部分编写)以及国土资源部主编的第二次土地调査书稿《中国土地资源与利用》(参与区域篇编写)
     获得省部级奖励5项，包括原国土资源部、原国家测绘局省部级二等奖4次(第一完成人1 次)、三等奖1次;获得第十四届全国青年地理科技奖;获得软件著作权9项。
     参与编制的《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021-2035年)》经中央全面深化改革委员会批准后，由发改委与自然资源部联合颁布。参与编制的《大运河生态环境保护修复专项规划》由生态环境部、自然资源部、国家发改委、国家林草局联合颁发。
     参与撰写的咨询报告《中科院专家关于我国耕地质量存在风险隐患及对策建议基于耕地向西北迁移的角度》、《耕地非农化非粮化影响国家粮食安全的分析与建议》得到中办采用。

     祁连山规划区地跨青海、甘肃两省，总面积23.70万 km²。共涉及20个县（区、市）的140个乡镇。祁连山丰富的冰川储水，使得此地区成为我国西北地区水网密度最大、水资源最为丰沛的区域之一，并与青海南部的“三江源区”共同构筑起“中华水塔”。祁连山地处青藏高原植物区系、秦岭植物区系和柴达木荒漠植物区系的交汇区，形成了一个与周边地区截然不同的林—草—水复合生态系统。横卧甘、青两省的祁连山区，不仅是古“丝绸之路”通往西域的要道，也是“西北粮仓”河西走廊和兰—西经济区重要的连接节点，在区域经济活动中具有较强的辐射作用。因此，保护修复祁连山地区生态环境，理顺协调自然生态系统、人工生态系统和社会经济系统相互作用与影响，具有重大的现实意义。

    基于中科院资源环境数据中心的土地利用遥感监测数据、1:100万土地资源图的耕地质量数据、MODIS的NDVI数据，以及网络爬虫大数据搜索等方法，系统诊断了祁连山的山、水、林、田、湖、草的总体生态问题。研究发现，矿山探采和水电项目开发一直是造成祁连山生态破坏的重要原因。并且，由于气候变化和人类活动等的影响，1990—2010年祁连山的冰川减少了11万hm²，水域下降了0.42万hm²，并且有6.9万hm²的林地和20.79万hm²的草地发生了显著退化。退化的归因分析显示，林草植被退化的主要原因是人类活动。此外，祁连山区域耕地的质量总体较差，耕地质量主要受到坡度（32.13%）和土质（18.94%）的限制。

    山水林田湖草生态保护修复分区的划定，是科学合理的分区域提出生态保护修复方案的基础。但是，目前生态保护修复分区的划定，总体上对于生态系统问题诊断的综合性考虑不足，未能很好的体现山水林田湖草生命共同体的理念。因此，本研究分别从涉及祁连山区域山、水、林、田、湖、草、人的问题的视角，选择土壤保持量、矿山分布密度、暴雨天数、年降水量、林草植被年际变化、耕地质量、区域贫困水平8个指标，开展了祁连山生态保护修复分区的划定。同时，基于各指标涉及的山、水、林、田、湖、草、人的问题的数量，确定了权重。为了体现山、水、林、田、湖、草的系统性保护与修复，本研究通过坡面径流模拟算法，实现了祁连山流域的自动分割，最终将祁连山区域划分为82个小流域，作为分区和评价的基本单元。通过8个指标的综合评估，本研究提出了祁连山生态保护修复指数这一个指标，作为生态保护修复分区、保护修复潜力评估以及分区域部署保护修复工程的参考。

    研究发现，① 祁连山的生态保护修复分区总体可以划分为8个流域，即大通河流域河源区、党河—大哈尔腾河流域地区、青海湖北岸汇水区、疏勒河上游—黑河中游地区、祁连山北麓绿洲农业区、湟水流域河谷地区、阿克塞盆地-河西走廊西部地区、柴达木盆地东北部地区；② 总体上，大通河流域河源区的主要的生态问题有植被退化严重，极端降水较多和耕地质量低。就党河-大哈尔腾河流域地区而言，不均衡不充分、质量不佳是该区最大的生态问题。阿克塞盆地-河西走廊西部地区主要的生态问题降水稀少、干旱，再加上风力侵蚀作用严重、农业经营管理粗放，在一定程度上造成农业生产潜力低下。祁连山北麓绿洲农业区主要的生态问题是土壤侵蚀严重、土地利用强度大和矿产开采密度高。青海湖北岸汇水区的植被退化严重，并且存在严重的耕地质量问题，再加上严重的土壤侵蚀，贫困情况比较严重。疏勒河上游—黑河中游地区和柴达木盆地东北部地区是规划区内生态问题最多的两个分区。其中，疏勒河上游—黑河中游地区不仅植被退化严重，极端降水也非常多，还有土壤侵蚀和耕地质量低等生态问题，这些生态问题在一定程度上也导致了该区较严重的贫困问题。与疏勒河上游—黑河中游地区相似，柴达木盆地东北部地区也有耕地质量差和贫困严重的问题。不同的是，柴达木盆地东北部地区还有风力侵蚀、干旱少雨等的生态问题。湟水流域河谷地区的生态问题主要有土壤侵蚀、土地利用强度较高等。

    在生态保护修复指数的基础上，本研究进一步提出了祁连山生态保护修复潜力的评估方法。本研究将祁连山生态保护修复潜力划分为相对潜力和绝对潜力两个类别。其中，相对潜力可以进一步划分为相对理论潜力和相对约束潜力。绝对潜力主要是依据生态保护修复工程实施对象的潜在面积来确定。研究发现，① 祁连山各分区生态保护修复理论潜力在0.10~0.24之间，理论潜力较大的区域集中在祁连山北麓绿洲农业区、疏勒河上游—黑河中游地区和大通河流域河源区，理论潜力相对较低的区域主要集中在党河—大哈尔腾河流域地区、湟水流域河谷地区、青海湖北岸汇水区及柴达木盆地东北部地区。② 祁连山各分区内的生态保护修复约束潜力值不超过0.13，远小于理论潜力；其中，约束潜力稍高的区域集中在疏勒河上游—黑河中游地区、柴达木盆地东北部地区和大通河流域河源区；生态保护修复约束潜力较低的区域主要集中在祁连山北麓绿洲农业区、党河—大哈尔腾河流域地区、青海湖北岸汇水区及湟水流域河谷地区。③ 祁连山生态保护修复的绝对潜力，主要包括各类可能需要实施生态保护修复的对象的面积，包括退化的林地、草地，劣质耕地、沙化土地，以及需要保护的冰川、湿地等。祁连山生态保护修复的绝对潜力值为3.44万km²，其中1943.08 km²分布在各类保护区外，3.24万km²分布在各类保护区内。

    祁连山规划区生态保护与修复工程，主要是在生态保护修复分区和潜力评估的基础上，结合各生态保护修复分区的生态问题以及祁连山自然保护区的边界（核心区、缓冲区、试验区）来设定。总体上，生态保护工程主要在自然保护区内落实，生态修复工程主要在保护区范围外实施。同时，依据自然保护区核心区、缓冲区、试验区保护强度的差异，生态保护修复工程实施强度也应具有梯度性。

    最终，本研究在八个生态保护修复分区内提出了八个生态保护修复重大工程。八个生态保护修复重大工程涉及林草植被保护修复、湿地保护、冰川保护、沙化土地治理、生态退耕、矿山修复等各个方面。八个生态保护修复重大工程总面积1.47万km²。

    构建的生态保护修复工程实施效果模型的模拟显示，采用不同的工程措施，其成本和效能不同，但预期的影响从整体上来看都是正面的；虽然有些工程，例如矿山整治，短期内可能会对经济发展产生一些冲击，但长期的生态效益和经济效益都是显著的。