从个体到群落水平物种、性状和多度是生物多样性的基本要素。 生物学和非生物学的环境变化会影响物种的性状，最终决定物种的存在和多度。而具有特定性状的物种的多度会 同时 影响 多重 生态系统功能的变化 。 生态学家提出不同的生态学理论解释生态系统功能变化的机制，生物量比率假说强度优势种性状的作用，生态位分化假说强调性状多样性的作用， Green Soup 假说强调群落规模的作用。简言之，生态系统功能变化是群落“质”和“量”的属性共同作用的结果。尽管群落变化驱动了多重功能的变化，目前大部分研究局限于对于单一功能的研究，可能会低估生物多样性的作用。大尺度的整合分析证实了生物多样性对于生态系统多功能性的驱动作用。但是，关于生物多样性各个要素之间的不同作用，学术界尚未完全达成共识。 对于性状关系的最新研究证实了植物性状生 态学功能的背景依赖性。因此，针对特定生态系统， 建立性状与环境（功能）的机械联系是准确理解群落功能响应和效应的保障。 局域是进行生态系统恢复、调控和管理的重要尺度。 目前，只 有较少的研究综合分析和比较了群落“质”和“量”的属性的不同作用， 在局域尺度上进行生态系统多功能性的研究 也 相对较为缺乏 。
         为了强化对于群落功能响应和效应的理解，深化对于生态系统功能和服务提供机制的认识，评价不同恢复措施对生态系统功能的影响 ，增强我们对于生态系统调控和管理的能力 。本研究在黄土高原羊圈沟小流域开展了相关研究。 目前，该流域内包含森林、 灌木、半灌木、草地、农田 等 多种生态系统类型在内的异质性景观是退耕还林还草时采用不同恢复措施 后 形成的。 退耕还林还草之前，该流域内主要的土地利用类型为农业用地。不同生态系统的初始条件较为一致。 因此，这种异质性景观是检验生态学理论、评价不同恢复模式的理想场所。鉴于临近流域在早期的农业实践、退耕还林还草模式、最终的景观格局等方面的相似性，研究结果具有较强的外推性。
        我们调查和测定了不同生态系统中的物种组成、多度和性状，土壤容重、碳氮含量等环境因子，以及土壤碳氮贮量、群落盖度 和生物量、凋落物盖度和生物量、年产沙量和产 流量等生态系统功能。利用网络分析研究了高度、叶片和根系等 16 个性状的维度性，确定了代表植物功能变化的关键性状。利用 Fouth corner分析建立了性状、多度和生态系统属性的机械联系，比较了不同多度的连接作用。利用广义线性混合效应模型比较了群落规模和生物多样性的不同组分对于土壤碳贮量的影响，并利用不同方法计算多性状功能多样性指数，尝试增强多性状指数对于生态系统功能的解释能力。比较了不同生态系统的多功能性，分析了物种丰富度与生态系统多功能性的关系。同时，评价了不同恢复措施对于生态系统功能的影响。 主要结果如下：
         （1 ）网络分析确定了具有 6 个维度的非随机性状网络，各个维度上的关键性状为叶片抗穿刺强度、高度、根系抗拉强度、根系质量分数、比叶面积和叶片氮含量。 某些维度之间并不是完全独立的，反映了它们之间存在共同的生态和进化压力。 与非限制性排序相比，网络分析可以更真实、有效地展示性状之间的关系。
         （2) Fourth corner 分析表明，与性状相比，多度在理解本研究的生态系统属性方面具有更重要的作用。与生物量相比，盖度在理解本研究的生态系统属性方面具有更重要的作用。高度与土壤容重、土壤碳氮比负相关，与土壤总氮含量、群落盖 度、群落 地上 生物量和凋落物生物量正相关。根系深度和侧向分布与土壤容重、土壤碳氮比负相关，与土壤有机质和总氮含量、群落盖度、群落 地上 生物量和凋落物生物量正相关。叶片面积与土壤碳氮比和凋落物盖度负相关。
        （3) 群落规模和性状多样性（或群落功能参数）共同影响了土壤碳贮量的变化，群落规模具有更重要的作用。同时，性状多样性的表现优于物种多样性的表现；单性状指数的表现类似于和优于多性状指数、多指数集合预报的表现。 多性状指数的表现具有较大的改进空间。 包含比叶面积计算的功能多样性指数和群落规模在内的模型获得了最佳的预报能力 。
         （4) 研究区域内，某些特定物种（刺槐 Robinia pseudoacacia 和杨树 Populus simonii ）和物种丰富度对于多功能性均具有较大的影响。排除树木样方后，随物种丰富度的增加，其他生态系统的多功能性呈显著的增加趋势。
         （5 ）退耕还林还草后，除土壤氮贮量外，林灌草等生态系统的其他功能与玉米 Zea mays 农田生态系统相比均有所提高。物种丰富度较低、生物量较高的刺槐 林 和杨树林 的 多功能性较高。
        本研究的结果进一步证实了植物性状生态学功能的背景依赖性。生物量比率、生态位分化和 Green So up 假说并不是相互排斥的，可以同时解释生态系统功能的变化。生态系统功能的提供是群落“质”和“量”的属性共同作用的结果。在考虑生态系统承载力和社会经济条件的基础上，维持 和提高 黄土高原多重 生态系统功能和服务的 供给能力 ，需要同时考虑群落的生产力和生物多样性 ，特别是性状多样性 。