生态气象学研究是通过对有关因子监测，研究气象条件与生态之间的相互关系和作用原理，开展气象、气候变化对生态影响的分析评估以及生态变化对气候系统影响的分析评估，是气象学、生态学、环境科学等学科交叉形成的一门学科，也是一门新兴的专业气象科学。

自人类诞生以来，人类为了衣食住行，选择躲避风雨猛兽的洞穴、从事捕鱼、狩猎和采集野生植物等各种活动都必须熟悉生物的活动规律及其与环境的关系，这也是人类对于生态学知识的累积。同时，人类生活在地球周围聚集着的气体圈层（即大气圈）的底部，大气中发生的一切物理（化学）现象和过程均将直接或间接地影响人类的生活和生产活动。气象学就是研究大气的现象和过程，探讨其演变规律和变化，并直接或间接服务于生产实践的一门科学。生态学与气象学的起源都可归因于亚里士多德（Aristotle，约在公元前350年）的著作《气象学》（Meteorologica）和特奥弗拉斯托斯（Theophrastus，约在公元前300年）的《植物查询》（Enquiry into Plants），但其现代起源则可追溯到自然史和植物地理学。17～19世纪，研究地球的自然主义者与地理学者在探索新的区域和探寻这些蕴藏着生态学与气象学原理的地理规律解释时注意到了植被的变化，如19世纪早期德国学者A.von洪堡（Alexander von Humboldt）认识到了植物的出现及其主要特征与气候的相关性；1884年，德国气象学家W.柯本（Wladimir Köppen）利用植被分布图绘制了气候图，气候区与主要植被区的相关性非常明显，而且许多二级气候区，如热带稀树草原、热带雨林和苔原，也按植被命名。

根据博南（Bonan）2002年的分析，尽管生态学与气象学具有相同的起源，但生态学与气象学的发展在典型学科框架下进入了专门的研究领域。生态学分成了动物和植物的研究，植物生态学进一步划分成生理学、种群、群落、生态系统和景观的专题研究。气象学为了适应生产实践，也针对不同类型的生产实践问题，分成不同学科，如专门研究大气物理性质及其变化原理的大气物理学，着重讨论天气现象及其演变规律，并据此预报天气变化的天气学。由于生态学与气象学关注的重点不同，随着各自学科的发展，生态学与气象学的差异也明显地显示出来。生态学的核心是自然选择原则，在本质上是为了揭示生物时空分布规律及影响生物时空分布的过程，属于生物科学中的学科；而气象学是基于物理学和流体动力学理论，是对大气的现象和过程的研究，属于地球物理科学中的学科。20世纪70年代以前，生态学所关注的主要是局地生物有机体与其环境之间的相互关系，认为气候决定着植被的过程与地理分布，但不能改变气候。气象学家强调热量与水分的传输，认为气候是由温室气体、气溶胶以及太阳辐射的变化引起的行星热力学和大气环流决定，并没有将植被变化看作是气候系统内的反馈作用。

20世纪70年代以后，由于人类经济活动的迅速发展，使得自然环境的变化扩展到越来越广阔的区域，甚至达到全球的规模。20世纪80年代和90年代国际科学界联手针对全球环境变化开展了一系列重大国际科学计划，如国际地圈-生物圈计划（IGBP）、世界气候研究计划（WCRP）、全球环境变化的人文因素计划（IHDP）、生物多样性计划（DIVERSITAS）、国际卫星陆面计划（ISLSCP）、联合全新世制图计划（COHMAP）等，彻底打破了生态学与气象学的学科研究界限。特别是，全球气候模型的发展要求用数学方法描述大气下边界层，即大气与陆地景观的交界面，以及陆地与大气之间的能量、水分和动量交换。这些过程部分受植物的调控，这些调控通过植物的叶子和气孔得以实现，而众多的植物生活型还不能以流体动力学形式表述。正在从事气候模型研究的大气科学家不得不将他们的地球物理研究领域扩展到生物地球物理研究领域。这一发展使得大气科学家认识到，应该将地球看作一个气候系统或地球系统，而不是将地球过程划分成独立的学术学科，因为所有的这些学科形成了一个物理、化学和生物相互作用的有机系统。描述陆地与大气之间的能量、水分和动量交换的气候模型中所包含的内容已经大大地改变了人们关于陆地在气候系统中的作用的理解。人们已经广泛地认识到陆地生态系统对气候有着重要的反馈作用，且自然和对土地覆盖的人为干扰将改变气候。博南2002年指出，生态气象学是理解气候系统内陆地生态系统功能的交叉学科，主要研究景观与气候之间相互影响的物理、化学和生物过程。其核心主题是陆地生态系统是气候的重要决定因素。

全球环境变化及人类可持续发展的需求，推进了气象学与生态学交叉，为生态气象学的提出与发展奠定了基础。生态气象学作为一门新兴的交叉学科，正随着大气科学与生态学的发展，特别是遥感、计算机及网络技术的广泛应用，获得快速发展，增进生态系统与气候系统之间相互作用的认知，为解决全球环境变化及人类可持续发展提供科学方法和依据。

生态气象学研究内容包括：大气的变化与变率对生命支持系统的影响，大气变化与变率对生态系统结构与功能的影响及反馈，生态系统对大气的变化与变率响应的脆弱性，生态系统与大气之间相互影响的物理、化学和生物过程，以及大气的变化与变率对经济体制与社会活动的影响（包括组织、个体与团体的行为和管理）与反馈等。

生态气象学是以生态系统为中心，主要研究天气与气候过程对生态系统结构与功能的影响及其反馈作用的科学。因此，生态气象研究常需借助气象学、生物学、数学、物理学、地理学、卫星遥感、地理信息系统等学科的理论和技术，一般要经历资料的获取、整理和分析3个过程。每个过程所选用的技术方法的科学性、代表性及比较性都将直接影响研究的效果。目前，取得资料数据常用的研究方法大致有人工环境模拟、自然环境试验、野外考察、遥感信息分析和数值模拟等5类。资料整理包括资料的审查、订正以及各种特征数的统计等，具体内容视研究目的和分析要求确定。资料分析技术主要有：统计分析方法、数理统计学方法、模糊数学方法、数学物理方法、对比分析方法，以及基于过程的模型模拟方法等。模型模拟方法将是生态气象研究的主要工具，建立在各种模型模拟基础上的生态气象评价也逐渐成为发展趋势。例如，国家气象中心引进AV IM模式建立了中国草地生态气象监测评估业务系统，同时还引进和开发了植被净第一性生产力（NPP）模型及森林生态气象模型，发布了全国陆地生态气象监测、草地生态气象监测预测、森林生态气象监测预测产品。

生态气象学是气象学、生态学交叉形成的边缘学科，生态气象学并不是对气候学、天气学、动力气象学、大气物理学、大气化学、生态学等邻近学科的简单继承，需要综合应用这些学科的原理、方法和成果揭示生态系统与气候系统之间的相互作用，研究成果呈现综合性。同时，生态气象学在发展过程中也将对这些邻近学科的发展提出新的理论与方法等需求，促进相关学科的发展。生态气象学与邻近学科是一种相互依赖、相互促进的螺旋式发展关系。

生态气象学研究领域涉及资源、环境、生态、全球变化及其影响评估、可持续发展等，生态气象的研究对解决当前的全球气候变化、土地退化、荒漠化加重等全球生态环境问题，科学合理地利用自然资源，保护生态，防止和减轻农业自然灾害影响，提出气候变化的适应性措施，促进社会的可持续发展等方面起着举足轻重的作用；也可为中国开展环境外交、气候系统模式研发、气候变化影响评估等提供科学依据与理论基础。

2004年，中国气象局的《中国气象事业发展战略》提出开展生态气象业务的要求；并在2005年的中国气象局业务技术体制改革中，明确将“生态与农业气象”作为气象部门基本业务之一。生态气象业务是通过对有关生态因子监测，研究气象条件与生态系统、环境之间的相互关系和作用机理，适时发布监测和评估报告，为生态建设与环境保护提供科学支撑。生态气象业务服务是指生态监测、生态系统演变的评估预测以及生态建设保护中的气象服务等工作。主要业务服务包括生态观测、生态监测评估、预测以及生态建设气象可行性论证和服务等工作。

中国气象局针对当前中国生态恶化、水资源短缺的实际以及气象部门开展气候系统研究、气候变化评估等工作的需要，积极启动了生态气象工作，制定下发《生态气象观测规范（试行）》《生态质量气象评价规范》和《生态监测指标体系》等规范性文件，部分省（区、市）或区域气象部门也制定了当地的发展规划、指标体系等，为开展生态气象观测工作奠定了技术规范和站网服务业务基础。依据《生态质量气象评价规范》，中国气象局直属业务单位、各省（区、市）气象局在现有台站基础上，通过新增生态监测项目逐步形成了生态地基观测系统；同时，制定了生态质量气象评价服务业务流程，研制了业务系统，正式发布了季、年生态质量气象评价产品。一些省（区）气象局还针对本省（区）生态脆弱区、敏感区和重大生态问题，开展了生态监测评估服务，为当地政府科学决策提供依据。生态气象监测和评估业务服务工作初见成效。

关于生态气象学已经开展了大量的研究与业务服务，在中国，未来生态气象学拟加强以下方面研究：

①强化生态气象学理论体系研究。强调天气与气候过程对生态系统的结构与功能的影响及其反馈作用，完善生态气象基础理论与方法，构建生态气象学理论体系。

②规范生态气象业务服务。针对国家生态文明建设需求，提出生态气象业务服务指导思想、发展目标、业务布局、技术路线、业务体制等；规范生态气象业务评价方法、观测系统与资料质量控制技术，确保生态气象服务的准确性、及时性与精细化。

③国土空间开发格局的生态气象评价技术研究。针对中国经济建设面临的水、热、光资源与农业开发、工业布局和生态功能区划的关系，研究中国降水、光、热资源容量对农业开发和工业布局的影响，开展全国生态功能区划工作，根据不同地区的生态气象功能与生态气象容量承载能力，研究不同地区农、林业开发和保护的重点；研究最适经济和环境效益的工业，特别是重工业布局方案，按照优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发的要求确定不同地区的发展模式，引导各地合理选择发展方向，形成各具特色的发展格局，为解决经济建设过程中各类不平衡、不协调和不可持续问题提供依据。

④资源高效利用的生态气象评价关键技术研发。重点开展农业可持续发展对生态气象资源的高效利用技术研究；煤炭资源高效利用的生态效应、气候效应及环境效应评价技术研究；复杂地形条件下的高时空分辨率太阳能和风能资源精细化评估与指标体系研究；建立生态气象质量容量指标体系，服务于气候资源的高效开发利用及生态环境可持续发展。

⑤生态气象脆弱性评价与适应技术研究。重点研究气候变化背景下不同强度农业气象灾害和病虫害及其持续时间对农业生产影响的过程与机制；发展不同农业气象灾害和病虫害影响的诊断与风险评估技术；建立农业生态气象脆弱性的预警指标体系和实时动态监测评估模型，服务于农业气象防灾减灾；同时，揭示气候变化和气象灾害对气象服务高敏感行业（交通、铁路、电力、林业、健康等）的影响过程与机制；明确气象服务高敏感行业的生态气象致灾临界指标体系；发展气象服务高敏感行业生态气象脆弱性评价方法；研发针对生态气象脆弱部门的适应性技术，为社会经济可持续发展提供技术储备和保障。