生态学、农艺学、系统工程学等学科相互渗透形成的技术系统。它根据生态学原理，应用工艺、农艺等技术，对人类社会的生产、生活以至管理系统，进行设计与优化组装，以提高人工和半人工（含复合）生态系统的生态效率，促进良性循环，达到生态、经济及社会三效益同步发展。生态工程的设计方法主要是系统分析，包括优化设计、优化调控和运用专家系统决策等。美国的奥德姆（H.T.Odum，1962；1971）最早应用生态工程和生态工艺这一词。奥德姆（1983）；米契（W.J.Mitsch，1987）；乌赫曼（P.Uhlmann，1983）；斯特拉斯卡拉拜和格拉克（Straskraba，M.&.A.H.Gnauck，1985），先后对湖泊、湿地、森林、海洋等生态工程作过一些研究。在马世骏（1983）的创导下，中国学者对生态工程进行了许多研究和实践，初步揭示了一些规律，并于1987年出版了《中国农业生态工程》一书。

生态工程的类型多种多样，如按其性质和主要目的可粗略归纳为下列五类：①物质能量的多层分级利用生态工程。模拟不同种类生物群落的共生功能，包含分级利用和各取所需的生物结构。使不同种生物群体，在有限空间内各得其所，充分利用有限的物质与能量。如池塘混合养鱼，混养栖息不同水层及不同食性的鱼（图1）。鲢、鳙栖息于水体上层、中层，草鱼、鳊、鲂居于中层，鲤、鲫、青鱼栖居下层。投入的草类及一些精料为草鱼、鳊、鲂所食；其粪和废物为细菌利用，细菌及一些有机碎屑直接作鲢、鳙的部分饵料，或供浮游动物摄食转化为鳙、鲤、鲫等的部分饵料；分解有机质后的废物（二氧化碳、无机磷、氮等营养盐）又为游浮植物利用，生产出藻类，再为链、鳙、鲤、鲫及一些浮游动物和底栖动物所利用。其生产过程中的废物（氧）又为动物及微生物利用；而底栖动物又供青鱼、鲤、鲫所食。如果混养品种合适，比例及密度合理，则各级生产后废物均被再利用，化废为利，大大提高产量及产投比，降低成本，同步兼得显著的经济、生态、环境效益。②水陆交换的物质循环生态工程。主要应用物质循环再生，以及食物链网的富集、转化，多种成分相互协调的原理，将不同生态系统组合成复合生态系统，通过初级生产、次级生产、加工、分解等完全代谢过程，完成物质在复合生态系统中的良性循环。桑基鱼塘为此类典型实例（图2），在这一体系中，田基种桑（或甘蔗），桑树叶喂蚕，生产蚕丝，桑椹加工制酒（生物工艺的物质转化）；桑树凋落物、蚕沙（粪）和蛹、桑椹及加工后废物投入鱼塘，经过鱼塘中多层分级利用，转化为鱼，塘中鱼的排泄物及其他未利用的有机物和底泥，经底栖动物及微生物消化、分解后，人为取出，投入桑基作为肥料，培养桑树。这类生态工程在经济和农业环境上均有很好效益。③废物再生的环境调节工程。工厂排出的余热、燃料燃烧后释放的二氧化硫和氮氧化物，以及加工工业废液中的多种有机物和一些重金属，是城镇和工业区广泛存在的环境污染源。设计与实施废物再生与利用，回收与清除（或减少）环境污染物，兼顾环境保护和生产，化害为利，增产节约是该工程的一系列工艺体系。如利用工厂余热（汽热和水热），按散热及导热原理，作为邻近住房冬季取暖、温室栽培、作物育苗、养殖水生动植物、孵化家禽、蚕种等热源（图3）。又如利用生产抗菌素后有机废水，再生产酵母，以及沼气。还有利用一些植物（如凤眼莲）作为活介质，吸收和富集并回收废液中一些重金属（如金、银及一些放射性元素）等。④多功能污水自净生态工程。模拟自然生态系统自净复杂功能体系，包括富集与扩散，合成与分解，拮抗与加减等多种调节、控制作用，提高污水自净能力，避免或减少污水中某些污染质的积累，使污染质转化再生为有用物质，兼收环境和经济效益。如以凤眼莲为主的污水资源化生态工程（图4），在污水中种植凤眼莲，由于其发达根系扩大附着基，促使附着微生物种类数量增多，提高分解某些有机质的速率和数量，分解后产生的和随污染源输入的大量无机氮、磷、硫、碳等营养盐，又为凤眼莲及藻类吸收，并转化为畜，禽及鱼类的青绿饲料，促进养殖业生产，同时避免或减少污水中多种污染物的积累。⑤多功能农工联合生态系统。主要模拟生态系统中结构与功能的统一，应用生态平衡、物质无终极循环以及社会经济学等原则，对农村工农业生产布局、城市规划及国土区域整治进行合理匹配，优化组装，调节工农业生产及居民生活区等亚系统之间复杂关系，使各成分相互协调，达到良性循环的稳定状态（图5）。

图1 多层分级利用的生态工程示意图

图2 水陆交换的物质循环生态工程示意图

图3 废物再生的环境调节工程示意图

图4 多功能污水自净生态工程示意图

图5 多功能农工联合生态系统示意图

生态工程虽方兴未艾，但因其能兼顾经济、生态环境和社会效益，对合理开发利用自然资源及保护环境将有重大意义和发展前途。