德国农业经济学家约翰.冯.杜能（Johan Heinrich von Thunnen,1783-1850）于1826年出版了《孤立国同农业和国民经济之关系》一书，首次系统地阐述了农业区位理论的思想，奠定了农业区位理论的基础。作为农业区位理论的开山之作，杜能的农业区位理论同时也是影响最大、最主要的农业区位理论。

企业型农业的成立时代：杜能农业区位理论是19世纪德国（普鲁士）特殊社会经济背景下的产物。19世纪初，普鲁士进行了农业制度改革，取缔了所有依附于土地所有者的隶属关系，所有的国民都可拥有动产，并可自由分割及买卖，农民在法律上成为了自由农民，可独立支配属于自己的农场。这次农业制度改革，取消了贵族阶级的许多特权，但也促使贵族成为大的土地所有者和独立的农业企业家。

同时，大量获得了人身自由的农民成为能够自由出卖劳动力的农业劳动者。于是，出现了由农业企业家和农业劳动者构成的农业企业式经营。杜能的《孤立国》正是试图解释企业型农业时代的农业生产方式问题。

农业生产方式的地域配置原则

杜能出版《孤立国》之前，在普鲁士的农业领域，与之同时代的著名学者泰尔提出的合理农业论在理论界占主导地位。泰尔认为，改变普鲁士农业的落后状况，应该以轮作式农业生产方式全面取代三圃式农业生产方式。

针对泰尔的合理农业论，杜能的《孤立国》试图论证对于各地域而言，并非轮作式农业都一定有利，并回答了以合理经营农业为目标的农业生产一般地域配置原理。为了研究需要，杜能本人于1810年在德国梅克伦堡购置了特洛农场，详细记录了十多年的农业数据。在构建其农业区位理论体系时，他采用了科学抽象法，设定了“孤立国”这样一个假想空间。因此，杜能的农业区位理论并非说明当时普鲁士实际的农业区位状况，而是一种关于农业经营方式区位的理想模式。

杜能对于其假想的“孤立国”，给定了以下六个假定条件：

1．肥沃的平原中央只有一个城市；

2．不存在可用于航运的河流与运河，马车是唯一的交通工具；

3．土质条件一样，任何地点都可以耕作；

4．距城市50英里之外是荒野，与其它地区隔绝；

5．人工产品供应只来源于中央城市，而城市的食品供应则只来源于周围平原；

6．矿山和食盐坑都在城市附近。

于是产生了下面两个问题：第一，在这样一种关系下，农业将呈现怎样的状态；第二，合理经营农业时，距离城市的远近将对农业产生怎样的影响。换句话说，即为了从土地取得最大的纯收益，农场的经营随着距城市距离的增加将如何变化。

孤立国的前提条件除上述给定的六个外，从需要解答的问题中可知，企业经营型农业是追求利益最大化（即合理的）的农业，因此，追求利益最大化也是其重要的前提条件。

杜能考察问题的方法是“孤立化的方法”。利用这一方法是为了排除其它要素（像土质条件，土地肥力，河流等）的干扰，而只探讨一个要素（即市场距离）的作用。即不考虑所有的自然条件差异，而只是考察在一个均质的假想空间里，农业生产方式的配置与距城市距离的关系。这种研究方法即我们通常所利用的两种基本科学方法（演绎和归纳法）之一的演绎方法。

根据前述各种假设，以及运费与距离及重量成比例，运费率因作物不同而不同，农产品的生产活动是追求地租收入最大的合理活动等前提条件，杜能给出的一般地租收入公式如下：

R=pQ-CQ-KtQ=（P-C-Kt）Q

式中：R地租收入；

P农产品的市场价格；

C农产品的生产费；

Q农产品的生产量（等同于销售量）；

K距城市（市场）的距离；

t农产品的运费率。

地租收入R对同样的作物而言，随距市场距离增加的运费增多而减少。当地租收入为零时，即使耕作技术可能，经济上也不合理，而成为某种作物的耕作极限。在市场（运费为零）点的地租收入和耕作极限连结的曲线被称为地租曲线。每种作物都有一条地租曲线，其斜率大小由运费率所决定，不容易运输的农作物一般斜率较大，相反则较小。杜能对所有农业生产方式的土地利用进行计算的结果，得出各种方式的地租曲线的高度以及斜率。因农产品的生产活动，是以追求地租收入为最大的合理活动，所以农场主选择最大的地租收入的农作物进行生产，从而形成了农业土地利用的杜能圈结构。

如图《杜能圈》所示，农业生产方式的空间配置，一般在城市近处种植相对于其价格而言笨重而体积大的作物，或者是生产易于腐烂或必须在新鲜时消费的产品。而随着距城市距离的增加，则种植相对于农产品的价格而言运费小的作物。在城市的周围，将形成在某一圈层以某一种农作物为主的同心圆结构。随着种植作物的不同，农业的全部形态随之变化，将能在各圈层中观察到各种各样的农业组织形式。以城市为中心，由里向外依次为自由式农业、林业、轮作式农业、谷草式农业、三圃式农业、畜牧业这样的同心圆结构。

第一圈——自由式农业圈

为最近的城市农业地带，主要生产易腐难运的产品，如蔬菜、鲜奶。由于运输工具为马车，速度慢，且又缺乏冷藏技术，因此需要新鲜时消费的蔬菜，不便运输的果品（如草莓等），以及易腐产品（如鲜奶等）等就在距城市最近处生产，形成自由式农业圈。本圈大小由城市人口规模所决定的消费量大小而决定。

第二圈——林业圈

供给城市用的薪材、建筑用材、木炭等，由于重量和体积均较大，从经济角度必需在城市近处（第二圈）种植。

第三圈——轮作式农业圈

没有休闲地，在所有耕地上种植农作物，以谷物（麦类）和饲料作物（马铃薯、豌豆等）的轮作为主要特色。杜能提出每一块地的六区轮作，第一区为马铃薯，第二区为大麦，第三区为苜蓿，第四区为黑麦，第五区为豌豆，第六区为黑麦。其中耕地的50%种植谷物。

第四圈——谷草式农业圈

为谷物（麦类）、牧草、休耕轮作地带。杜能提出每一块地的七区轮作。同第三圈不同的是总有一区为休闲地，七区轮作为第一区黑麦，第二区大麦，第三区燕麦，第四区、五区、六区为牧草，而第七区为荒芜休闲地。全耕地的43%为谷物种植面积。

第五圈——三圃式农业圈

此圈是距城市最远的谷作农业圈，也是最粗放的谷作农业圈。三圃式农业将农家近处的每一块地分为三区，第一区黑麦，第二区大麦，第三区休闲，三区轮作，即为三圃式轮作制度。远离农家的地方则作为永久牧场。本农业圈内全部耕地中仅有24%为谷物种植面积。

第六圈——畜牧业圈

此圈是杜能圈的最外圈，生产谷麦作物仅用于自给，而生产牧草用于养畜，以畜产品如黄油、奶酪等供应城市市场。据杜能计算本圈层位于距城市51～80km处。该区主要分布在城市郊外，为城市提供日常所需的肉类和奶类制品，更新周期快，商品率高。此圈之外，地租为零，则为无人利用的荒地。

宏观尺度的研究实例以乔纳森的欧洲农业分区研究为代表。

真正意义上的杜能圈结构是以大城市（市场）为中心的土地利用的分圈层形态，因此中观尺度研究的实例很多。其中完全符合《孤立国》条件的研究实例较少，但得出类似结果的却很多。我国学者对上海和北京周围的农业土地利用情况的研究，也分别得出与杜能圈结构非常相似的结论。

微观尺度的研究以纳瓦佛等人在非洲卢旺达丘陵地带农村聚落的研究为代表。