东京大学农业与生命科学研究生院的Tsutomu Hiura教授、北海道大学北部生物圈野外科学中心的Masahiro Nakamura教授及其同事进行了超过14年的大规模野外实验，以确定地上和地面之间的相互作用森林演替过程中的地下部分得到澄清。
在城市和城郊地区的森林绿地中，重型机械和人类造成的土壤板结是土壤退化的主要原因之一。为了阐明这些条件下森林发展的机制，北海道大学北部生物圈野外科学中心苫小牧研究森林自2007年以来一直在进行14年的森林演替实验，以观察操纵土壤条件的效果。
这次，我们发现土壤压实会减少地上树种的数量和树木生物量（表示为在一定空间内生长的树木基部130厘米高度处的每个空间的总横截面积）。与对照地块相比，物种数差异约为1.2至2.4倍，生物量差异约为2.3至5.3倍。
此外，地上部分树种数量与土壤微生物分解活性之间存在正交互作用，土壤压实不仅影响地上部分，还影响地下土壤健康（土壤微生物群落的多功能性）。发现减少了此外，土壤板结被发现会抑制树木的生长，尤其是那些通过鸟类传播种子的树木。
这些结果表明地上树木多样性和地下土壤健康是相互依赖的。本研究的结果为废弃土地自然更新和城市森林创建提供了重要建议。例如，在对森林开发过程中过度拥挤的树木进行间伐时，在不减少树种数量的情况下选择性砍伐种群数量较多的树种等具体方法可能会有效。本研究中的实验是在冷温带落叶阔叶林的未成熟火山土壤（浮石）上进行的，但希望将来能在其他土壤和森林类型中测试结果。
