概念
為避免對環境的破壞和造成經濟上的損失，各種大型工程，特別是大型水利工程所引起的環境變化的預測，已成為生態學面臨的必須解決的任務。生態預測是在生態監測基礎上進行的，它除了要求根據關鍵參數，建立數學模型驚醒預測外，還可根據植被和土壤特徵的指標性預測一定流域的變化或某種措施的生態和後果。生態預測也是指定自然資源利用規劃的基礎。
生態預測及其重要性
生態預測（Ecological Forecasting, EF）是預報生態系統狀態和活動下物理、生物及化學環境的變化。它不同於“預報”在於“預測是在給定一系列具體假設下通過特定的方法和模型來進行的最佳估計”，有可能符合或不符合現實。生態預測需要估計不確定性或者誤差，以供決策者判斷預測結果發生的可能性。
從全球大氣組成成分、大氣表層溫度變化及海平面的變化，Nemani博士指出生態預測的必要性：生態預測可以向決策者提供生態脆弱性的估計、某些特定的自然事件或管理決策可能造成的結果；對了解生態服務的潛在變化以及為避免服務系統災難性的損失制定策略都至關重要。生態預測的目標是給出管理決策和選擇來預防或逆轉下降的趨勢，減少風險，以及保護重要的生態資源和相關過程。
類型
生態預測主要有三種類型：基於現狀的生態穩定性和脆弱性估計、短期預測及脆弱性評價和長期預測及脆弱性評價。並根據很多研究實例來說明了不同種類的生態預測。
生態預測的一般框架
陸地觀測和預報模型TOPS
Nemani博士以陸地觀測與預報系統(TOPS)為例介紹了生態預測的基本框架：數據監測、模擬、預測以及多種尺度上的套用。預測系統具有大量的數據觀測網路基礎，如天氣數據網路、河流網路、土壤濕度網路數據以及不同遙感平台等，並具有整合大量不同模型（如生物地球化學模型、作物產量模型、病蟲害模型及碳循環模型等）及在不同時間空間尺度運作的能力。
Nemani博士介紹了TOPS數據及模擬軟體系統構建，並通過系統得到了加利福尼亞1km尺度的生態日現報，除此之外，Nemani博士還詳細地介紹了如何通過TOPS對模型全球淨初級生產量進行監測以及套用於葡萄酒釀製產業的生態預測。
淨初級生產量是植物光合和呼吸作用之間的平衡。它是人類消費食物、纖維及能量的基礎，決定了大氣CO2的季節和年際變化，綜合體現了氣候、生態、地球化學和人類活動對生物圈的影響，因此了解陸地淨初級生產量和變化趨勢非常重要。估算全球NPP包括以下三個步驟：第一步：將得到的輻射轉化成總的最大生產量，第二步：通過氣候限制因子降級得到GPP，第三步：減去呼吸作用得到NPP。
TOPS系統還可以對經濟變化下的生產活動進行生態預測，以葡萄酒釀製產業為例。該系統以葡萄樹生長階段與氣候影響之間的關係以及遙感數據為基礎，可以為葡萄園建立詳細的灌溉和管理計畫。研究還利用遙感SST的年間變化來模擬缺水狀況從而對葡萄收穫進行預測，最後得出結論，介於氣候的影響，葡萄酒產業的長期生存能力值得懷疑。
加快生態預測
Nemani博士指出應加快生態預測，主要可從以下方面著手：保持和升級用來測量陸地表面、淡水和海洋狀況的遙感平台，改善數據之間的兼容性，推進模型之間的連線，改善對生物地學化學特質和進程監測的原地監測器（NEON），建立更完整的框架和數據管理（IWGEO/GEOSS），改善對決策者（組織或個人）交流的系統，加強基於網路的工具開發等。
最後Nemani博士指出，生態預測中的不確定性的定義與計算仍然是一個挑戰。進行預測或許是簡單的，但如何讓用戶信服卻仍需時間及更詳細的溝通交流。
