Екологія відновлення виникла як окрема гілка екології у 1980-х рр. Існують наукові роботи, які підтримують практику екологічного відновлення, яка є методикою оновлення та реставрації пошкоджених або знищених екосистем і оселищ живої природи в навколишньому середовищі через активне втручання людини. Таким чином, поняття «екологія відновлення» зазвичай використовують у разі академічного вивчення процесу. В той час як поняття «екологічна реставрація» зазвичай використовується для опису реального проекту, або практичного процесу відновлення.
Визначення «Товариство за Екологічну Реставрацію» визначає поняття «екологічна реставрація» як «умисну діяльність, яка ініціює або прискорює відновлення екосистеми з повагою до її здоров'я, цілісності і стабільності».SER 2004 Практика екологічної реставрації включає широкий спектр проектів. Це боротьба з ерозією, відновлення лісів, використання місцевих видів генетичних ресурсів рослин, видалення інтродукованих видів і бур'янів, відновлення рослинного покрову, рекультивація порушених земель, , ре інтродукція місцевих видів, а також поліпшення для цільових видів якості їх ареалів і оселищ.
Біолог Едвард Осборн Вілсон стверджує, що: «Це і є засіб, щоб покласти край великому спазму вимирання. Наступне століття, я вважаю, буде епохою реставрації в екології».
Екологія відновлення — це наукове дослідження процесу екологічної реставрації.
Історія Протягом багатьох сотень, якщо не тисяч, років,Anderson 2005 землекористувачі, миряни і управителі земельних володінь практикували екологічне відновлення, або екологічний менеджмент. Проте, наукове поле «екології відновлення» не було офіційно визначено і не було створено термінології аж до кінця 1980-х років, коли це зробили і Вільям Джордан в Університеті Вісконсин-Медісон.Jordan and Lubick 2012 Вони провели перші міжнародні зустрічі по цій темі в Медісоні. Під час зустрічей учасники відвідали Університет дендрарію Вісконсину — найстарішого проекту з екології відновлення, який був розроблений відомим професором Олдо Леопольдом.Court 2012 За декілька десятиліть вивчення екології відновлення тільки стає надійною та незалежною науковою дисципліною.Young et al. 2005 А комерційні застосування екологічної реставрації вже значно зросли останніми роками.
Реставраційні потреби В науковому товаристві існує консенсус щодо того, що нинішнє погіршення стану навколишнього середовища і руйнування багатьох біот Землі достатньо значне, і відбувається на «катастрофічно скороченій шкалі часу».Novacek & Cleland 2001 За оцінками, швидкість поточного вимирання видів від 1000 до 10 тис. разів активніше, ніж за нормальних умов.Wilson 1988 Для багатьох людей біологічне різноманіття (біорізноманіття) має внутрішню цінність, яка полягає в тому, що люди несуть відповідальність по відношенню до інших живих істот, а також зобов'язання перед майбутніми поколіннями.
З більш антропоцентричної точки зору, природні екосистеми забезпечують людство продовольством, паливом і деревиною. По суті, екосистемні послуги включають очищення повітря і води, детоксикацію і розкладання відходів, регулювання клімату, родючості ґрунтів, запилення сільськогосподарських культур. Економічна вартість таких процесів була оцінена у трильйони доларів на рік.Daily et al. 1997
Втрата оселищ живої природи є головною причиною як вимирання видів, так і зниження можливостей екосистемних послуг. Є два способи повернути цю тенденцію втрати оселищ живої природи: наявних на даний час оселищ, і відновлення деградованих оселищ живої природи.
Природоохоронна біологія та екологія відновлення Екологія відновлення може розглядатись як субдисципліна , (наукове дослідження того, як захистити і відновити біорізноманіття), а також як відновлення частини сформованого в результаті .
Природоохорона vs. Відновлення Фундаментальна відмінність між відновленням та іншими зусиллями щодо природоохорони аналогічна різниці між профілактикою та лікуванням захворювань. Природоохорона намагається зберегти і захистити оселища і біорізноманіття, які ще існують. В той час як відновлення полягає у спробах змінити наявну деградацію навколишнього середовища і зменшення чисельності популяцій. Цілеспрямоване втручання людини використовується для сприяння розвитку оселищ, відновлення біорізноманіття та пов'язаних з цим вигод.
Проте, можливість відновлення не дає привід для перетворення надзвичайно цінних незайманих оселищ дикої природи задля задоволення інших потреб. Як в медицині: краще запобігати, ніж лікувати. Лікування, як правило, є менш ефективним і більш коштовним, ніж запобігання. Лікування не завжди може відновити стан «до травми»: деякі оселища і втрати біорізноманіття є незворотними.
Основні акценти Реставраційні екологи і інші природоохоронці в цілому згодні, що оселища дикої природи — це найбільш важливий осередок захисту біорізноманіття. Проте самі по собі ці дві дисципліни фокусуються на різних речах. Природоохоронна біологія як академічна дисципліна корениться в популяційній біології. Через це вона впорядкована на рівні генетики, розглядаючи конкретні популяції (тобто види, що знаходяться під загрозою зникнення). Екологія відновлення впорядкована на рівні угруповань, розглядаючи специфічні екосистеми.Young 2000
Оскільки природоохоронна біологія впорядкована за видами, вона часто підкреслює хребетних через їх значення та популярність. В той час як екологія відновлення підкреслює рослини через їх важливе значення в межах екосистем (відновлення екосистем базується на ботаніці). Оскільки ґрунти визначають основу будь-якої функціональної наземної системи, увага екології відновлення до екосистемного рівня призводить до збільшення акценту на ролі фізичних і мікробіологічних процесів у ґрунтах.Allen et al. 2002; Harris, 2003
Методи досліджень Зосередженість природоохоронної біології на рідкісних або зникаючих видах обмежує кількість маніпулятивних досліджень з цієї теми. Тому дослідження з природоохорони, як правило, описові, показові та не відтворювані. З іншої сторони, надзвичайно маніпулятивний характер екології відновлення дозволяє досліднику енергійно, із завзяттям перевіряти гіпотези. Активність з реставрації часто відображає експериментальне тестування того, що обмежує популяції.
Теоретичні засади Екологія відновлення спирається на широкий спектр екологічних концепцій
Порушення Порушення– це зміна умов навколишнього середовища, яка перешкоджає функціонуванню біологічної системи. В широкому переліку просторових і часових масштабів порушення є природним, і навіть необхідним компонентом багатьох угруповань.White & Jentsch 2004
Людство здійснювало обмежені «природні» впливи на екосистеми весь час свого існування. Однак в останні декілька століть серйозність та масштаби наших впливів прискорилися. Розуміння і зведення до мінімуму різниці між сучасним антропогенним і «природним» порушенням має вирішальне значення для екології відновлення. Для прикладу, в даний час застосовуються нові технології лісового господарства, які краще імітують історичні порушення.
На додаток, відновлення до стану повністю стійкої екосистеми часто включає вивчення та спроби реставрації природних режимів порушення (наприклад, ).
Сукцесія Екологічна сукцесія — це процес, через який з часом змінюються види, з яких складається угруповання. Після порушення екосистема в цілому протягом декількох поколінь прогресує від простого рівня організації (декілька домінуючих видів) до більш комплексної спільноти (безліч взаємозалежних видів). В залежності від жорстокості порушення, відновлення часто складається з ініціації, надання допомоги, або прискорення процесів екологічної сукцесії.Luken 1990
В багатьох екосистемах угруповання зазвичай відновлюють наслідки природних і антропогенних порушень ступеня від легкого до середнього. Відновлення в таких системах включає прискорення природних сукцесійних траєкторій. Проте система, що пережила більш значне порушення (фізична або хімічна зміна довкілля) може потребувати інтенсивних зусиль по відновленню природних умов навколишнього середовища, які сприяють природним сукцесійним процесам. Ця здатність до відродження називається .
Фрагментація Фрагментація оселищ (місцеперебувань) дикої природи — це виникнення просторових неоднорідностей в біологічній системі. Завдяки змінам в землекористуванні (сільське господарство) і «природним» порушенням, екосистеми розбиті на дрібніші частини. Дрібні фрагменти оселищ можуть підтримувати тільки невелику популяцію, а малі популяції більше уразливі в плані знищення. Більше того, фрагментація екосистем знижує внутрішнє оселище. Місця існування дикої природи уздовж межі фрагмента мають різкі зміни умов навколишнього середовища, і тому підтримують існування видів, відмінних від тих, що існують в середині оселища. Фрагментація значно і якісно зменшує внутрішнє середовище проживання, і може призвести до зникнення тих видів, яким внутрішнє захищене середовище потрібно. Проекти з відновлення можуть збільшити ефективний розмір оселища шляхом простого додавання території, або через насадження екокоридорів, які поєднують і заповнюють прогалину між двома ізольованими фрагментами. Зворотний процес фрагментації і збільшення зв'язності середовища існування дикої природи є центральними завданнями екології відновлення.
Функція екосистеми Функція екосистеми описує фундаментальні процеси природних систем, включаючи і . Ці процеси є основними й найбільш важливими компонентами екосистем. Розуміння всієї складності та заплутаності цих циклів необхідно для вирішення будь-яких екологічних процесів, що можуть погіршитися. Активна екосистема, яка є повністю здатною до самозбереження (не потребує жодного управління та догляду) — це є кінцева мета реставраційних зусиль. Оскільки ці функції системи є емерджентними властивостями системи як цілого, то їх моніторинг та менеджмент мають вирішальне значення для довготермінової стабільності системи.
Еволюція концепцій Екологія відновлення через свою виключно фізичну природу, є ідеальним полігоном для екологічних принципів суспільства, що знаходяться на стадії становлення (Бредшоу, 1987). Крім того, як майбутні теми обговорення і дискусій, виникли концепції створення нових і успішних технологій відновлення, стандартів ефективності функціонування, часових рамок, локальної генетики, ставлення суспільства до екології відновлення, а також нові етичні і релігійні можливості.
Комплектація Комплектація угруповань «це структура, яка може поєднати (уніфікувати) практично все стосовно екології (суспільства) під єдину концептуальну парасолю (в рамках єдиної концептуальної основи)». Теорія комплектації угруповань намагається пояснити існування екологічно подібних територій з різним комплектом видів, які там існують. Вона припускає, що види мають схожі вимоги до екологічних ніш, отже формування угруповання живих істот є результатом випадкових відхилень від загального видового пулу.Young et al. 2001 По суті, якщо всі види достатньо рівнозначні у екологічному плані, то випадкова варіація між видами у показниках колонізації, міграції та вимирання, призводить до відмінностей видового складу між ділянками з порівняно схожими умовами навколишнього середовища.
Стани стабільності — це композиційні можливості окремих видів, які можуть існувати в рамках угруповання. В екології теорія альтернативних станів стабільності передбачає, що екосистеми можуть існувати в декількох варіантах «станів» (тобто наборів унікальних біотичних і абіотичних умов). Відповідно до теорії комплектації, відмінності в колонізації видів, у міжвидових взаємодіях і формуванні угруповання можуть призвести до відмінностей у балансі видів в різних угрупованнях. Угруповання живих істот мають безліч можливих варіантів композиційного балансу, які залежать від початкової комплектації. Тобто, випадкові флуктуації призводять до конкретної початкової комплектації угруповання, яка впливає на напрямки сукцесій і можливий баланс видового складу.