随着工业化进程加速与全球气候变化加剧，生物多样性锐减、生态系统退化、碳循环失衡等生态问题日益凸显，传统生态研究以宏观群落调查、环境因子监测为主，难以解析生态系统内生物与生物、生物与环境间的微观互作机制，为生态问题的精准解决带来了局限。
随着分子生态学的深入发展，科学家发现生态系统的结构稳定性、功能维持及对环境胁迫的响应，是物种遗传特性、基因表达调控、微生物群落互作与环境因子共同作用的复杂结果。仅依靠宏观观测无法揭示其分子层面的调控规律，至此，生态科学的研究范畴从宏观的生态系统监测拓展至微观的分子机制解析，广泛涵盖了物种保护、生态修复、物质循环、气候变化响应等全维度。
派森诺生物高通量测序等多组学技术在生态领域的深度应用，可从 DNA、RNA、蛋白、代谢物及微生物群落等多维度解析生态系统的分子特征，并结合生物信息学技术挖掘物种适应性演化、微生物介导的物质循环、生态系统抗逆性的内在规律，甚至利用组学数据指导生态修复与生物多样性保护。由此产出的海量数据，与生态系统的各类表型信息（如群落组成、碳汇能力、抗逆性、生态功能等）相结合，为全面揭示生态系统的演化规律、稳态维持机制奠定了重要基础。除此之外，生态领域在新兴技术研究上也有涉足，例如碳中和生态系统构建、濒危物种保护、极端环境生态适应性研究、微生物组介导的生态修复等。