開設以前は一面に放牧草原が広がっていましたが、計画管理を経て、様々な遷移段階の植生が隣接して観察できる良い見本になっています。手前には毎年刈取りによって維持している草原、その奥に、1970年頃の刈取中止頃から天然更新によって成立したアカマツ林、同様に1945年頃からでき始めたアカマツ・落葉広葉樹混交林があり、さらにその奥に、薪炭林が伐倒された後に切株から萌芽更新した林齢80年以上の落葉広葉樹林があります。幅広い遷移段階によって、高い生物多様性が支えられています。奥に進むにつれ、どんどん遷移経過年数が増えていき、さながらタイムスリップのようです。

1934年の開設以来、生態系の骨格を作る植物、既知の多様性が最大の昆虫・節足動物、未知の多様性が最大の菌類・微生物を三本柱として、ナチュラルヒストリー・分類・発生・生態・遺伝・相互作用などの山岳生物多様性学を推進しています。敷地内で、草本・樹木約400種、地球上の昆虫全32目のうち29目、菌類全136目のうち86目が観察・採集可能で、そのノウハウが長年にわたって蓄積されています。

氷期に広く分布していた生物種が、暖かくなることで生育期を狭め、限られた生息地に遺存的に分布しているものを氷期遺存種と呼びます。日本の急峻な高山帯にはそのような生物が多く見られます。一方、菅平は稚内と同程度に冷涼で、なだらかな地形が広がっていることから、氷期遺存種の中でも平らな場所を好むカラフトイバラ、クロビイタヤ、シバタカエデ、クロミサンザシ、ツキヌキソウ、オニヒョウタンボク、ハナヒョウタンボク、キンギンボクなどの植物、ガロアムシ、トワダカワゲラなどの動物が生息しています。

所内には、刈取りという人為撹乱によって半自然草原が6ha維持されています。そこには厚さ60 cmを越す真っ黒な黒ボク土があり、年代測定によって、約5500年前の縄文時代から続く草原環境で堆積されたものと推定されています。草原は、自然撹乱や人為的な火入れ・放牧によって生成・維持され、数十万年前からの氷期以降を通じて日本の陸地の1割から数割を占めてきたと考えられます。しかし、人間による自然撹乱の抑制と人為草原の利用放棄によって近年急速に草原が衰退し、国土のわずか1％にまで減り、古くから生息してきた数多くの草原生動植物が絶滅の危機にさらされています。多様な在来植物が優占する草原を学術機関が所有し、操作実験を含む研究・教育に活用されていることは、大変稀です。