随着我国工农业生产的进一步发展，生态环境问题日益引起人们的关注和重视。在主持水稻土的发生及其肥力特征的研究时，为了推动太湖流域农业发展，他从保护土壤资源、保护生态环境出发，提出建立用地和养地相结合的耕作制度的建议。与此同时，还论述了《黄淮海平原的生态系统》（1979）。熊毅晚年把主要精力集中在新学科的开拓上，潜心致力于土壤生态学的研究。在1978年“全国陆地生态会议”上，熊毅等11位科学家联名建议《认真加强对生态系统的科研工作》（《光明日报》1978．11．28）。他首先论述了《土壤生态系统研究的意义和展望》（1978年在“全国陆地生态会议”上的报告），他认为，“土壤生态系统的研究应以肥力为核心，研究影响肥力的环境条件、土壤与植物的关系以及物质循环与能量传递的特点”。并阐明“土壤生态系统是一个为能量流和物质流所贯穿的开放系统，是多种组成所构成的网络模式，它不是各组成的简单总和，而是各组成相互作用的产物”，“人们要想索取生物产品，就应该给土壤归还或补足从中所取走的成分”。

    从土壤生态系统研究入手，熊毅进而研究《生态系统在农业生产中的重要作用》（1981），论述了农业生态系统的涵义和特点，强调要针对具体情况，分别采取保（护）、改（造）、建（设）的对策，这是农业生态系统研究的三大任务。

    同时他建议把生态系统的研究和环境保护结合起来作为一个整体来进行。在研究某一地区的土壤生态系统时，首先要研究该地区土壤生态系统在结构、功能与演变上的地区差异，采取调控措施，建立良好的农业生态系统。他认为，“生态系统研究的目的是为了建设适于人类生存的最佳环境。根据各地生态系统的特点，必须把保护环境、改造环境，建设环境有机地结合起来，建立良好的人工生态系统，使其具有和谐的结构，高效的物质传输与能量转换，为人类提供优质、高额而稳定的生物产品和洁净、舒适的生存环境”（1982）。

    由于熊毅对我国日趋严重的生态环境问题的极端重视，他曾多次强调：“人们总是离不开环境的，但是人们经常在改变和破坏环境，破坏环境主要是破坏自然资源。因此，开发利用自然资源一定要与保护生态环境相结合”。同时他指出：“有些人不懂得生态，做了蠢事自己还不知道，自然界是错综复杂的系统，要用系统方法利用它，保护它。人们从事生产活动，不能没有生态系统的观念”。因此，他积极完成了《试论土壤生态系统》的论文（1983）。临终前夕，他正以老骥伏枥的精神，案头堆放大量的文献、资料和手稿，撰写《土壤生态学》一书，可惜的是，书尚未成，他却与世长辞了。