東京大學農業與生命科學研究生院的Tsutomu Hiura教授、北海道大學北部生物圈野外科學中心的Masahiro Nakamura教授及其同事進行了超過14年的大規模野外實驗，以確定地上和地面之間的相互作用森林演替過程中的地下部分得到澄清。
在城市和郊區的森林綠地中，重型機械和人類造成的土壤板結是土壤退化的主要原因之一。為了闡明這些條件下森林發展的機制，北海道大學北部生物圈野外科學中心苫小牧研究林自2007年以來一直在進行14年的森林演替實驗，以觀察操縱土壤條件的效果。
這次，我們發現土壤壓實會減少地上樹種的數量和樹木生物量（表示為在一定空間內生長的樹木基部130厘米高度處的每個空間的總橫截面積）。與對照地塊相比，物種數差異約為1.2至2.4倍，生物量差異約為2.3至5.3倍。
此外，地上部樹種數量與土壤微生物分解活性之間存在正交互作用，土壤壓實不僅影響地上部，也影響地下土壤健康（土壤微生物群落的多功能性）。此外，土壤板結被發現會抑制樹木的生長，尤其是那些透過鳥類傳播種子的樹木。
這些結果顯示地上樹木多樣性和地下土壤健康是相互依賴的。本研究的結果為廢棄土地自然更新和城市森林創建提供了重要建議。例如，在對森林開發過程中過度擁擠的樹木進行間伐時，在不減少樹種數量的情況下選擇性砍伐種群數量較多的樹種等具體方法可能會有效。本研究中的實驗是在冷溫帶落葉闊葉林的未成熟火山土壤（浮石）上進行的，但希望將來能在其他土壤和森林類型中測試結果。
