生态工程（Ecological engineering）使用生态学和工程学来预测，设计，建造或恢复和管理将“人类社会与其自然环境相结合，造福两者”的生态系统。
定义
生态工程在法国被定义为“在实施和监测中应用生态工程原理并促进生态系统复原力的项目的实施”，生态工程被定义为“科学知识，技术和实践的结合”考虑到生态机制，适用于资源管理，设施或设备的设计和实施，以及确保环境保护的适当性。“
在盎格鲁 – 撒克逊国家，它是“为了生物多样性和人类社会的利益而将自然联系起来的项目的概念，实现和实施”。
在讲西班牙语的世界中，最接近它的概念是“环境工程”，它被定义为“用于预防，限制或修复环境退化的过程，产品和服务的设计，应用和管理”。可持续发展的观点“。
起源，关键概念，定义和应用程序
生态工程在20世纪60年代早期成为一种新的思想，但其定义需要几十年才能完善，其实施仍在进行调整，其作为新范式的广泛认可是相对较新的。 Howard Odum和其他人引入了生态工程，将自然能源作为操纵和控制环境系统的主要输入。 生态工程的起源是Odum在生态建模和生态系统模拟方面的工作，以捕捉影响资源有效利用的能源和物质流的整体宏观模式。
Mitsch和Jorgensen总结了五个基本概念，将生态工程与其他方法区分开来，以解决问题，造福社会和自然：1）它基于生态系统的自我设计能力; 2）它可以是生态学理论的场（或酸）测试; 3）它依赖于系统方法; 4）保护不可再生能源; 5）它支持生态系统和生物保护。
Mitsch和Jorgensen是第一个将生态工程定义为设计社会服务以使其受益于社会和自然的人，后来指出设计应该是基于系统的，可持续的，并将社会与自然环境融为一体。
Bergen等人。 将生态工程定义为：1）利用生态科学和理论; 2）适用于所有类型的生态系统; 3）采用工程设计方法; 4）承认指导价值体系。
Barrett（1999）对该术语提供了更为字面的定义：“景观/水生结构以及相关植物和动物群落（即生态系统）的设计，建造，运营和管理（即工程），以造福人类，通常，自然。“ Barrett继续说道：“具有相同或相似含义的其他术语包括生态技术和侵蚀控制领域最常用的两个术语：土壤生物工程和生物技术工程。但是，在细胞中描述基因工程时，生态工程不应与’生物技术’相混淆水平或“生物工程”意味着人造身体部位的构建。“
生态工程中的应用可分为3个空间尺度：1：中尺度（约0.1至100米）; 2：生态系统（1到10公里）; 和3：区域系统（> 10s of km）。 设计的复杂性可能随着空间尺度的增加而增加。 随着更多机会设计和使用生态系统作为社会与自然之间的界面，应用在广度和深度上都在增加，并可能影响该领域的定义。 生态工程的实施侧重于生态系统的创建或恢复，从退化的湿地到多细胞盆和温室，将微生物，鱼类和植物服务整合到一起，将人类废水加工成肥料，花卉和饮用水等产品。 生态工程在城市中的应用已经从与景观建筑，城市规划和城市园艺等其他领域的合作中产生，以联合国可持续发展目标为目标，以雨水管理等整体项目来解决人类健康和生物多样性问题。 生态工程在农村景观中的应用包括通过传统生态知识进行湿地处理和社区重新造林。 永续农业是一个广泛应用的例子，这些应用已经成为生态工程的独特学科，其中David Holmgren引用了Howard Odum对永续农业发展的影响。
设计指南，功能类和设计原则
生态工程设计将系统生态学与工程设计过程相结合。 工程设计通常涉及问题制定（目标），问题分析（约束），替代解决方案搜索，替代方案之间的决策以及完整解决方案的规范。 Matlock等人提供了一个时间设计框架，说明设计解决方案是在生态时代考虑的。 在选择替代方案时，设计应将生态经济学纳入设计评估，并承认促进生物保护，造福社会和自然的指导价值体系。
生态工程利用系统生态学和工程设计来获得社会与自然之间和之间相互作用的整体观。 能源系统的生态系统模拟霍华德奥德姆的能量系统语言（也称为能量循环语言或能量循环）是该系统生态学方法的一个例证。 这种整体模型开发和模拟定义了感兴趣的系统，识别系统的边界，并绘制能量和材料如何进入，进出系统，以确定如何通过生态系统过程使用可再生资源并提高可持续性。 它描述的系统是通过某种类型的交互或相互关系连接的组件（即，部分）的集合（即，组），其共同响应某些刺激或需求并实现某些特定目的或功能。 通过了解系统生态学，生态工程师可以更有效地利用设计中的生态系统组件和流程进行设计，利用可再生能源和资源，并提高可持续性。
Mitsch和Jorgensen确定了五个用于生态工程设计的功能类：
用于减少/解决污染问题的生态系统。 例如：植物修复，废水湿地和雨水的生物滞留，以过滤过量的养分和金属污染
模仿或复制生态系统以解决资源问题。 例如：森林恢复，更换湿地，以及安装街边雨水花园以扩展树冠覆盖，以优化住宅和城市降温
生态系统在干扰后恢复。 例如：采用成熟的河岸走廊进行矿区恢复，湖泊恢复和河道水生恢复
以生态学方式修改的生态系统。 例如：选择性木材采伐，生物操纵和捕食鱼类的引入，以减少浮游生物鱼，增加浮游动物，消耗藻类或浮游植物，并澄清水。
生态系统用于获益而不破坏平衡。 示例：可持续农业生态系统，多种类水产养殖，并将农林业地块引入住宅物业，以在多个垂直层面产生初级生产。
Mitsch和Jorgensen确定了生态工程的设计原则，但并非所有设计原则都有望为任何单一设计做出贡献：
生态系统结构和功能是通过强制系统的功能来确定的;
生态系统的能源投入和生态系统的可用储存是有限的;
生态系统是开放的和耗散的系统（不是能量，物质，熵的热力学平衡，而是复杂，混乱结构的自发外观）;
注意有限数量的管理/控制因素对于防止污染或恢复生态系统是最具战略意义的;
生态系统具有一定的稳态能力，可以平滑和抑制强变量输入的影响;
使回收途径与生态系统的比率相匹配，减少污染影响;
尽可能设计脉冲系统;
生态系统是自我设计系统;
生态系统过程具有特征性的时间和空间尺度，应在环境管理中加以考虑;
应该支持生物多样性，以维持生态系统的自我设计能力;
过渡带，过渡带对于生态系统和细胞膜一样重要;
应尽可能利用生态系统之间的耦合;
生态系统的组成部分是相互联系，相互关联的，并形成一个网络; 考虑生态系统发展的直接和间接努力;
生态系统有发展史;
生态系统和物种在其地理边缘最脆弱;
生态系统是等级系统，是更大景观的一部分;
物理和生物过程是互动的，了解物理和生物相互作用并正确解释它们非常重要;
生态技术需要采用整体方法，尽可能地整合所有相互作用的部分和过程;
生态系统中的信息存储在结构中。
一个新的职业
生态工程是20世纪末发展起来的新兴行业。 它实施了生态工程技术，其原则由CNRS定义：“生态工程主要是在原地，有时在受控条件下，人口，社区或社区的使用。生态系统旨在修改一个或多个生物或环境的物理化学动态在某种意义上被认为对社会有利，并与维持生态平衡和环境的适应性潜力相适应“。 因此，生态工程的目标是通过适应生态系统复原力的行动，从而促进生物多样性。
如果研究领域通过提供新的基础知识发挥重要作用，生态工程操作者也会借鉴古老的实践，并在观察生命机制的基础上发展创新。 因此，列奥纳多达芬奇写道：“柳树的根部防止了运河堤坝的崩塌和柳树枝条，它们被放置在岸边然后切割，每年变得密集，所以我们得到一个单一的生活银行这些技术长期被忽视，有利于使用土木工程的重型保护系统。这些生活环境，有时更有效，具有自我维护和恢复能力，但要求根据情况定期管理。
横向活动
生态工程的参与者为生物多样性工作，他们是“生物多样性的工匠”。 他们带来了重建生态系统的知识，技术和工具。 生态工程项目的实施涉及许多技能; 通过其设计和实施，与项目的生态监测中的经济和社会参与者协商。 典型的操作从咨询和战略支持活动开始，然后是诊断研究，行动定义，工作，监测，管理以及通过沟通最终确定方法的步骤。 这些活动涉及自然主义者，生物多样性顾问，专业工作者和围绕生态工程师的支点的技术人员。
生态工程考虑了生态系统的所有方面：植物群，动物群，真菌，细菌学，土壤学，生物地球化学，地质过程以及人类社会。 为了对所有这些生活过程采取行动，生态学家工程师使用各种技术。 例如，它将使用植物工程，有时称为生物工程或生物工程，以及可以有利地替代传统技术的许多其他技术。
但除了对生物多样性和自然遗产保护的简单行动之外，生态工程的目的是协调经济和生态。 实际上，由于其目标是促进生态系统的复原力，生态工程必须考虑到人类活动，这是生态系统不可分割的一部分。 因此，该部门的活动是人类与生物多样性之间相互关系的核心，并随着所有经济部门的发展而发展。 然后，生态工程活动将伴随规划，农业甚至工业，房地产和城市规划的专业人员，致力于人类活动与生命系统之间的兼容性。
因此，生态工程项目的成功通过两个标准来衡量：社会接受度和居民和用户参与项目以及科学评估。 后者是在监测指标（包括生物指示剂）的基础上完成的，这些指标根据生物地理背景，场地表面和作业目标而有所不同。 生态学家主要依靠一些被认为是生物指示物的物种来评估并在必要时进行正确的操作。
技术和应用
生态工程技术可以与各种人类活动相结合，只要它们对生态系统及其运作产生影响，这种技术非常广泛：自然区域管理，空间规划，城市规划，农业，经济活动。根据目标，干预措施可分为四个部分：生态系统中活动的管理，恢复，创建或整合。 这种分布并不是唯一的，但可以概述生态工程的许多应用。
环境管理
当环境管理者的目标是增加生物多样性，稳定生物多样性或停止其衰退时，他们就会使用生态工程。 实际上，一些自然过程现在已经灭绝，只有人为干预才能填补这一空白，防止某些物种的某些圈子消失。 从自然环境到城市地区和农业区，生态工程师将根据用途建议为促进生物多样性而采取的干预措施。 这里有些例子：
根据存在的植物群落，通过研磨，割草或割草来保持开放状态;
差异化管理，使环境多样化或保护现有的多样性;
例如，faucardage命令限制外来物种的扩散或减少湿地的富营养化;
生态放牧，长期保护环境的开放，这要归功于马，动物，如马，绵羊或牛，或海狸或麋鹿，可用于草原或潮湿的环境。
对于前三点，残余物的管理是决定性的。 如果出口这些物质，环境就会耗尽有机物，这在某些情况下有利于丰富生物多样性。
农业生态学
生态学工程师也参与农业领域。 然后，它可以提出一个更好地适应生态系统功能的农场新管理。 它受到永久文化技术的启发。
农民可以促进生物多样性，以协助农业系统的生产力，并确保他们在面对外部干扰时的稳定性。 可以加强与生物多样性有关的不同生物或生态过程：增强土壤微生物的多样性和活动，有利于植物，联合和合作各种物种，利用不同的家庭和植被层，通过其天敌调节作物的生态害虫，它还可以作用于有机物质和营养物质的循环，以提高低投入农业系统的生产力。有利于有机资源的良好管理，从而促进它们诱导的养分和能量的流动。 然后可以在几个层面进行干预：加强牲畜和农业的相互作用，以保护自然资源，通过特定的有机投入恢复土壤的生物生命，为当地的植物提供食物。
最后，水资源管理是一个决定性因素，特别是在干旱地区，资源有限且不规则。 可以通过以下几种方式改善管理：使作物适应不稳定的降雨或干旱风险，通过限制径流保护地块水，同时考虑到树木在土壤中所起的重要作用，以及干旱地区的水……
生态系统恢复或生态特征
2010年在名古屋举行的上一届世界生物多样性大会表明，除了保留政策（爱知县的第15个目标）之外，有必要在2020年恢复至少15％的退化生态系统。 生态工程利用生态系统的生态恢复力来恢复生态环境和特征：
土方工程，进口材料（岩石，沙子），用于恢复环境，土壤，溪流;
利用植物的形态特征自然恢复受侵蚀的环境和/或保护自己免受自然灾害，种植具有广泛根系的物种，以便可持续地恢复退化的土壤，稳定斜坡，堤岸，沙丘或沿海地区;
植物或细菌去污的方法，例如用于处理含有重金属（化学营养细菌），溢油（有机营养细菌），水净化或废物降解的矿山的材料;
通过连根拔起或砍伐以使栖息地多样化来开放环境;
土壤管理：剥离（étrépage）通过移动矿物，生物量和垃圾，恢复Technosol来促进生物多样性，土壤恢复;
转移物种或栖息地，以恢复环境恢复力的最低条件：重新放养，补充库存，恢复海洋环境中的海草草坪，通过贻贝床稳定泥滩等。
创建功能性生态系统
生态系统的创建发生在环境过于退化而无法恢复或生态工程师认为生态多样化与当地社会，经济和环境背景相一致时。 这可能涉及在陆地区域创造一个完整的环境，如水净化缓冲区，池塘，斜坡，树篱等，或为动物创造栖息地元素：冬眠，巢箱，昆虫屋，别墅。 在海洋环境中，生态学家工程师可以要求在水下或潮间带，港口，堤防或其他沿海保护设施中的港口区域建立栖息地，例如通过加入过滤物种（贻贝，牡蛎）。
将人类活动融入生态系统
管理，恢复和创造自然环境的技术被用于设施和基础设施的生态整合。 然后，生态工程将城市，农业，液压配件或林业整合到生态系统中，而民用建筑物之前更愿意使用混凝土或板桩。 生态工程提出了大自然的灵感解决方案，可以提高结构的生态渗透性，减少生态足迹。严格限制对自然资源的征税，促进生态兼容材料的使用。 资源再利用技术也可能与生态工程有关，因为它们希望减少不可再生自然资源的使用，例如生态卫生。
具体而言，这些技术旨在促进生态连通性和管理在生态系统功能中的整合。 生态连续性得到改善，这种交叉工程的创建与引导装置相关的生态系统野生动物：堤防，树篱，沟渠……建筑物的生态整合通过结合其影响，周围环境和结构的价值得到保证他们自己。 绿色屋顶和绿色墙壁变得越来越重要，因为生物多样性融入了HQE或BREEAM等建筑物的环境标准，并且往往引起建筑师和室内设计师的兴趣，而不仅仅是道路或河流开发商。
生态整合也可以在比简单开发地点更大的尺度上进行。 因此，生态工程参与者可以帮助专业人员思考公司活动与生态系统功能的兼容性，甚至可以在领土乃至国家的经济模式层面上工作。 这可以集中所有经济部门，甚至是最多的经济部门。
设计指南
环境设计项目将遵循类似于工程项目周期的循环 – 问题的指定（目标），问题的分析（约束），替代解决方案的搜索，替代方案的选择以及最终的规范解。 区分环境设计的元素是由许多作者开发的，但仍然没有单一的方法。 通常，项目目标包括保护，面临风险的生态系统，恢复退化的生态系统，或创建一个新的可持续生态系统，以满足自然和社会的需求。 在选择替代方案时，项目应包括项目评估中的环境经济，并认识到促进生物保护的指导价值体系。
适用于所有类型的生态系统
适应设计方法
该项目的实施应基于环境科学和理论的使用。
基于生态系统的自我复制能力
采用适应性管理学习对错误的理论，对项目进行环境理论检验。
它基于集成系统的方法
保留不可再生能源
在实施生态工程设计之前，Mitsch和Jorgensen确定了以下注意事项：
创建确定与项目相关的自然部分的概念模型;
实施计算机模型以模拟项目的影响和不确定性;
优化项目以减少不确定性并增加有益影响。
课程
该课程是为环境项目开发的，美国主要机构启动了这些课程。 该计划的要素是：
已经为生态工程提出了学术课程，世界各地的机构正在启动计划。 该课程的关键要素是：环境工程; 系统生态学; 恢复生态学; 生态建模; 定量生态学; 生态工程经济学和技术选修课。
补充这套课程是物理，生物和化学学科领域的先决条件课程，以及综合设计经验。 根据Matlock等人的观点，设计应该识别约束，描述生态时间的解决方案，并将生态经济学纳入设计评估。 生态工程经济学已经使用湿地的能源原理进行了证明，并对奶牛场使用营养价值评估
量化生态学
系统生态学
恢复生态学
环境建模
环境工程
环境工程经济学
技术选修课
除了这套课程外，还有物理，生物和化学学科的初级课程。 马特洛克和其他人认为，该项目应该定义约束，描述生态时间的解决方案，并将环境经济学纳入项目评估。 环境工程的经济学已经通过奶牛场湿地和养分所需的能源消耗原则得到了证明。