全球性氮污染的加剧强化了利用生物多样性提高系统富营养物去除这一生态服务需求。以往研究较充分的多样性对生产力的各种效应(如生态位分化效应和取样效应)主要反映了低营养下植物吸收这个单一过程,而在高营养水平下这些效应的解释能力有限,原因是高营养水平下植物吸收的作用相对减小,多样性对营养物的消耗效应是由复合过程构成。本研究在室外人工湿地微宇宙中配置了1、2、3、4种植物和无植物对照处理,检验了系统中植物多样性对生态系统功能(包括脱氮能力、生产力和反硝化强度等)的影响。通过物质平衡和同位素两种途径研究了生态系统的脱氮及其下一层次两个子功能——植物吸收和反硝化对生物多样性的响应关系。研究发现,(1)纯硝处理下的氮去除显著高于混合硝铵处理(P<0.05),纯硝处理下的去除率比混合硝铵高11%；(2)有基质培养下的氮去除率显著高于无基质培养(P<0.05),有基质系统的去除率比无基质系统高7%；(3)随着物种丰富度的增加,植物氮吸收强度和反硝化强度均仅表现为近取样效应,但由这两个过程构成的整个系统的氮净化功能却呈现出资源互补效应,也就是说跨尺度整合过程中产生了非线性涌现效应；(4)某个物种的存在与否对系统氮过程有显著影响(P)<0.05),且三种植物具有不同的氮过程——菩提子为强吸收硝但抑制根区反硝化和硝化(Ⅰ型),菖蒲促进根区硝化但不利用铵(Ⅱ型),芦苇促进根区反硝化并利用铵(Ⅲ型)；(5)共存模型表明在仅仅供应硝为单一氮源时类型Ⅰ与Ⅲ不能共存,原因是类型Ⅲ竞争失败,而类型Ⅱ的存在使类型Ⅰ和Ⅲ也能共存,因其分泌有机氮经矿化产生铵而形成新的生态位。这些复杂关系说明系统至少要3种以上功能类型的植物才能维持两个子系统的氮功能从而有条件产生净化功能的整合效应。鉴于此,人工湿地需要受到人工调控以维持弱竞争种的存在,通过保持高多样性以强化系统净化污水的功能。