真正从生态的高度将自然引入城市的当推奥姆斯特德 （Frederick Law Olmsted）。他对自然风景园极为推崇。运用这一园林形式，他于1857年在曼哈顿规划之初，就在其核心部位设计了长2英里、宽0.5英里的巨大的城市绿肺 ——中央公园；1881年开始，他又进行了波土顿公园系统设计，在城市滨河地带形成2000多的一连串绿色空间。这些极具远见卓识的构想，意在重构日渐丧失的城市自然景观系统，有效地推动了城市生态的良性发展。
受其影响，从19世纪末开始，自然式设计的研究向两方面深入。其一为依附城市的自然脉络——水系和山体，通过开放空间系统的设计将自然引入城市。继波士顿公园系统之后，芝加哥、克利夫兰、达拉斯等地的城市开放空间系统也陆续建立起来。其二为建立自然景观分类系统作为自然式设计的形式参照系。如埃里沃特（Chades Eliot）在继奥姆斯特德之后为大波士顿地区设计开放空间系统时，就首先对该地区的自然景观类型进行了分析研究。
乡土化设计是南北战争后美国中西部建设蓬勃发展的产物。奥姆斯特德的风景园模式以外来植物为主，表现林地和草坪相间的旷野景观，并不适用于美国中西部地区的于旱气候和盐碱性土壤。为了提高植物成活率及与乡土景观的和谐性，19世纪末詹逊（Jens Jenson）为代表的一批中西部景园建筑师开创了“草原式景园”（The Prairie Style in Landscape Architec— ture），体现了一种全新的设计概念：设计不是“想当然地重复流行的形式和材料，而要适合当地的景观、气候、土壤、劳动力状况及其他条件”（Wilhelm A.Miller，1915）。这类设计以运用乡土植物群落展现地方景观特色为特点，因为造价低廉并有助于保护生态环境的延续，由考利斯（Henry Chandler Cowles）和弗兰克沃（Frank Waugh）倡导在全美公路网建设中得到广泛运用，有效解决了公路两侧的美化和护坡问题。
为了能更科学地认识自然生态要素，哈普林对由现代建筑大师格罗皮乌斯（Gropins）创建的仅限于部分专业人员的集体创作思想进行了改革，推崇设计师与科学家及其他专家的广泛合作。这对于生态设计向科学的方向发展具有积极的推动作用。
形式自然的设计并不一定具有生态的科学性。保护性设计的积极意义在于它率先将生态学研究与景园设计紧紧联系到一起，并建立起科学的设计伦理观：人类是自然的有机组成部分，其生存离不开自然；必须限制人类对自然的伤害行为，并担负起维护自然环境的责任。
早在19世纪末，詹逊受生态学家考利斯的影响，积极倡议对中西部自然景观进行保护。20世纪初，曼宁（Warren Manning）提出应建立关于区域性土壤、地表水、植被及用地边界等自然情况的基础资料库以便于设计时参考，并首创了叠图分析法（the Overlay Method），但并未得到推广应 用。
二战后，以谢菲尔德（Peter Shelpheard）和海科特（Bdan Hackett）为首的一些英国的景园建筑师开始提倡通过生态因子分析使设计有助于环境保护。海科特认为，对整体景观环境进行研究是设计工作的必要前提；所谓整体景观环境， 应包括“土壤、气候及能综合反映各种生态因子作用情况的 唯一要素——植物群落。
麦克哈格（1an.LMcHarg）于1969年出版《设计结合自然》一书，直观地揭示了景园设计与环境后果的内在联系，并提出了一种科学的设计方法——计算机辅助叠图分析法。其主要观点包括：
●肯定自然作用对景观的创造性，认为人类只有充分 认识自然作用并参与其中才能对自然施加良性影响。
●推崇科学而非艺术的设计，强调依靠全面的生态资料解析过程获得合理的设计方案。
麦克哈格开创了景园生态设计的科学时代。此后保护性设计主要往两个方向发展。其一是以合理利用土地为目的的景观生态规划方法。由于宏观的规划更注重科学性而非艺术性，最新的生态学理论（如生态系统理论、景观生态学理论等）往往首先在此得到运用。其二是先由生态专家分析环境问题并提出可行的对策，然后设计者就此展开构想的定点设计（Site Design）方法。由于同样的问题可以有不同的解决方法和艺术表现形式，这类研究具有灵活多样的特点。如同样为了增加地下水回灌，纳绍尔（Joan lverson Nassauer）在对曼普渥的两个旧街区进行改造时采用了大面积的砂土地种植乡土植物，而温克（William Wenk）和格雷戈（Billy Gregg）则在其位于丹佛的办公楼花园内设计了一整套暴露的雨水处理系统，将雨水收集、存储、净化后用于绿化灌溉。
随着生态科学的发展，保护性设计经历了景观资源保护、生态系统保护、生物多样性保护等认识阶段。但近些年来西方景园界开始注意到科学设计的负面效应。首先，由于片面强调科学性，景园设计的艺术感染力日渐下降；其次，鉴于人类认识的局限性，设计的科学性并不能得到切实保证。因此，生态设计向艺术回归的呼声日益高涨。
