尽管对生态系统的生物多样性和生物地球化学循环国内外已经开展了大量研究，但生物多样性和生物地球化学循环的相互关系目前还研究很少。本研究以河北雾灵山国家级自然保护区暖温带落叶阔叶林为研究对象，通过对落叶阔叶林样地植被群落和土壤调查以及典型样地的温室气体排放测定，分析了土壤理化指标、土壤代谢水平、植物群落结构、物种多样性特征、生态系统生物量、生态系统C、N库及以土壤CO2、N2O、CH4通量的区域变化规律及其影响因素，探讨了落叶阔叶林生态系统的物种多样性、生物量以及C、N循环状态等彼此之间存在的相互关系及其与环境因子、土壤性质等的关系，得到了以下主要研究结果:　　(1)研究区土壤属于森林棕壤，绝大多数pH＜7，呈酸性。土壤硝化速率和反硝化速率在不同样地间存在差异显著。土壤含水率、TN、TC、碱解氮、土壤有机质均随海拔升高而升高;土壤容重随海拔升高而降低。　　(2)研究区域暖温带落叶阔叶林常见乔木树种约41种，山杨（Populusdavidiana）、白桦（Betula platyphylla）、硕桦(Betula costata)、蒙古栎（Quercusmongolica）为该研究区域暖温带落叶阔叶林生物群落的最优势树种。灌木层物种数、盖度及密度、草本层植物密度以及灌木层和草本层植物的Simpson物种多样性指数等均与乔木层的组成结构及物种多样性特征存在显著相关关系。各层植物的密度、盖度、物种数等指标随海拔、坡度、坡向、坡位的变化而存在差异。乔木层物种多样性与土壤含水率和土壤容重存在显著相关关系，草本层植物的组成结构及物种多样性特征与土壤含水率、土壤容重、pH、土壤TC、TN、土壤碱解氮含量等土壤理化指标存在显著相关。　　(3)研究区最大的C、N库是森林土壤，其次是乔木层植物。本研究建立了暖温带森林15种林下灌木的相对生长模型，并得出了该研究区域多数灌木的普适相对生长模型。地上生物量以乔木层占绝对优势。乔木生物量随海拔升高而增加;灌木层生物量与坡度呈正相关关系;各层生物量不同坡向间存在显著差异。各层生物量不但与群落层组成结构存在相关关系，而且与土壤容重、TC、TN、碱解氮及土壤有机质含量、土壤含水率等存在相关关系。　　(4)土壤CO2、CH4、 N2O等温室气体排放通量与土壤水分、热环境及土壤理化特性有一定相关关系，并与群落结构、生物多样性特征及生态系统生物量等存在关系。土壤CH4排放随土壤温度和水分变化存在季节性“源”和“汇”差异，土壤CH4排放通量在4月表现为“源”，其他季节均表现为“汇”，吸收的峰值出现在7月下旬;土壤CO2排放年动态过程为单峰曲线，夏季最高;土壤N2O排放通量在3月最高，其次是在湿热的夏季;CO2通量与土壤5cm温度相关性最高，N2O通量与表层土含水率相关性最高。土壤CH4、 N2O、CH4排放通量与土壤理化性质、群落组成结构、物种多样性特征及各层生物量之间存在一定程度的相关关系。