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生态学（ecology）由德国科学家赫克尔（E.Haeckel）于1866提出，定义为：生态学是研究生物有机体与其周围环境相互关系的科学。Eugene P.Odum 1952年编写了《生态学基础》一书，定义生态学是研究生态系统结构和功能的科学。我国马世骏先生根据系统科学思想，提出生态学是研究生命系统和环境系统相互关系的科学。尚玉昌先生认为，生态学是研究生物和人与环境之间的相互关系，研究自然生态系统和人类生态系统的结构和功能的一门科学。
以上关于生态学的定义各有侧重，但核心都强调生物与环境，因此目前仍沿用赫克尔最初的定义，即生态学是研究生物有机体与其周围环境相互关系的科学。其他定义也反映了人们对生态学研究的深入，关注人类对生物资源的利用及人类与生态系统的关系。
生态学经过一个多世纪的发展，与其他学科相互渗透，形成了庞大的科学体系，根据研究对象的层次和水平的不同，可以将生态学分为分子生态学、个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学。
生态学从宏观到微观，根据研究对象组织水平的不同，研究范围可以大到生物圈、生态系统，小至物种种群、个体细胞和基因。生物圈是地球特有的生命系统，生态学在宏观范围内研究生物圈内生物与环境因子，如光照、温度、水分、气候、土壤等的相互关系。不同生物受不同环境因子的影响形成了各种各样的生态系统，生态系统是生物圈的基本单元。生态系统生态学是研究各种各样的生态系统，研究生态系统中物质与能量的流动，以及生态系统的平衡与反馈调节。常见的生态系统有农田生态系统、荒漠生态系统、海洋生态系统、森林生态系统等。各种生态系统中的生物以生物群落形式分布于不同的生态环境中，生态系统中的生物包含动物、植物及微生物，各种生物相互影响、聚集，形成不同的生物群落，因此群落生态学是研究生态系统中的生物群落的分布规律和演化关系及其与环境关系。生物群落由不同的生物种群构成，种群生态学是研究生态系统中的各种生物种群的分布规律、生长发育现象及其与环境的关系。生物种群无法无限生长，受生态因子影响出生、死亡、迁移，最终导致生物群落的更新与演替。各种各样的生物种群构成了物种多样性，维系生态系统多样性。物种多样性受生物个体的基因及环境因子的共同影响，衍生出了个体生态学和分子生态学。个体生态学是研究不同生物个体受环境影响发生的生理变化及生物对环境的改造，如豆科植物普遍具有根瘤菌，有固氮作用，一方面可以通过固氮作用提高自身产量，另一方面可以使种植过豆科植物的土壤富集氮素。分子生态学是在分子水平阐明生物体某些遗传发育特性受环境因子调控的分子机制，如植物耐盐的分子机制等。
生态学是在物种水平上研究某一物种分布规律、生长发育现象与环境的关系。生态学可以根据生物类别，分为动物生态学（animal ecology）、植物生态学（plant ecology）、微生物生态学（microbial ecology）等。
植物生态学旨在阐明植物与其周围环境相互关系的规律，包括物种的个体和种群在不同环境的适应过程，环境对植物种的塑造作用；植物群体或群落在不同环境中的形成过程，植物群落对环境的改造作用；最终还要发挥植物的生态效益和经济效益，为人类社会作出贡献。植物生态学研究的内容有植物个体、植物种群、植物群落与环境的生态关系，以及在生态系统中物质能量转化、循环、再生产过程中植物的作用。
植物生态学在个体水平上研究植物个体发育和系统发育与环境间的关系，一方面环境因子对植物生长发育具有调控作用，另一方面植物生长发育对生态环境具有适应性，植物与环境因子之间既有主动适应，又有被动调控。植物生态学在种群水平上研究植物的种群与环境之间、群落之间相互关系；如植物种群的分化和扩散，一方面种群会受环境因子影响不断消长，另一方面种群内的个体也会适应环境发生性状分化，形成不同的生态型，日积月累会产生进化形成新的变种或者亚种乃至新种。植物生态学研究植物群落的结构和功能、形成和发展等方面与其所处环境的关系；具体表现为群落生态学，如群落的更新与演替。植物生态学进一步研究生态系统的结构与功能、生态系统的平衡和生态系统的调控机制，如生态系统中物质和能量的变化。植物是生态系统中的初级生产者，它通过光合作用转换太阳能为化学能，把自然界的无机物质固定到植物体内形成有机物质，提供给消费者，使得物质和能量沿着食物链或食物网从低级向高级流动。生产者和消费者最终通过微生物降解途径回归到生物圈。
与植物生态学密切相关的应用学科有药用植物生态学、森林生态学、草原生态学和农业生态学等。这些学科研究的侧重点和范围各有不同，下面重点了解药用植物生态学。