Его работы внесли существенный вклад в разработку фундаментальных проблем современной популяционной и эволюционной экологии, в теорию внутривидового формообразования и экологической адаптации. 

Под его руководством проведены исследования роли различных форм внутривидовой изменчивости, структуры популяции животных, ее динамики и устойчивости в условиях влияния различных антропогенных факторов.

Много внимания он уделяет теоретическим проблемам продуктивности и устойчивости экосистем гор и Севера, теории и практике экологического прогнозирования и экспертизы, а также охране природы Урала.

Им подготовлено 40 кандидатов и 8 докторов наук. Опубликовано более 480 научных трудов, из них более 48 книг. 

Премии и награды

Орден Трудового Красного Знамени.
• Золотая медаль им. В. Н. Сукачева за серию работ по популяционной экологии животных, 1986 г.
• Государственная премия СССР за серию работ по млекопитающим, 1990 г.
• Международная премия и медаль им. А. П. Карпинского за работы по экологии животных, 1993 г.
•  Премия Правительства РФ за работы по радиоэкологической безопасности, 1996 г.
• Орден «За заслуги перед Отечеством» IV степени, 1999 г.
• Орден «За заслуги перед Отечеством» III степени.
•  Премия им. А. Н. Северцова за серию работ по эволюционной и популяционной морфологии млекопитающих, 1999 г.
• Cеребряная медаль и Диплом Лауреата премии им. В. Н. Татищева и Г. В. де Геннина за работу по экологической безопасности, 2003 г.
•  Премия им. И. И. Шмальгаузена за серию работ «Хромосомная изменчивость у млекопитающих и её взаимосвязь с эволюционными преобразованиями морфологических структур и популяционно-экологическими характеристиками, 2004 г.
• Демидовская премия, 2004 г.