Климат Усманского бора, особенности погоды в отдельные периоды времени, а также водный режим реки Усмани характеризуются наблюдениями гидрометеостанции, действующей при управлении заповедника с 1932 года.

Систематическое изучение лесных почв начато в 1947 году. Была организована лаборатория лесного почвоведения. Выполнено обследование почв на всей территории заповедника и составлена почвенная карта. После этого были развернуты исследования биологического круговорота веществ в системе лес-почва. Активно изучена флора и фауна заповедника. Особенно много сделал коллектив заповедника для изучения речного бобра.

Воронежский заповедник – пионер разведения бобров в неволе. Опытная ферма создана при нем в 1932 году, а через два года на ней был получен первый приплод от самок, оплодотворенных в неволе (в США приплод от бобров в неволе получен впервые в 1943 году в хозяйстве М. Вивера). В результате многолетних экспериментов и поисков здесь сложилась система содержания, кормления и разведения бобров в неволе, обеспечивающая регулярное получение приплода. Здесь разработаны способы определения пола и возраста у живых бобров. Способ маркировки бобров алюминиевыми ушными метками впервые был испытан на опытной ферме заповедника. Изучен закономерности наследования окраски меха. Это дало возможность создать в природе две крупные колонии, состоящие из наиболее ценных, черных бобров. Способы прижизненного получении струи и пуха, способы консервирования бобровой струи, добываемой от зверей, отловленных капканами, разработка образцов клеток и мелкого инвентаря, используемых при расселении бобров и разведении их в неволе, - вот далеко не исчерпывающий перечень вопросов, над решением которых плодотворно работает коллектив фермы, возглавляемый в течение многих лет Л.С.Лавровым.

Ферма служит также базой для изучения болезней бобров и других диких животных. Сначала ветеринарно-паразитологические исследования проводились в основном посторонними специалистами, приезжавшими в заповедник на время. Затем в 1952 году была организована самостоятельная лаборатория. Она продолжила изучение гельминтофауны (паразиты) бобров. Изучена фауна гельминтов бобра и животных, соприкасающихся с ним в природе, разработаны способы профилактики и дегельминтизации бобров. В обязательном порядке дегельминтизируются все звери на опытной ферме и отправляемые для расселения. В результате уже в 1958 году зараженность бобров на ферме снизилась до 11 процентов, тогда как в 1952 году они были заражены все поголовно. Установлено, что в местах реакклиматизации освобожденные от внутренних паразитов бобры дают вдвое больший прирост численности.

Лаборатория также изучает инфекционные и незаразные заболевания бобров.

Работникам лаборатории приходится также заниматься заразными заболеваниями диких копытных. Последние весьма густо заселили Усманский бор (в среднем на каждую 1000 гектаров леса приходится более 30 европейских оленей, около 7-9 кабанов и 2-3 лосей) и имеют широкие контакты с домашними животными на пастбищах.

Если в первые тридцать лет деятельности Воронежского заповедника все усилия были направлены на создание условий, благоприятных для жизни оленей, то начиная с 50-х годов главной задачей стало изыскание способов массового отлова, наиболее эффективных и приемлемых в условиях заповедника.