学和由化学家们提出概念的生物地质化学循环结合的产物出现、田间生物学家发展出如样方的定量方法并在田间采用实验室仪器和照相机。动物学家和植物学家使用方法来减轻生命世界的不可预知性，在实验室进行实验并研究花园之类的半控制自然环境；新的机构如冷泉港实验室和海洋生物学实验室并研究生物的整个生命周期提供了可控性更高的环境。1900年代和1910年代，和提出了生态演替的概念，并在早期的植物生态学中直到了重要作用。阿弗雷德·洛特卡的掠食者－猎物方程、G·埃弗兰·哈钦森对生物地理学及湖泊与河流生物地质化学结构（湖沼学）的