一、古代生物學
早期有關動、植物地理分布的知識
春秋戰國時期，各諸侯國交往頻繁，學者往來逐漸增多。這大大增加了人們對各地動、植物的了解。在《山海經》、《禹貢》、《周禮》等早期古典著作中，都蘊藏有豐富的有關動、植物地理分布方麵的知識。
《山海經》書影《山海經》不是一時一人的作品。它是一部大約起自東周迄至戰國的著作，可能還有秦漢學者的添加和潤色。它可能是作者基於對一些地區情況的了解，加上有關各地的神話、傳聞寫成的。全書具有較強的地理觀念。劉歆在上《山海經》的奏中說它“內別五方之山，外分八方之海。紀其珍寶奇物，異方之所生，水土、草木、禽獸、昆蟲、鱗鳳之所止，禎祥之所隱，及四海之外絕域之國殊類之人。”大體說出這部著作的梗概。
《山海經》中記載有大量動植物分布的“五藏山經”，據說是東周人所作。這部分記有各地所生長的動植物，以及它們的形態和用途。雖然所記的動植物許多是怪異不可考的，諸如，“南山經”中所謂“有木如穀而黑理，其花四照,其名曰迷祝餘，食之不饑”等，令人無法理解，但其中所記仍有許多可資參考。
在“南山經”中，作者寫道：“招搖之山，臨於西海之上，多桂”等，記述了南部沿海地區的植物分布情況。在“東山經”中說：“孟子之山，其木多梓桐，多桃李，其草多菌蒲”；“曆兒之山，其上多檀、多櫪木”；“中山經”則記載的：“條穀之山，其木多槐桐，其草多芍藥、薹冬”；“師每之山，其木多柏、多檀、多柘，其草多竹”。這部分地區還提到鬆、橘、柚、薤韭、藥、櫟、莽草等，反映了我國東部地區和中部地區的一些植被情況。“西山經”則記載我國秦嶺山地及一些溫帶地區的植物，其中一些描述還比較準確。如“薰(即藿香)，麻葉而方，赤華而黑實，臭如蘼蕪，佩之可以已癘。”記述杜衡時說:“有草焉，其狀如葵，其臭如蘼蕪，名曰杜衡，食之已癭。”“北山經”記載的有我國北部幹旱地區和草原的植物，如“邊春之山，多蔥、葵韭。”此外還有藉、秦椒等。
《山海經》對動物的分布情況也有所記載，在“南山經”、“東山經”、“中山經”記述的動物有白猿、犀、兕、象、大蛇、蝮蟲、鸚鵡等，基本上是我國南亞熱帶和中亞熱帶的動物。“西山經”則描述了我國溫帶地區和幹旱地區的一些有特色的動物，如牛、羧羊、旄牛、麝等。“北山經”記載了我國西北草原、幹旱區的一些動物，如馬、駱駝、旄牛等。
《山海經》中描述的動植物分布情況總體而言是比較粗糙的，描述地域較為籠統，涉及的生物虛實不清。隻有“中山經”比較清晰，這可能與作者是中原人有關。相形之下，《禹貢》在這方麵的記述顯得簡練而平實。
《禹貢》是托言古代大禹治理好洪水以後，劃定我國九州地界，審定各地土壤的肥瘠，製定賦稅著作。它的出現與我國戰國時代的人們為發展生產，而對各地的自然條件進行評價具有密切關係。《禹貢》全文1000多字，記述九州、山川、土壤、草木、貢賦等。其中對兗州、徐州、揚州的土壤和植被情況有很好的記載。文中說：兗州(今山東西部、北部和河南東南部)，“厥土黑墳，厥草惟繇，厥木惟條，厥田惟中下”。徐州(今山東南部、江蘇北部、安徽北部等地)，“厥土赤埴墳。草木漸包”。揚州(今江蘇、浙江、安徽南部、江西等地)，“篠蕩既敷，厥草惟揚，厥木為喬。厥土惟塗泥”。根據明代學者王夫之等的注釋，這段話的意思是這樣的：在兗州，土壤是灰棕壤，草本植物生長繁茂，木本植物長得挺拔高聳。土壤肥力中下。徐州的土壤為棕壤，草質藤本植物生長良好，木本植物主要為灌木叢。揚州的土壤是粘質濕土，長著大小各種竹林和茂盛的草本植物，並長有許多高大的喬木。眾所周知，生產糧食很大程度取決於土地的情況。對土地進行合理的評估又可根據當地生長的植物加以考察。《禹貢》的作者因此在一些州記述土壤的情況之後，接著指出不同的土壤上所生長的植物是不一樣的。由於地域不同、地理條件的差異，草木種類就不一樣。所以，種植的糧食作物也應根據具體情況而有所差別。《禹貢》的作者正是通過這些情況的調查記錄來指導農業生產實踐的。
除上述三個州外，作者還記述了荊州(湖南、湖北)的貢品中包括杶(香椿)、榦(可能為柘)、栝(可能為檜)、青茅及各種竹子；豫州(今河南)出產各種纖維植物。
從《山海經》和《禹貢》的有關記載我們可以看出，春秋戰國時期的人們從宏觀上對各地的植被作了一定的考察，體現了當時的人們具有一定的植物地理學思想。這是長期以來的農、醫實踐，促使人們了解什麼地方分布什麼生物，適宜栽植何種類型的作物，不斷熟悉各地環境的結果。如果說《山海經》是更多地在於積累知識，那麼《禹貢》是較多地在於運用已有的植物地理學知識進行農業規劃。《禹貢》的記述比《山海經》更為具體真實，有較高的科學性和對生產實踐的指導意義。
《周禮》一書比較全麵地反映當時積累的生物學知識，並和國計民生緊密結合在一起。這部著作中的許多地方強調對各地環境和生物的認識。《周禮·大司徒》有：“以土宜之法，辨十有二土之名物，以相民宅而知其利害，以阜人民，以蕃鳥獸，以毓草木，以任土事。辨十有二壤之物而知其種，以教稼牆樹藝。”這裏的記載表明，那時的人們已經有意識地分辨各種野獸的名稱和類別，以用作認識各地生物的基礎。
《周禮》中首先將生物分為動物和植物兩大類。並進一步將動物分為“小蟲”、“大獸”(約相當於無脊椎動物和脊椎動物)小蟲包括：“外骨，內骨，鱉行，仄行，連行，紆行。以脰鳴者，以注鳴者，以旁鳴者，以翼鳴者，以股鳴者，以胸鳴者。”大獸包括：“脂者，膏者，羸者，羽者，鱗者。”(《冬官考工記·梓人》)據鄭玄注，外骨為“龜屬”；內骨為“鱉屬”；郤行為“螾衍之屬”(螾衍即蚯蚓)；仄行為“蟹屬”；連行為“魚屬”；紆行為“蛇屬”。脰鳴的為“屬”(即蛙屬)；注鳴的是“精列屬”(即蠑螈屬)；旁鳴的是“蜩蜺屬”(蜩蜺都是蟬)；翼鳴的為“發皇屬”(發皇是一種甲蟲)；股鳴的是“蚣螖動股屬”(即蝗蟲屬)；胸鳴的是“榮原屬”。大獸中的“脂”是“牛羊屬”；“膏”是“豕屬”；“羸”是“虎、豹、貔、螭，為獸淺毛者之屬”；“羽”是“鳥屬”；“鱗”是“龍蛇之屬”。鄭注當然不一定能可靠，但《周禮》中至少反映出我國很早就知道有脊椎動物與無脊椎動物的區分。
在《周禮》這部著作中，有不少內容涉及生態學問題。書中提到“土方氏”以“辨土宜土化之法”，對土壤與植物的關係加以注意。“草人”，“掌土化之法，以物地，相其宜而為之種”，在種植莊稼時先調查土壤情況。“山師”，掌管山林類型的劃分，分辨各類林中產物及其利害關係。“川師”，掌管各種河流、湖泊的產物與利害關係。
《周禮》一書不僅關注動植物的一般分布，而且還注意到動植物分布的界限。在“考工記”一章中寫道：“橘腧淮而北為枳，鵒不踰濟，貉踰汶則死，此地氣然也。”認為橘不分布在淮河以北，動物中的鵒等的分布也有類似情況。這當是人們在長期的觀察自然、引種植物和狩獵中得出的經驗總結。
書中還寫道：“凡斬轂之道，必矩其陰陽。陽也者，稹理而堅；陰也者，疏理而柔。”說明當時的人們已注意到木材內部的結構與光照等環境因子的關係。向陽麵紋理細密，向陰麵紋理疏柔。這一觀察實際已涉及植物生態解剖學問題。在《周禮》的有些章節中，作者也記述了人們對植物與水分因子的關係也有所關注。
特別引人注目的是《周禮·大司徒》中的一段記載，這段記載對“五地”的土地情況、動植物的特點、人群等進行係統的論述，體現了人們對生物與環境關係認識的深化。原文是這樣的：“以土會之法，辨五地之物生：一曰山林，其動物宜毛物，其植物宜阜物……二曰川澤，其動物宜鱗物，其植物宜膏物……三曰丘陵，其動物宜羽物，其植物宜核物……四曰墳衍，其動物宜介物，其植物宜莢物，其民皙而瘠……五曰原隰，其動物宜贏物，其植物宜叢物……因此五物者民之常，而施十有二教焉。”以上這段文字用今天的話來說是這樣的：在山地森林裏，分布的動物主要是獸類，植物主要是柞栗之類(帶殼鬥果實)的喬木；在河流湖泊裏，動物主要是魚類，植物主要是水生或沼生植物，如蓮、芡等；在丘陵地帶，動物主要是鳥類，植物主要是梅、李等核果類果木；在衝積平地，動物以甲殼類為主，植物以結莢果為主的豆科植物；在高原低窪地(相當於沼澤化草甸)，動物以蚊、虻一類昆蟲為主，植物則以叢生的禾草或莎草科植物為主。這段話雖然受陰陽五行說的影響，帶有明顯的刻板機械色彩，但不難窺見，在2000多年前，我國人民已具有初步的生態係統概念。
《周禮》一書的有關記述，比起《禹貢》來更為細致、全麵。它不但有詳盡的規劃分工，還有嚴密的資源管理設置。其中所反映的生態學知識更為具體、豐富和層次分明，在深度和廣度方麵都有了新的進步。
早期的食物鏈記載
在同生物界廣泛接觸過程中，古代學者進一步加深了對各種動、植物與周圍環境關係的認識。在《莊子》這部著作中就包含有豐富的生態學知識。莊子(約前369～前286)為戰國宋國蒙(今河南商丘東北)人，名周，字子休。他繼承和發展了老子的“道法自然”觀點，否定鬼神主宰世界，認為道是無為、無形、超越時空，未有天地就已經存在的，是萬物的創造者，2000多年前，莊子就認為不同種類生物之間，由於食物的關係，而存在一係列相互利害的複雜關係。《莊子·山木篇》記載：有一天莊子來到雕陵栗園，看見一隻翅膀寬闊、眼睛圓大的異鵲，從南方飛來，停於栗林之中。莊子手執彈弓疾速趕上去，準備射彈，忽見一蟬，方得美萌，而其身正被隱藏著的螳螂發現而捕之。螳螂搏得蟬而忘其形，不知自身已被異鵲發現，並為異鵲所利。異鵲見利而忘其身，不知自己的性命也已在危險之中。見此情景，莊子感慨地說：“物固相累，兩類相召也!”他扔掉了彈弓往回走。然而看管栗林的人，卻把他看成是偷栗子的人，因此而啐他。這個生動的故事說明，莊子已經發現了人捕鳥、鳥吃螳螂、螳螂吃蟬等動物間的複雜關係。莊子所看到的這種關係，實際上是一條包括人在內的食物鏈，在食物鏈中，生物是互為利害的。不同種類生物之間的鬥爭是不可避免的。
螳螂捕蟬圖這種動物相食的觀念，在雲南江川李家山滇文化墓群中出土的一戰國青銅臂甲的刻畫上，也得到了反映。青銅臂甲上刻有17隻動物，可以分為兩組。第一組13隻動物，有兩隻大老虎，其中一隻咬著野豬，另一隻正向雙鹿撲去；一隻猿正在攀樹逃避；此外還刻有甲蟲、魚、蝦等小動物。第二組的畫麵上有兩隻雄雞，一隻正啄著一條蜥蜴，而蜥蜴旁邊的蛾和甲蟲，則顯然是蜥蜴的食物：另一隻雞則被一隻野狸咬住。在第一組刻畫中，反映了老虎、野豬和鹿構成的食物鏈。在第二組刻畫中，表現了野狸吃雞、雞吃蜥蜴、蜥蜴吃小蟲(蛾和甲蟲)的關係。
雲南出土青銅臂甲動物圖像先秦時期對食物網的記載和認識，對後來有很大的影響。人們在生物界中觀察到了更多的食物網和“兩類相召”的現象。《淮南子·說林訓》中有“媵蛇遊霧，而殆於卿蛆”的記載。這是說，塍蛇雖有騰雲駕霧的本領，但也要敗於蜈蚣(卿蛆)。《莊子》中還有“卿蛆甘帶”之語，可見古人認識蜈蚣製蛇，還可以追溯到更久遠的年代。在我國古代可能有一種能夠製蛇的大蜈蚣。宋代陸佃《埤雅》(卷十)中就說：“蜈蚣能製蛇，卒見大蛇，便緣而啖其腦。”在古代，人們不僅知道蜈蚣吃蛇，而且也知道蛇吃蛙，而蛙呢，又會吃蜈蚣。《關尹子·三極》說：“蝍蛆食蛇，蛇食蛙，蛙食螂蛆，互相食也。”《埤雅》中也有類似的記述：“卿蛆搏蛇。舊說蟾蜍食蝍蛆，蝍蛆食蛇，蛇食蟾蜍，三物相製也。”在這裏蛙已被蟾蜍替代，但仍符合自然界的實際情況。可見，我國遠在宋代之前，對蜈蚣、蛇、蛙三種動物在自然界裏表現出來的互相競爭，互相製約的關係，有深刻的了解。
在食物網中，生物間的相互關係是複雜的：一種動物往往既是捕食者，同時又是被食者。某一種生物既可以多種生物為食，它本身又可以為多種生物所食，這樣就形成有複雜交錯的關係。李時珍在《本草綱目》(卷四十三)中分析了蛇的生態特點，不僅列舉了蛇所食的一係列動物和植物，而且也指出了有一係列動物是以蛇為食物的。他說：“鶴步則蛇出，雞鳴則蛇結。鸛、鶴、鷹、鵑、鹙，皆鳥之食蛇者也，虎、猴、麂、麝、牛，皆獸之食蛇者也。蛇所食之蟲(蟲，即動物)，則蛙、鼠、燕、雀、蝙蝠、鳥鵲；所食之草，則芹、茄、石南、茱萸、蛇栗等。”這充分說明古代人對蛇及其與周圍環境的錯綜複雜關係，有相當清楚的觀察和了解。
生物資源保護思想
在古代自給自足的自然經濟社會中，生物資源，特別是森林資源是人們獲取生產和生活資料的重要源泉。即使在農業生產有了一定發展的情況下，野生生物資源對於人們衣食住行的重要性也是顯而易見的。《詩經》中有不少采集和狩獵的章句就是這種情況的生動寫照。在長期的生產活動中，古代的人們逐漸認識到保護森林和生物資源的重要性。產生了初步的環境保護意識並采取了一定的保護措施。
古代的人們在獲取生產和生活資料時，不斷地對自然環境進行幹預，反過來環境也產生一些反作用。如過度的漁獵、燒荒，都可能會造成區域性的生態環境破壞，導致局部地區生物資源的嚴重缺乏，水土流失，土壤肥力下降，人民的生活失去依靠等。這就促使一些有識之士日益關注如何防止人們的生活環境的進一步惡化。
在我國的《尚書》、《史記》等古籍中，都有關於舜命益(即伯益)為“虞”掌管草木鳥獸蟲魚的記載。《孟子》中說，益曾放火將一些山林燒毀，以趕走毒蛇猛獸。而《禹貢》則記載了大禹在治理洪水時，也曾大規模砍伐樹木。《詩·大雅·皇點》中還記載周人在古公亶父時代，百姓砍除樹木，營建居住點和毀林開荒的情況。在當時生產力低下的情況下，這種情形的發生是必然的，並且可能延續了很長的一段時間。大約到春秋戰國時期，由於鐵器農具的大量使用，水利灌溉事業的發展，牛耕的推行，人口的增多等加速了人類對環境的開發進程。與此同時，人們對森林及生物資源的不合理利用的情況也更趨嚴重。《孟子》中寫道：“牛山之木嚐美矣，以其郊於大國也。斧斤伐之，可以為美乎?是其日夜之所息，雨露之所潤，非無萌蘖之生焉，牛羊又從而牧之，是以若彼濯濯也。”牛山位於古代齊國的東南部，即今山東淄博市臨淄南。那裏原來林木茂盛，但是到了孟子生活的年代，已經變成了“若彼濯濯”的禿山。之所以會變成這樣，孟子認為是這裏的樹木被不斷亂砍濫伐，加上牛羊等牲畜糟蹋破壞的結果。誠如孟子所指出的“苟失其養，無物不消。”體現了人們對森林被嚴重破壞的狀況所表示的擔憂。
這一時期的學者還認識到，森林一旦破壞，不僅使木材資源本身出現枯竭，而且也使野生動物資源受到影響。人們早就認識到森林對於動物生存的重要意義。《荀子·勸學篇》說：“物類之起，必有所始，……草木疇生，禽獸群焉，……樹木成蔭而眾鳥息焉，物各從其類焉。”不僅如此，荀子還進一步指出，如果動物賴以生存的環境遭到破壞，那麼動物就會難以生存。他說：“山林茂而禽獸歸之，……山林者，鳥獸之居也”，“林險，則鳥獸去之”；“川淵深而魚鱉歸之”，“川淵者，龍魚之居也”；“川淵枯則龍魚去之”。因此，他認為隻有按自然規律辦事，保護動物的棲息地，動物才能繁茂。在《富國篇》中他又說：“群道當，則萬物皆得其宜，……群生皆得其命”，“山林不童，而百姓有餘材也”。指出隻有保護好森林和生物資源，人們的生活資料才能富足有餘。
戰國時期的《管子》一書反映了人們對於破壞環境的惡果有很深刻的認識，其作者非常強調山林藪澤的生物資源對於國計民生的重要性。《管子·輕重篇》指出：“有虞之王，枯澤童山；夏後之王，燒增藪，焚沛澤不益民之利。”“燒山林，破增藪，焚沛澤，猛獸眾也；童山竭澤，君智不足也。”客觀地分析了前人破壞自然環境的原因。《管子》認為：“山林菹澤草萊者，薪蒸之所出，犧牲之所起也，故使民求之，故使民籍之，因以給之。”十分明確地指出了山林蔞澤等自然生物資源對於人民生活的重要性。《管子》的作者還把這種資源連同作物和牲畜一起，用來衡量一個國家是否富足的依據。即所謂“行其山澤，觀其桑麻，計其六畜之產，而貧富之國可知也”。《管子》甚至認為，“為人君而不能謹守山林菹澤草萊，不可以立為天下王。”充分反映當時人們對“山林菹澤”的重視，以及渴望管理好它們的良好願望。
為了管理和保護好生物資源，春秋戰國時期的一些睿智之士和著名的政治家曾對一些破壞生物資源的愚昧、錯誤行為作了堅決的鬥爭。《國語·魯語》記載，在夏天的時候，魯宣公到泗水捕魚。大夫裏革聽說後，趕到泗水邊，把魯宣公的網弄斷，然後扔掉。並對宣公說：“古者大寒降，土蟄發，水虞於是乎講罶，取名魚，登川禽而嚐之寢廟，行諸國人，助宣氣也。鳥獸孕，水蟲成，獸虞於是乎禁罝羅，錯魚鱉，以為夏犒，助生阜也。鳥獸成，水蟲孕，水虞於是禁罝屆，設鄂，以實廟庖，畜功用也。且夫山不槎蘖，澤不伐夭；魚禁鯤鮞，獸長麂；鳥翼卵，蟲舍蚳蝝；蕃庶物也，古之訓也。今魚方別孕，不教魚長，又行罟，貪無藝也。”這段話的大意是，打漁狩獵要講究時節，注意避開動物的繁殖期。要保護幼小的生物，讓萬物繁殖生息，蓬勃生長，這是古人的訓誡。現在魚類正處在繁殖期，你還撒網捕魚，真是貪得無厭。魯宣公聽了裏革的話後，表示虛心接受批評，並加以改正。
《左傳》記載昭公十六年，鄭國大旱，派屠擊、祝款、豎柎去桑山求雨。他們在那裏伐木，結果還是未能下雨。著名政治家子產聽說後很氣憤，認為：“有事於山，山林也，而斬其木，其罪大矣。”他對這種愚昧的伐木求雨行為進行了嚴肅的批判，後來還對有關肇事者進行了嚴肅的處理，撤了他們的官職。
針對戰國時期的一些不適當的漁獵方式，《呂氏春秋·義賞》指出：“竭澤而漁，豈不獲得，而明年無魚；焚藪而田，豈不獲得，而明年無獸。……非長術也。”堅決反對竭澤而漁、焚藪而獵這種斬盡殺絕的短視做法。
為了合理利用好各種生物資源，許多學者紛紛提出一些保護生物資源，使之能永續利用的方法。《管子·八觀》中認為：“山林雖近，草木雖美，宮室必有度，禁發必有時。”孟子似乎對森林自然更新的能力有所認識，他提出：“斧斤以時入山林，則材木不可勝用也。”眾所周知，生物資源的重要特點就是能夠再生、更新。一個成熟的森林群落，隻要不是頻繁過度地采伐，就能承受一定量的擇伐而很快恢複的。孟子的這句名言正是提倡合理利用資源，已經關心到森林的動態消長平衡。荀子也提出要“斬伐養長不失其時”，“草木榮華滋碩之時，則斧斤不入山林，不夭其生，不絕其長也。”進一步闡發了孟子的資源保護思想。
隨著人們認識的逐漸提高，春秋戰國時期也逐步形成和完善了一套管理保護生物資源的職官和製度。《左傳》記載：“山林之木，衡鹿守之；澤之萑蒲，舟鮫守之。”特別是《周禮》一書提到不少類似的職官。《周禮·地官·司徒》記載：“山虞，掌山林之政令，物為之厲而為之守禁。仲冬，斬陽木；仲夏，斬陰木。凡服耜，斬季材，以時入之。令萬民斬材有期日。……凡竊木者有刑罰。”“澤虞，掌國澤之政令，為之厲禁，使其地之人守其財物。”“跡人，掌邦田之地政，為之厲禁而守之。凡田獵者受令焉。禁卵者，與其毒矢射者。”戰國末年《呂氏春秋·上農》更提出了較為完善的法製觀念。如“製四時之禁，山(非時)不敢伐木下材”。並按月令的方式製定一些適合的措施，如：
正月：禁止伐木。
二月：無焚山林。
三月：無伐桑柘。
四月：無伐大樹。
五月：令民無割藍以染。
六月：樹木方盛，乃命虞人入山行木，無或斬木，不可以興土功。
九月：草木黃落，乃伐薪為炭。……鷹乃祭鳥，始用行戮。
這些論述以各個月份規定了保護生物資源的具體做法，以便有計劃地利用好資源。它可能是戰國時有關環保禮製和法律的綜合，並作了進一步的通俗化。
1975年，我國的考古工作者在湖北雲夢縣睡虎地，發現了一批秦代竹簡。其中有一段田律是這樣寫的：“春二月，毋敢伐山林及雍堤木；不夏月，毋敢夜草為灰，取生荔，麛卵，母……毒魚鱉，置罔網到七月而縱之。唯不幸死而伐綰(棺)享(槨)者，是不用時。”這段活的意思是：春天二月，不準燒草做肥料，不準采伐剛剛發芽的植物或獵取幼獸。不準毒魚，也不準設置陷井和網羅捕捉鳥獸，到七月才解除禁令。禁令期間，隻有因死亡需要伐木製棺槨的，才不受此限製。這段田律是先秦有關保護森林和生物資源的具體法律條文，且與上述的文獻記載有很多相似之處，貫穿著以時禁發的思想。
我國古代的環保主要是圍繞生物資源進行的，其中心內容是強調以時禁發，永續利用，具有較大的合理性和可行性，它一直為後人所提倡，足見其充滿生命力。
藥用動、植物的研究
自從有了生產活動，勞動人民就開始積累起使用藥物治療疾病的經驗。正如《淮南子·修務訓》中所說：“古者民茹草飲水，采樹木之實，食蠃娥之肉，時多疾病毒傷之害。於是神農乃始教民播種五穀，相土地宜燥濕肥磽高下；嚐百草之滋味，水泉之甘苦，令民知所避就，當此之時，一日而遇七十毒。”這裏的神農當然就是以往曆代的生產者。他們在“嚐百草”和采集藥物的過程中，逐漸加深了對動、植物的生態環境、形態特征、藥用性質等的認識，形成我國古代獨具物色的本草學。它是我國傳統生物學的主要組成部分。
用藥治病在我國有著悠久的曆史，《詩經》、《山海經》和先秦諸子的著作中，都有關於藥用動、植物的記載。《山海經》中提到的動、植物有130多種，其中明確具有藥用者植物類有52種、動物類有61種。《山海經》雖然不是一部專門記述藥物的書，但它的內容已經涉及到許多藥用的動、植物和礦物，對我國後世本草書的產生和發展有著一定的影響。
“本草”一詞，最早出現於漢代。《漢書·郊祀誌》中就有“本草待詔”職稱的記載。《說文》：“藥，治病草也。”古代用藥以植物藥為主，所以記載藥物的書，就稱之為“本草”。《漢書·平帝記》記載，元始五年(公元5年)朝廷要“征求天文、曆冥、方術、本草等教授來京師”。據《漢書·樓護傳》記載，樓護少年時候(1世紀)曾“誦讀醫經、本草、方術數十萬言”。這說明兩漢時期，我國本草學已取得了一定的成就。1972年在長沙市東郊發掘的馬王堆漢墓，出土了不少有助於揭示當時人們對植物功用認識的資料。在一號漢墓出土的藥物中有辛夷、桂、花椒、茅香、佩蘭、高良薑、薑、酸棗核、槁本等含揮發油的芳香性植物藥。這些植物藥有驅風、發汗、祛痰、和中暖胃的作用，外用可以避穢消毒。雖然我們不知當時的人們對這些植物的認識情況，但可以肯定他們對其中的藥效有相當程度的了解。這可從墓中出土的《五十二病方》中得到進一步證實。
《五十二病方》是我國已發現的最古醫方帛書，成書約在公元前3世紀末。它記載植物藥100餘種，動物藥40餘種。對藥物的記述有些已涉及地方別名，但沒有關於形態的描述。上述的辛夷、花椒、薑、桂等都見於《五十二病方》中。
我國最早的本草學著作是《神農本草經》。它約成書於東漢時代。原書早佚，其中主要內容遺存在《證類本草》等書中。明清有不少國內外學者對它進行輯複。全書記載藥物360種左右，植物藥占大部分，約為250種，動物藥近70種。書中將藥物按其性能、療效分為上、中、下三品。這是一種藥物的功能分類，不是用於生物的分類。這種分類法比較簡單。
《神農本草經》對每種藥物的描述包括別名、生長地、性味、主治、功能等。其中大部分證明確有療效，比較真實地反映了這些動植物藥效的真實情況。如“上品”中的人參、甘草、幹地黃、術、署豫、大棗、阿膠；“中品”中的幹薑、當歸、麻黃、百合、地榆、厚樸等都是補虛治療的有效藥物；“下品”中的巴豆、桃仁、雷丸也是利水、活血、殺蟲的有效藥。這說明該書的記載是人們長期認識和實踐的產物，具有較高的科學價值。
《神農本草經》對我國古代本草學的發展有著深遠的影響。隨後幾個朝代的大型綜合本草著作都收錄了它的全部內容。其它一些學術著作如《博物誌》、《抱樸子》等也多見引用。它為我國本草學的發展奠定了基礎。
繼《神農本草經》之後，這一時期較重要的本草著作還有《吳普本草》、 《名醫別錄》和《本草經集注》等。《吳普本草》是著名醫學家華佗的學生吳普撰寫的藥物著作也是繼《神農本草經》之後一部流傳較廣的本草著作。大約在宋代亡佚，主要內容散見於《本草經集注》、《證類本草》等著作中，農書如《齊民要術》也見引用。類書如《太平禦覽》也多有摘錄。從現在能看到的材料，主要是記述藥物性質，但也有些描述涉及到藥用植物的別名、產地、形態和生態等。
《名醫別錄》約成書於漢末，是《神農本草經》成書後，一些醫學名家在《神農本草經》一書基礎上補記藥物功用、新添藥物種類而成。它反映了人們對藥物認識的增進。《名醫別錄》對藥物的記述包括正名、別名、性味、有毒、無毒、主治、產地、采收時節等等。值得注意的是，本書還開始有一些藥用植物的形態描述。如記石脾：有“黑如大豆，有赤紋，色微黃而輕薄”；記木甘草：“大葉如蛇狀，四四相值，拆枝種之便生”等記述。對植物葉的著生方式和營養繁殖情況作了初步的描述。《名醫別錄》對植物藥的鑒別亦有些簡單的記載。如鉤吻，書中寫道：“折之青煙出者名固活”；石龍：“九節多味者良”。本書一般都指明藥物的出產地，如“蕙實，生魯山”；“千歲，生太山”等。記載的藥用動植物的別名也比《本草經》多。如貝母，《本草經》隻記有一個別名，而《別錄》則記有五個別名；沙參，《本草經》隻記一個別名，《別錄》有六個別名。這些在古代生物學發展史上具有重要意義。
《名醫別錄》之後的重要本草著作是南朝陶弘景的《本草經集注》。陶弘景編撰這部著作是有感於當時流傳的本草書錯誤較多，內容不全麵，體例也不夠完善。他著手整理了《神農本草經》中的365種藥物，又從《名醫別錄》中采用了的365種藥物添上，編成這部三卷收載藥物730種的著作。
這部著作，總結了魏晉以來本草學的發展成就，補充了許多新的內容。對藥物的產地、藥用部分的形態、鑒別方法、性味、采摘時間和方法等都有更詳細和確切的記述和觀察。從現存的資料看，該書對藥用植物的形態鑒別很重視，尤其是對果實的鑒別。如書中寫道：“術有兩種，白術葉大有毛而作椏，根甜而少膏，可作丸散用；赤術(蒼術)葉細無椏，根小，苦而多膏，可作煎用。”又如桑寄生，陶弘景指出：它“生樹枝間，寄根在皮節之內。葉圓青赤厚澤。易折，傍自生枝節，冬夏生，四月花白，五月實赤，大如小豆。今處處皆有之，以出彭城為勝”。這裏對桑寄生的形態、花期、習性、性味，都作了描述。雖然，他對各種動、植物的描述也存在有許多不確切之處，但在本草係統中，《神農本草經集注》是比較注重藥用動、植物形態，並用之於生藥鑒別的。這在植物學知識的積累和傳播方麵都很有價值。
《本草經集注》突破了《神農本草經》上、中、下三品分類法，參考了《爾雅》的動植物分類模式，先將藥物分成玉、石、草木、蟲獸、果、菜、米食、有名未用等八類，然後在每類中再分為上、中、下三品。這種分類一直為唐、宋的大型本草著作沿用。
《本草經集注》大約在宋初就已散失，現在僅存有敦煌石室藏本的序錄殘本。由於我國曆代本草具有擴編、補遺、整理等編寫特點，所以《本草經集注》的大部分內容，還是被後世本草著作如宋代的《證類本草》等所吸收和保存下來。
西域和南方動、植物的研究
西漢在經過開國至漢武帝時六七十年的休養生息後，社會經濟得到很大的發展，這是一個很強盛的曆史時期。公元前138年，曆史上著名的探險家張騫奉漢武帝之命出使被匈奴西逐的大月氏。他雖然沒有達到漢武帝聯合大月氏夾擊匈奴的目的，但卻打通了西域，開辟了從長安經過寧夏、甘肅、新疆，達到中亞細亞各地的內陸大道，是中外交流史上的一件大事。他的業績非常受人景仰，以致後人把從西北和國外各地傳入的許多經濟作物，說成是他的業績。
從正史中不能看出張騫確切引入何種糧食作物。但據西晉的《博物誌》等書記載，有紅蘭花、胡麻、蠶豆、葫、胡荽、苜蓿、安石榴、胡桃、胡瓜、葡萄等植物。．動物有汗血馬等。我們不必拘泥這些植物的引進是否完全為張騫帶進，但可以肯定是他通西域以後進入內地的，對我國內地的生產生活的發展和提高有重大的意義。
自秦始皇於公元前214年出兵嶺南以後，南方及沿海地區與中原地區及關中地區的聯係進一步加強。特別是公元前110年漢武帝分別派兵征服了自立為王的南越和閩越以後，不但漢王朝較先進的政治經濟和文化、技術促進了當地經濟生產的發展，而且當地的生物資源也不斷傳入內地，開闊了內地學者的眼界，增添了他們的生物學知識。
從司馬相如的《上林賦》可知，當時的京城學者已知南方的盧橘、黃甘(柑)、橙、枇杷、厚樸、楊梅、離(荔)枝等果卉。據《三輔黃圖》記載，漢武帝元鼎六年(前111)破南粵後，在上林苑修建扶荔宮，將不少南方產的奇花異木種植在宮中。這些植物有菖蒲、山薑、甘蕉、留求子、桂、蜜香、指甲花、龍眼、荔枝、檳榔、橄欖、千歲子、柑橘等3000餘種。這些對於人們植物學知識的積累和植物新種馴化水平的提高都有巨大影響。
到了東漢，內地的學者對南部邊陲的動植物資源有了更多的了解。公元1世紀，伏波將軍馬援，在從交趾(越南)回來時，便從當地帶回許多薏苡種子。此時，朝廷還在嶺南設有“橘官”以貢禦橘。東漢以來南方的物產，越來越受到人們的注意，一些旅行家和地方官員也開始對南方的奇花異果加以記載和描述，從而出現了各種“異物誌”和“異物記”之類著作。這些“誌”和“記”實際上就是對南方動、植物資源的調查研究的成果。它具有一定的植物學水平。
我國最早的一部“異物誌”是東漢楊孚作的《異物誌》。他的著作又稱《南裔異物誌》。原書已佚，散見於後世征引的內容中隻有翠鳥、鸕鶿、孔雀、橘、荔枝、龍眼等幾種動植物，文字記載簡略。他的作品是這一類型的開山之作，對後世有一定影響。
有楊孚以後，出現了多種“異物誌”著作。如萬震的《南州異物誌》、譙周的《巴蜀異物誌》、沈瑩的《臨海異物誌》、陳祈暢的《異物誌》、薜瑩的《荊楊已南異物誌》及一些不署撰人的《異物誌》等。其中以萬震和沈瑩的著作較為著稱。
《南州異物誌》作者萬震是三國吳人，曾任丹陽太守。原著已經散佚，但多見各種史籍征引，清人有輯本。現在可見的內容還有幾十種動植物的記述。其中植物有：椰樹、甘蕉、棘竹、榕、杜芳、摩廚等。從描述的內容看，萬震經過實地考察，對植物的描述細致形象。如書中對椰樹的習性、枝葉、果實及其皮肉構造都有客觀的描寫。作者對甘蕉是這樣說的：“甘焦，草類。望之如樹。株大者一圍餘。葉長一丈或七八尺。廣尺餘。華大如酒杯，形色為芙蓉。莖末百餘子，大名(各)為房。根似芋魁，大者如車轂。實隨華，每華一闔，各有六子，先後相次；子不俱生，華不俱落。此蕉有三種：一種子大如拇指，長而銳，有似羊角，名‘羊角蕉’，味最甘好。一種子大如雞卵，有似牛乳，味微減羊角蕉。一種蕉大如藕，長六七寸，形正方，名‘方蕉’，少甘，味最弱。其莖如芋。取，濩而煮之，則如絲，可紡績也。”從上麵這段描述，可以看出萬震對植物的描述是相當全麵的。他很恰當地將甘蕉歸於“草類”，“望之如樹”，“其莖如芋”。對其株大、葉長也有初步定量的描述。花的形狀、大小和顏色則用類比，果實(子)的數量、根的形態，以及各品種果實形狀的差異和味道的優劣，莖皮纖維的用途等都加以討論。它集中地體現了當時人們辨識植物特征的角度和方式。書中注重用途的記述，說明人們認識植物的目的是為了更好地利用植物。
《臨海異物誌》是吳國丹陽太守沈瑩所記的一部方物誌。主要記載吳國臨海郡(今浙江南部和福建北部沿海一帶)的風土民情和動植物資源。原書早就散佚，《說郛》中有一個輯佚本。近來農業出版社曾出版一個較完全的今人輯本。就今天可見的內容而言。沈的著作有相當部分的內容是記載動植物資源的。它記述了近60種魚，40多種爬行動物和貝殼動物，20餘種鳥，20多種植物。記載大多比較簡要，動物一般記述某部分顯著特征和生活節律，以及在物候方麵的觀察經驗。在記有的20多種植物中，大部分是果樹，主要記述果實的形狀、味道、釋名等。
除了“異物誌”這一名稱的著作外，還有其它一些與生物學有重要關係的方物、地記著作。這些著作多見於兩晉南北朝。如嵇含的《南方草木狀》、徐衷的《南方草物狀》、裴淵的《廣洲記》、劉欣期的《交州記》、周處的《風土記》、沈懷遠的《南越誌》和魏完的《南中八郡誌》等；在這些著作中，獨具特色且在生物學上有較高成就的是《南方草木狀》和《南方草物狀》。
《南方草木狀》書影《南方草木狀》舊題永興元年(公元304年)嵇含著。關於本書的作者和成書年代，學術界一直有不同看法，至今尚無結論。我們暫且將它視為本時期作品而加以討論。《南方草木狀》是專述南方植物的專著，頗似現在的地方植物誌。全書著錄華南植80種，分草、木、果、竹四大類。係統完整，描述典雅。例如對朱槿花，書中是這樣描述的：“朱槿花，莖、葉皆如桑，葉光而厚，樹高止四五尺，而枝葉婆娑。自二月開花，至中冬即歇，其花深紅色，五出，大如葵，有芯一條，長於花葉，上綴金屑，日光所爍，疑若焰生。一叢之上，日開數百朵，朝開暮落，插枝即活，出高涼郡，一名赤槿，一名日及。”對木槿的株型、莖葉形狀、花芯形狀、花色花數、開放特點等都作了準確生動的描述。在記述甘橘時，不僅記載了甘橘的許多品種，而且提到了能防治甘橘害蟲的黃猄蟻。這是蟲害生物防治的最早記錄。
徐衷是東晉至劉宋初人，曾在嶺南長期居住，根據自己所見寫作而成。徐的著作早已不存，已故著名學者石聲漢先生曾進行過輯複工作。輯得的內容記有植物50種，鳥、獸、魚、蚌、貝等17種，物產2種，共記69種，從中可以看出這本書對南方的草木鳥獸有翔實可據的記述。
這本著作的顯著特點是其記述的原始性。所記名物不少可能是采自原產地原名稱的譯音。如柯黎勒、無念子係來自波斯語；畢撥來自梵語；都昆、都桶子來自僮語和瑤語。另外，乙樹、州樹、前樹、國樹、文木、蘇方木等的乙、州、前、國、文、蘇方等名也可能是譯音。這部著作隻敘述“草物”的產地、形態、習性、用途等，不提引入種植情況。語言古樸，文筆洗練，極少征引他書。被認為在記述南方生物方麵有一定開啟之功。反映了我國南方當地一些特產及南亞、波斯等一些國家傳來的不少應用植物的初始情況。
這本書在記述植物時，有其鮮明的規範化特色，這顯然是一種非常科學的方法，在植物學發展史上很值得注意。我們可以從中舉出二例加以說明。如椰，書中寫道：“椰，二月花色，仍連著實，房相連累，房三十或二十七八子。十一月十二月熟，其樹黃實，俗名之為‘丹’也。橫破之可作椀；或微長如栝簍子，縱破之可為爵。”檳榔：“三月花色，仍連著實，實大如卵，十二月熟，其色黃。剝其子，肥強不可食，唯種作子。青其子，並殼取實曝幹之，以扶留藤、古賁灰合食之，食之即滑美。亦可生食，最快好。交阯、武平、興古、九真有之也。”作者用簡練的文字和一定的格式，把植物的生長規律，如花期、座果時節、果實的性狀勾勒出來，最後記載用途、產地，特色鮮明而且科學。但可惜記載稍嫌簡略，其書內容雖被有關著作大量引用，但其格式和方法卻未為後世所注重。
漢以後出現的這許多地方誌、記，反映了中原地區與南部邊陲聯係的進一步加強。當時不但中原較高水平文化技術向邊遠地區傳播；而且內地人們隨著去往學者的增多，對當地動植物的了解和認識也逐漸加深。這些由學者和官吏根據親身見聞寫下的作品，帶有資源報告性質。它們不但內容新穎，翔實可據，而且涉及麵廣，敘述水平高，極大地開闊了人們的眼界。它們的傳播對於我國南方地區的人民認識和利用這些生物資源有重要的作用。賈思勰《齊民要術》一書的第十章集中了許多這類記錄和後世本草的屢屢引用，說明了這批生物學資料為以後的農業和醫學的發展積累了大量的知識，為它們的發展提供了動力。同時也為後人進一步開展這項工作提供了啟示和指明了方向。從那以後一直到清代，我國學者對南方的動植物資源的調查和記述都未間斷，這對於豐富我國古代生物學知識寶庫，提高古代的生物描述和分類水平，具有重要影響。
和上述偏重記載某一地區物產的著作不同，這一時期還出現一些全國性的物產誌。這些物產大多與生物有關，在生物學史占有一定的地位。
在這些泛記全國各地物產的“誌”中，以張華的《博物誌》和郭義恭的《廣誌》影響最大。張華是晉初學識淵博的學者，史稱“博物洽聞，無與倫比”。一般認為他的《博物誌》原書早佚，現在流傳的本子是後人雜采諸書引文並雜入其它小說拚湊而成的，已經失卻原貌。這裏著重介紹《廣誌》。
《廣誌》是記述各地物產的著名作品，成書約在公元270年前後。這部書寫成於全國統一後的西晉，作者可以充分收集到全國特別是經開發後東南和西南以及漠北傳入的各類有用植物、動物等。原書也已散佚，經後人輯出的有260多種。大部分與動植物有關，包含大量翔實切用、值得珍視的生物學資料。
《廣誌》對生物產品的記載，包括名稱、產地、形態、生態、習性、用途等。其中記述的動物有宛鶉、雉鷹、菟鷹、野鴨等；植物則有粱、秫、各種粟、稻、豆、麥等糧食作物，薇蕪、蕙、葙、地榆等藥物，藍草、紫草等染料，棗、桃、櫻桃、葡萄、李、梅、杏、梨、柔、柿、安石榴、甘、荔枝、栗、木瓜、枇杷、椰、鬼目、橄欖、龍眼樹、益智子、桶子、榠查、蒟子、芭蕉、子、胡桃、廉(陽桃)、莎(南椰)、枳櫃、係彌等果樹，桂和木蜜(沉香樹)等香料，姑榆、榔榆等用材木。書中還首次記錄了綠肥植物苕等。可以看出作者的知識非常廣博。
從今天可見的內容而言，《廣誌》對經濟作物的描述較重視生長節律，器官顏色，果實大小、構造、風味等。書中對荔枝是這樣描述的：“樹高五六丈，如桂樹。綠葉蓬，冬夏鬱茂。青華朱實。實大如雞子，核黃黑，似熟蓮子，實白如脂，甘而多汁，似安石榴，有甜酢者。夏至日將已時，翕然俱赤，則可食也。一樹下子百斛。”作者還注意比較不同產地的各種物產品質的優劣。這方麵的記載，對我國園藝學的發展有重要意義。
《廣誌》一書，記載真實、描述準確，對後世有一定影響，曾被《齊民要術》及曆代的本草著作大量引用。
專譜的出現
專門記述某一類或某一種動物或植物的“專譜”的出現，是這個時期生物學發展的標誌之一。《漢書·藝文誌》中著錄有《相六畜》38卷。這說明，以家養動物為對象的專譜，至遲在西漢時候就已經出現。後來《隋書·經籍誌》又著錄有《相馬經》、 《相牛經》、《相鴨經》、《相鵝經》、《相雞經》和《養豬法》、《養羊法》、《陶朱公養魚法》等多種動物方麵專譜。在植物方麵，《隋書·經籍誌》著錄有《竹譜》、《芝草圖》、《種芝經》等多種。據《隋書》記載，這些書在梁代還存在，後來,除《竹譜》尚流傳外，其他大都散佚。
《竹譜》是我國現存的最早關於竹類的專書，據《舊唐書·經籍誌》載，作者為戴凱之。
戴凱之，字慶豫，晉代武昌人。《竹譜》約成於公元5世紀，可能是他在作南康相時所作。《竹譜》用四言語記述竹的種類和產地，每條都有注釋。作者通過實際調查，記錄了主要產於我國南方五嶺周圍的70多種竹類。竹在魏晉南北朝時期是統治者和知識分子的寵物，隨著南方的開發，竹在生產生活中的用途也日益顯著，戴凱之適時地對竹類加以研究論述是自然的，是時代的需要。