北卡罗来纳州达勒姆——科学家们创建了一个研究框架，将生态理论(用于了解生态系统相互作用和动态的数学模型和概念)纳入生态系统管理和规划，以更有效地扩大恢复规模并应对全球不断上升的二氧化碳排放。

从珊瑚礁到森林，修复有助于受损的自然区域恢复健康状态，支持动植物生存。有效的修复有助于保护野生动植物、提供清洁的水和空气、应对气候变化、防止洪水、支持娱乐和经济，并使环境更能抵御和洪水等变化。

但这不是一蹴而就的。“人类活动导致的全球自然栖息地减少远远超过保护成功带来的生态系统增长，”海洋保护生物学家、杜克大学重建海岸线和草原等栖息地计划 Duke RESTORE以及该大学 湿地和海岸中心主任 Brian Silliman 表示。

西利曼说：“世界正在寻求生态系统修复来帮助弥补这一差距。”生态系统修复旨在通过重新引入本地动植物、改善土壤和水质以及让当地社区参与创造健康、自给自足的环境，帮助受损或被毁的自然区域恢复。

“不幸的是，大多数修复工作都表现不佳，”西利曼说。“在生态系统修复设计中更有效地利用生态理论将大大有助于使修复成为一种更可行的保护策略。”

西利曼领导一支由 23 名科学家组成的团队，分布在六个国家，创建了一个概念框架，将生态理论映射到期望的修复结果，并于 2024 年 5 月 6 日发表在 《当代生物学》上 。

“将生态理论融入修复实践可以降低修复生态系统的成本，优先考虑气候智能型修复，并帮助更快地重建生态系统，”Brian Silliman 说道。“大自然比我们想象的更可预测，所以为什么不利用这种力量呢?”

例如，食物网理论和该想法的实地测试表明，捕食者是几乎所有生态系统中植物生命的关键，因为捕食者保护正在生长的植物免受饥饿的食草动物的侵害。然而，只有不到 10% 的植物生态系统恢复工作将捕食者纳入其设计中。

杜克大学讲师兼杜克 RESTORE 科学家卡特·史密斯 (Carter Smith) 表示：“基于数十年测试和证据的生态理论在修复中未得到充分利用。”“理论很抽象，如果你不是该领域的专家，通常很难理解。我们希望我们的分析和指导能够帮助从业者确定哪些理论与他们的项目目标最相关。”

科学家们创建了一个实施修复项目的九步流程图，从确定生态系统/物种开始，到评估结束。这种方法将期望的结果(从特定分类到系统范围的结果)与相关的生态理论联系起来。研究人员概述了 10 种生态理论，认为它们在修复工作中必不可少，但未得到充分利用。虽然这些理论有共同的主题，但它们的重点和方法不同。

例如，促进级联理论表明有益的相互作用可以产生连锁反应，使正在恢复的生态系统中的多个物种受益，而阈值理论则研究恢复的生态系统如何对变化或干扰作出反应，强调小的变化有时会导致大的突然转变。生物地理学和宏观生态学理论概述了物理因素如何影响物种现在的栖息地，并有助于预测它们未来的栖息地，关键信息是修复从业者需要根据气候变化选择重新种植哪些物种。生物多样性-生态系统功能理论研究生态系统中生命的多样性如何影响其运作，例如其生产力以及碳封存和储存的能力。