全球變化和人類活動引起的生物多樣性喪失將會對生態系統功能產生諸多不利影響, 如生產力下降、養分循環失衡等。因此，始于20世紀90年代的生物多樣性與生態系統功能研究一直是生態學界關注的熱點。早期的大量研究多關注地上植物屬性（如物種數量、物種質量、物種間親緣關系）及其與環境因子相互作用等如何影響生態系統單一功能（如生產力）。然而，只考慮了生物多樣性對單一生態過程的影響，忽視了生態系統同時提供多項功能和服務的事實，往往會低估生物多樣性對生態系統功能的作用。不僅是地上植物多樣性，地球上很大一部分生物隱藏在地下, 土壤生物類群幾乎參與了所有的生物地球化學過程并在其中扮演了關鍵的角色。目前，地上-地下生物多樣性如何共同影響森林生態系統多重功能的機制尚不清楚。
鑒于此，中科院森林生態與管理重點實驗室創新團隊成員原作強、王緒高、張曉珂和李慧等以長白山闊葉紅松林為研究對象，依托25 ha長期固定監測樣地， 測定了森林生產力、植物/土壤碳庫、土壤/凋落物持水能力、種子/凋落物產量等8種生態系統功能，綜合運用均值法、多閾值法（50%，75%和95%）和單功能法度量了生態系統的多功能性，分析了植物多樣性、林分結構、樹種性狀組成和土壤微生物（細菌、真菌和線蟲）對生態系系統功能的直接和交互影響。結果發現：盡管8種單一功能受到不同因子的驅動，森林多重功能與木本植物譜系多樣性和林分結構呈正相關關系，與資源獲取型性狀相關的樹種組成（如比葉面積）呈負相關。譜系多樣性通過提高林分結構復雜性而間接影響生態系統功能。土壤微生物對多功能的均值沒有直接影響，但其是維持高水平多功能性的關鍵驅動者。局域非生物因子則主要通過調控植物結構和組成來間接影響生態系統功能，例如復雜地形會降低林分結構多樣性，而土壤肥力會增加物種多樣性并降低資源獲取型樹種的優勢度。該研究突破以往專注于生物多樣性單個營養級（如植物或微生物）對單個生態系統功能的研究，揭示了林分結構和土壤微生物多樣性在維持溫帶天然林功能中的重要性。
研究結果以“Above‐ and below‐ground biodiversity jointly regulate temperate forest multifunctionality along a local‐scale environmental gradient”為題發表于Journal of Ecology雜志。原作強博士為第一作者，王緒高研究員為通訊作者。該研究得到了中國科學院先導專項、國家自然科學基金和青促會的支持。
植物屬性和土壤微生物多樣性對生態系統多功能均值（FMA）和不同閾值水平（50%，75%和95%）的影響
