奧古斯特·蒂內曼和J·布朗在20世紀20年代中期？布蘭克爾和查爾斯·埃爾頓創立的群落生態學，即生活在同壹環境中的物種的生態學，開始與人們的生活環境相關聯。影響世界所有國家的環境問題都與這個星球周圍稀薄的生物圈直接相關。“生物圈”這個術語是由俄羅斯科學家V I Wernatsky在1926年首先提出的。他是生態學的先驅。“生物圈”壹詞指出了生態學的最終目標。在生物圈中，人起著主導作用，所以人對生物圈進化的責任是我們需要考慮的最迫切的問題。
1971年，聯合國教科文組織啟動了“人與生物圈計劃”，並進壹步發展，強調要采用綜合的跨學科研究方法來研究人與生物圈的問題，而不是多學科的方法。
1.“人與生物圈計劃”中的城市規劃環節
近年來，“人與生物圈計劃”的研究與進展在以下幾個方面推動了城市規劃學科的內涵延伸:
(1)開創了城市的跨學科研究，使人們有可能確定城市的經濟、社會和生態基礎設施與其空間組織之間的主要關系；
(2)創造符合生態要求的城市總體規劃方法；(3)建立了預測城市生態系統“行為”的數學模型。
城市規劃生態學的理論框架建立於1975 ~ 1977時期。它的任務是將生態社會等方面的知識轉化為城市設計語言。
2.城市生態問題
在20世紀的大部分時間裏，城市化是壹個世界性的現象。種種跡象表明，世界還沒有準備好如何應對這種爆炸性的影響，因此它仍然無法充分理解和解決城市化問題。“人與生物圈計劃”倡導用綜合的、多學科的“生態系統方法”研究城市問題，特別關註城市食物、能源、原材料、人、智力材料等方面的“流動”，提出了從生態學角度研究城市居住區的方法。
在生態學家眼中，城市可能是壹個帶有強烈人工色彩的系統。隨著每壹項新技術的發展，城市居民逐漸離開他們的“自然”環境，他們的物質和生活穩定在很大程度上已經很難通過自然本身的自動調節來實現。迄今為止，城市生態系統這壹受現代人類幹預影響最大的環境，往往過於關註構成生命過程的亞生態系統或更小的生態系統。與此同時，宏觀結構仍然被人們所忽視，而這些宏觀結構是人們正確認識城市生態問題的唯壹依據。
城市能源趨勢是了解我國城市生態系統的重要手段。研究壹個社會的能源形態，會涉及到社會發展的方方面面，引起人們對生態正在發生的重要變化的關註。城市的生態問題已經達到了壹定的臨界質量。要解決這些問題，就必須提出人類住區-城市的未來前景需要生態發展標準的體現，這就需要對“科學-城市設計-城市環境”的整個系統進行更深層次的分析，從而提出“生態城市”的概念。
前提和級別
1.建設“生態城市”的前提
城市發展要服從生態社會發展的目標，因為未來物質和能量流動的結構和速度與現在的居住區有很大不同。物質和能量的流動構成了所有城市子系統的相同特征。建立“生態城市”概念的前提是弄清城市的社會子系統和生態子系統是如何在相互作用中發展的。
用生態學的方法解決城市設計的問題，力求同時滿足文化、經濟和生態的需求。在1981聯合國教科文組織主辦的“人與生物圈”研討會上，賈尼克利主張把主要力量放在城市規劃上，而不是城市問題的學術研究上。因此，城市規劃者開始關註城市生態系統，開始把人居環境作為壹個更大的生態系統的壹部分來對待，而不是孤立地、片面地從純工程學的角度來看待和研究。在宏觀層面上，建立了“生態城市”的概念框架，考慮了城市對環境的所有影響。“環境影響評價方法”的基本點是考慮基本的相互作用。從微觀層面，考察了“生態城市”系統的各個方面，建立了“生態城市”設計語言的邏輯關系。
2.“生態城市”
我們研究的城市規劃的基本點是城市化對自然環境的影響。然而，如果沒有城市社區和其他由人們維護的生態系統，顯然就不會有城市。因此，在“人與生物圈計劃”的研究過程中提出了“生態城市”的概念。其實這是壹個根本問題。因為人和自然都必須在城市中自在，使城市成為生物圈和社交圈的組成部分。壹個“生態城市”必須既是壹個有機體，又是壹個能支持人和自然的環境。“生態城”是人與生物圈之間的理想居住區，生態城的社會和生態過程盡可能以完美的方式協調。生態城市設計可視為理解社會生態復合體基本問題的最佳途徑，體現了科學與城市規劃之間的實際相互依存關系。“生態城市”的核心理念是其整體性和生態社會的和諧發展。“生態城市”的決策者和規劃者面臨三個主要問題:
(1)人與自然的對立與協調。
(2)城鄉分割，城區盲目延伸與鄉村自然風光的矛盾。這裏有兩個世界，即人類世界和自然世界，它們之間的矛盾要協調。
(3)追求城市效益與保持環境舒適之間的沖突。
要解決以上三個問題，首先要在“人與生物圈計劃”的城市系統研究中從以下幾個方面進行系統分析:①“生態城市”發展的重點是城市系統的承載力(城市不僅是適宜的人居環境，也是生態系統和支持系統)。②當居民從農村轉向“生態城市”時，個人和社會都需要進行重大的心理和生理調整。(3)“生態城”作為壹個人文環境區，是人類文化和創造力的自然家園。④單純的保護是不夠的，還需要有利於人與其環境關系的發展和改善。這是“生態城市”的目標之壹。
3.“生態城市”的層次
(1)時空層次
“生態城市”中的社會過程和生態過程具有清晰的時空結構，反映了生態城市中整個人工(技術)環境在其社會系統和生物系統相互作用中的空間邊界。生態城市的時空結構也是“生態城市”這壹綜合概念的框架。城市的社會關系是這壹框架的支撐系統，城市的空間關系是這壹框架的表征。
(2)社會功能層面
社會功能層是城市組織的第二層，是這個組織的全部知識。時空層面集中在社會功能層面，社會功能層面在時空層面留下投影。生態城市中的人工環境與自然發生“直接”相互作用後，會出現兩個組織系統:①社會系統，包括生產和社會基礎設施；②生物系統，包括自然和人工生物群落。
(3)文化和歷史層面
“生態城市”研究中跨學科分析的最高層次是文化-歷史層次。每個城市都有自己對未來的憧憬，這是其特色不可或缺的壹部分。文化給城市的思想和行動帶來了壹致性，這就是不同城市形成的不同城市文化。
生態城市的文化歷史層面在於分析造成城市與自然矛盾的深刻的社會經濟原因，系統地提出社會和個人克服這壹矛盾所應追求的目標。社會哲學和歷史文化分析在這方面起著主導作用。每個城市只有通過文化才能影響社會和人類。盡管文化空間並不總是以城市或鄉村為基礎，但生態城市的文化空間總是試圖在文化-歷史層面上保持和展現其新的特征。
(4)“生態城市”的社會功能
現有的城市規劃知識不足以發展“生態城市”的功能概念，因此越來越有必要將城市社會學、城市生態學和城市規劃結合起來，形成“生態城市”的區域模式。由於社會、生態和技術系統之間的相互作用，生態城市的“社會-功能”概念具有跨學科的特點，這個對象必須在空間中得到體現，因為與此相關的下壹步是空間(城市)的設計階段。生態城市的社會功能既有預測性的壹面，也有回顧性的壹面。由於人類需求和生活方式的變化，以及應對新的生態環境的變化，生態城市的社會功能始終處於進化過程中。
設計法
1.“生態城市”的設計階段
生態城市設計是在廣泛的科學和社會範圍內考慮的，換句話說，生態城市設計只是從基礎研究到城市環境形成的整個過程中的壹個階段，它分為五個方面:
(1)基礎研究；
(2)應用研究和發展；
(3)具體的城市設計；
(4)施工流程；(5)城市有機組織結構的形成。
到目前為止，城市設計中著重研究了第壹至第三個方面，但建築技術和組織形式對城市設計過程的影響不容忽視。
2.生態城市設計的主要功能
(1)城市設計是生態城市模式的空間表達。在設計過程中，城市設計語言的綜合相應地表現為與這些需求密切相關的模型、要素和其他技術系統之間相互依存的復雜關系。
(2)城市設計旨在實現某種目標和特定的社會需求。生態城市設計的目標是新建立的城市社區必須與周圍的農業社區、自然風光、保護區等自然和人工環境連接起來，成為壹個有機的整體。
(3)如果把城市設計上升到創造“生態城市”的層面——我們必須知道這種靜態表現是否符合理想，是否可以用來指導和掌握未來城市環境的“成熟”過程。
(4)城市設計是壹種社會文化現象，對城市決策者、管理者和公眾輿論的影響越來越大。在當代文化中，城市設計是壹種描述未來城市景觀的方法，是對城市各種相關信息進行空間處理的過濾器，是城市子系統之間的壹種“信息關系”。更重要的是，它是壹種接近普通市民的方式，這潛在地為城市規劃者創造了與各種社會群體溝通的最廣泛的機會。因此，現代建築師和城市規劃師是科學與城市社會生活、科學與公眾意識之間的重要中介。這在生態城設計中必然會有壹個明顯的特征。
(5)城市設計是壹門藝術，因為城市設計是未來城市“生命常青樹”賴以生存的基礎。1960年，凱文·林奇在《城市意象》壹書中闡述了大城市在居民眼中的形象，但城市意象中的城市環境概念至今對城市設計和城市建設沒有任何重要影響。因此，只有建立“生態城市設計”的理念和方法，才能在當前和未來的城市設計中取得長足的進步，這需要在現有的城市規劃師職業亞文化的基礎上，整合科學、藝術、技能、專業素養和多邊溝通能力。
總之，城市設計既是手段也是目的，是技術現象也是藝術創造，是知識綜合的產物。現代城市設計的目標之壹是“生態城市設計”，這要求城市規劃師與社會學家和生態學家合作制定生態城市模型。這將是壹個城市設計方法的轉變過程。
3.生態城市的設計語言
(1)人工環境與自然環境的協調。
(2)客觀物體的傳統空間表征幾乎隨時都在變化。所以城市設計只能認為是城市四維空間的各種橫截面。
(3)生態城市再次確認了它存在的最基本原因:為人們提供壹個面對面接觸的中心場所——也就是在街道上。
(4)市場和商場是街道的統壹體。
(5)人們分不清城市中街道、廣場、綠地的交界處在哪裏。
(6)增加城市居民可獲得的水。
(7)確保陽光普照所有城市空間。
(8)樹在城，城在樹。
(9)有座位的地方，總有人想坐。因此，城市中供人們休息的設施非常重要。
(10)“行為池”是城市設計的前提。
(11)城市設計的關鍵因素不是民族性，而是城市特色。不同國家的大城市之間人們行為的相似性大於同壹個國家的大城市與地方城市之間的相似性。
(12)無障礙設計是生態城市設計的基點。
(13)市中心對市民來說永遠是有吸引力的。
(14)街道多，自成壹體。
(15)所有的城市文化價值都是歷史遺產，但也是城市設計創新的源泉。
(16)城市景觀是城市文化的空間構成和表達。
生態城市設計是壹個處於探索過程中的課題。它是在城市社會文化背景下的跨學科綜合研究，旨在形成壹種新的城市設計方法。