Published November 16, 2018 | Version v1
Publication Open

Traditional plant functional groups explain variation in economic but not size‐related traits across the tundra biome

Creators

  • 1. University of Edinburgh
  • 2. Aarhus University
  • 3. Senckenberg Biodiversity and Climate Research Centre
  • 4. Senckenberg Society for Nature Research
  • 5. Institute of Arctic and Alpine Research
  • 6. University of Colorado Boulder
  • 7. Lund University
  • 8. Vrije Universiteit Amsterdam
  • 9. University of Lapland
  • 10. Grand Valley State University
  • 11. University of Zurich
  • 12. Universität Greifswald
  • 13. Environmental Earth Sciences
  • 14. UNSW Sydney
  • 15. Max Planck Institute for Biogeochemistry
  • 16. German Centre for Integrative Biodiversity Research
  • 17. Northern Arizona University
  • 18. Bigelow Laboratory for Ocean Sciences
  • 19. Qatar University
  • 20. Institut de Biologia Evolutiva
  • 21. Universitat de Barcelona
  • 22. University of Gothenburg
  • 23. Göteborgs Stads
  • 24. Adam Mickiewicz University in Poznań
  • 25. University of Alaska Anchorage
  • 26. Wageningen University & Research
  • 27. University of Parma
  • 28. Alaska Department of Fish and Game
  • 29. Memorial University of Newfoundland
  • 30. UiT The Arctic University of Norway
  • 31. Helmholtz Centre for Environmental Research
  • 32. University of Oulu
  • 33. University of British Columbia
  • 34. Centre for Research on Ecology and Forestry Applications
  • 35. Queen's University
  • 36. Swedish University of Agricultural Sciences
  • 37. University of Vienna
  • 38. Oak Ridge National Laboratory
  • 39. University of Bergen
  • 40. University of Saskatchewan
  • 41. University of Helsinki
  • 42. Vrije Universiteit Brussel
  • 43. Université du Québec à Trois-Rivières
  • 44. Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology
  • 45. University of Copenhagen
  • 46. Research Institute for Nature and Forest
  • 47. Florida International University
  • 48. Umeå University
  • 49. Lomonosov Moscow State University
  • 50. Leiden University
  • 51. University of California, Riverside
  • 52. Norwegian University of Science and Technology
  • 53. University of Alaska Fairbanks
  • 54. Utrecht University
  • 55. University of Waterloo
  • 56. Australian National University
  • 57. Deakin University
  • 58. University of Bonn
  • 59. Universität Innsbruck
  • 60. University of Oxford
  • 61. Rocky Mountain Biological Laboratory
  • 62. Università di Camerino
  • 63. University of Insubria
  • 64. University of Würzburg
  • 65. University of Manchester
  • 66. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal
  • 67. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 68. Universidad Nacional de Córdoba
  • 69. Harvard University
  • 70. Stanford University
  • 71. Estonian University of Life Sciences
  • 72. Minnesota Department of Natural Resources
  • 73. University of Minnesota
  • 74. Western Sydney University
  • 75. Algoma University
  • 76. Komarov Botanical Institute of the Russian Academy of Sciences

Description

Plant functional groups are widely used in community ecology and earth system modelling to describe trait variation within and across plant communities. However, this approach rests on the assumption that functional groups explain a large proportion of trait variation among species. We test whether four commonly used plant functional groups represent variation in six ecologically important plant traits.Tundra biome.Data collected between 1964 and 2016.295 tundra vascular plant species.We compiled a database of six plant traits (plant height, leaf area, specific leaf area, leaf dry matter content, leaf nitrogen, seed mass) for tundra species. We examined the variation in species-level trait expression explained by four traditional functional groups (evergreen shrubs, deciduous shrubs, graminoids, forbs), and whether variation explained was dependent upon the traits included in analysis. We further compared the explanatory power and species composition of functional groups to alternative classifications generated using post hoc clustering of species-level traits.Traditional functional groups explained significant differences in trait expression, particularly amongst traits associated with resource economics, which were consistent across sites and at the biome scale. However, functional groups explained 19% of overall trait variation and poorly represented differences in traits associated with plant size. Post hoc classification of species did not correspond well with traditional functional groups, and explained twice as much variation in species-level trait expression.Traditional functional groups only coarsely represent variation in well-measured traits within tundra plant communities, and better explain resource economic traits than size-related traits. We recommend caution when using functional group approaches to predict tundra vegetation change, or ecosystem functions relating to plant size, such as albedo or carbon storage. We argue that alternative classifications or direct use of specific plant traits could provide new insights for ecological prediction and modelling.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تُستخدم المجموعات الوظيفية النباتية على نطاق واسع في البيئة المجتمعية ونمذجة نظام الأرض لوصف تباين السمات داخل المجتمعات النباتية وعبرها. ومع ذلك، يعتمد هذا النهج على افتراض أن المجموعات الوظيفية تفسر نسبة كبيرة من تباين السمات بين الأنواع. نقوم باختبار ما إذا كانت أربع مجموعات وظيفية نباتية شائعة الاستخدام تمثل تباينًا في ست سمات نباتية مهمة بيئيًا. منطقة التندرا الحيوية. تم جمع البيانات بين عامي 1964 و 2016. 295 نوعًا من النباتات الوعائية التندرا. قمنا بتجميع قاعدة بيانات لست سمات نباتية (ارتفاع النبات، منطقة الأوراق، منطقة أوراق محددة، محتوى المادة الجافة للأوراق، نيتروجين الأوراق، كتلة البذور) لأنواع التندرا. لقد درسنا التباين في التعبير عن السمات على مستوى الأنواع الذي تفسره أربع مجموعات وظيفية تقليدية (الشجيرات دائمة الخضرة، والشجيرات النفضية، وأشباه الجرامين، والأعشاب)، وما إذا كان التباين الموضح يعتمد على السمات المدرجة في التحليل. كما قارنا القوة التفسيرية وتكوين الأنواع للمجموعات الوظيفية بالتصنيفات البديلة التي تم إنشاؤها باستخدام التجميع اللاحق للسمات على مستوى الأنواع. أوضحت المجموعات الوظيفية التقليدية اختلافات كبيرة في التعبير عن السمات، لا سيما بين السمات المرتبطة باقتصاديات الموارد، والتي كانت متسقة عبر المواقع وعلى نطاق المجال الحيوي. ومع ذلك، أوضحت المجموعات الوظيفية 19 ٪ من التباين العام في السمات والاختلافات غير الممثلة بشكل جيد في السمات المرتبطة بحجم النبات. لم يتوافق التصنيف اللاحق للأنواع بشكل جيد مع المجموعات الوظيفية التقليدية، وأوضح ضعف التباين في التعبير عن السمات على مستوى الأنواع. تمثل المجموعات الوظيفية التقليدية بشكل خشن فقط التباين في السمات المقاسة جيدًا داخل مجتمعات نبات التندرا، وتفسر السمات الاقتصادية للموارد بشكل أفضل من السمات المتعلقة بالحجم. نوصي بالحذر عند استخدام مناهج المجموعات الوظيفية للتنبؤ بتغير الغطاء النباتي للتندرا، أو وظائف النظام البيئي المتعلقة بحجم النبات، مثل البياض أو تخزين الكربون. ونجادل بأن التصنيفات البديلة أو الاستخدام المباشر لسمات نباتية محددة يمكن أن توفر رؤى جديدة للتنبؤ البيئي والنمذجة.

Translated Description (French)

Les groupes fonctionnels végétaux sont largement utilisés dans l'écologie communautaire et la modélisation du système terrestre pour décrire la variation des caractères au sein et entre les communautés végétales. Cependant, cette approche repose sur l'hypothèse que les groupes fonctionnels expliquent une grande proportion de la variation des caractères entre les espèces. Nous testons si quatre groupes fonctionnels de plantes couramment utilisés représentent la variation de six caractères végétaux importants sur le plan écologique. Biome de la toundra. Données recueillies entre 1964 et 2016.295 espèces de plantes vasculaires de la toundra. Nous avons compilé une base de données de six caractères végétaux (hauteur de la plante, surface foliaire, surface foliaire spécifique, teneur en matière sèche des feuilles, azote foliaire, masse des graines) pour les espèces de la toundra. Nous avons examiné la variation de l'expression des caractères au niveau de l'espèce expliquée par quatre groupes fonctionnels traditionnels (arbustes à feuilles persistantes, arbustes à feuilles caduques, graminoïdes, plantes herbacées) et si la variation expliquée dépendait des caractères inclus dans l'analyse. Nous avons en outre comparé le pouvoir explicatif et la composition en espèces des groupes fonctionnels à d'autres classifications générées en utilisant le regroupement post hoc des traits au niveau des espèces. Les groupes fonctionnels traditionnels ont expliqué des différences significatives dans l'expression des traits, en particulier parmi les traits associés à l'économie des ressources, qui étaient cohérents entre les sites et à l'échelle du biome. Cependant, les groupes fonctionnels expliquaient 19 % de la variation globale des caractères et représentaient mal les différences de caractères associées à la taille des plantes. La classification post hoc des espèces ne correspondait pas bien aux groupes fonctionnels traditionnels et expliquait deux fois plus la variation de l'expression des traits au niveau des espèces. Les groupes fonctionnels traditionnels ne représentent que grossièrement la variation des traits bien mesurés au sein des communautés végétales de la toundra et expliquent mieux les traits économiques des ressources que les traits liés à la taille. Nous recommandons la prudence lors de l'utilisation d'approches par groupes fonctionnels pour prédire les changements de la végétation de la toundra ou les fonctions de l'écosystème liées à la taille des plantes, telles que l'albédo ou le stockage du carbone. Nous soutenons que des classifications alternatives ou l'utilisation directe de caractères végétaux spécifiques pourraient fournir de nouvelles informations pour la prédiction et la modélisation écologiques.

Translated Description (Spanish)

Los grupos funcionales de plantas se utilizan ampliamente en la ecología comunitaria y el modelado del sistema terrestre para describir la variación de rasgos dentro y entre las comunidades de plantas. Sin embargo, este enfoque se basa en el supuesto de que los grupos funcionales explican una gran proporción de la variación de rasgos entre especies. Probamos si cuatro grupos funcionales de plantas de uso común representan una variación en seis rasgos de plantas ecológicamente importantes. Bioma de tundra. Datos recopilados entre 1964 y 2016.295 especies de plantas vasculares de tundra. Compilamos una base de datos de seis rasgos de plantas (altura de la planta, área de la hoja, área específica de la hoja, contenido de materia seca de la hoja, nitrógeno de la hoja, masa de semillas) para las especies de tundra. Examinamos la variación en la expresión de rasgos a nivel de especie explicada por cuatro grupos funcionales tradicionales (arbustos de hoja perenne, arbustos de hoja caduca, graminoides, hierbas) y si la variación explicada dependía de los rasgos incluidos en el análisis. Además, comparamos el poder explicativo y la composición de especies de los grupos funcionales con clasificaciones alternativas generadas mediante el agrupamiento post hoc de rasgos a nivel de especie. Los grupos funcionales tradicionales explicaron diferencias significativas en la expresión de rasgos, particularmente entre los rasgos asociados con la economía de los recursos, que fueron consistentes en todos los sitios y en la escala del bioma. Sin embargo, los grupos funcionales explicaron el 19% de la variación general de los rasgos y representaron mal las diferencias en los rasgos asociados con el tamaño de la planta. La clasificación post hoc de las especies no se correspondía bien con los grupos funcionales tradicionales y explicaba el doble de la variación en la expresión de los rasgos a nivel de especie. Los grupos funcionales tradicionales solo representan de manera aproximada la variación en los rasgos bien medidos dentro de las comunidades de plantas de tundra y explican mejor los rasgos económicos de los recursos que los rasgos relacionados con el tamaño. Recomendamos precaución al utilizar enfoques de grupos funcionales para predecir el cambio de la vegetación de la tundra o las funciones del ecosistema relacionadas con el tamaño de la planta, como el albedo o el almacenamiento de carbono. Argumentamos que las clasificaciones alternativas o el uso directo de rasgos específicos de las plantas podrían proporcionar nuevos conocimientos para la predicción y el modelado ecológicos.

Files

geb.12783.pdf

Files (15.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:0aef0fe478e2dd90d0094073cf6c5102
15.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تشرح المجموعات الوظيفية التقليدية للنباتات التباين في السمات الاقتصادية ولكن ليس ذاتالصلة بالحجم عبر منطقة التندرا الحيوية
Translated title (French)
Les groupes fonctionnels végétaux traditionnels expliquent la variation des traits économiques mais non liésà la taille dans le biome de la toundra
Translated title (Spanish)
Los grupos funcionales tradicionales de plantas explican la variación en los rasgos económicos pero no relacionadoscon el tamaño en todo el bioma de la tundra

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2901387751
DOI
10.1111/geb.12783

Is supplement to
https://openalex.org/W86860602 (Other)
https://openalex.org/W632833148 (Other)
https://openalex.org/W4295885194 (Other)
https://openalex.org/W3199549335 (Other)
https://openalex.org/W2978854084 (Other)
https://openalex.org/W2925142371 (Other)
https://openalex.org/W2891299326 (Other)
https://openalex.org/W1968151038 (Other)
https://openalex.org/W1602401796 (Other)
https://openalex.org/W1525561036 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1499267374
  • https://openalex.org/W1902456181
  • https://openalex.org/W1957831420
  • https://openalex.org/W1959243054
  • https://openalex.org/W1970746310
  • https://openalex.org/W1971505981
  • https://openalex.org/W1981361414
  • https://openalex.org/W1993638657
  • https://openalex.org/W1995713342
  • https://openalex.org/W2010216127
  • https://openalex.org/W2011941319
  • https://openalex.org/W2014078920
  • https://openalex.org/W2014644583
  • https://openalex.org/W2017252970
  • https://openalex.org/W2019893637
  • https://openalex.org/W2020464995
  • https://openalex.org/W2026106723
  • https://openalex.org/W2032081489
  • https://openalex.org/W2050549994
  • https://openalex.org/W2054873983
  • https://openalex.org/W2060765209
  • https://openalex.org/W2066451700
  • https://openalex.org/W2075068489
  • https://openalex.org/W2077028782
  • https://openalex.org/W2096710375
  • https://openalex.org/W2099242680
  • https://openalex.org/W2100636547
  • https://openalex.org/W2101020813
  • https://openalex.org/W2103114368
  • https://openalex.org/W2103297144
  • https://openalex.org/W2107625277
  • https://openalex.org/W2109859491
  • https://openalex.org/W2109964258
  • https://openalex.org/W2116255380
  • https://openalex.org/W2117325793
  • https://openalex.org/W2117600559
  • https://openalex.org/W2117704267
  • https://openalex.org/W2120318287
  • https://openalex.org/W2120773077
  • https://openalex.org/W2124019912
  • https://openalex.org/W2126190379
  • https://openalex.org/W2127928904
  • https://openalex.org/W2128149255
  • https://openalex.org/W2132771812
  • https://openalex.org/W2134075812
  • https://openalex.org/W2134591556
  • https://openalex.org/W2140796040
  • https://openalex.org/W2140994365
  • https://openalex.org/W2141215512
  • https://openalex.org/W2143437769
  • https://openalex.org/W2144042033
  • https://openalex.org/W2144903059
  • https://openalex.org/W2146323422
  • https://openalex.org/W2152527739
  • https://openalex.org/W2152669498
  • https://openalex.org/W2152971289
  • https://openalex.org/W2153478495
  • https://openalex.org/W2157888283
  • https://openalex.org/W2158155342
  • https://openalex.org/W2159549065
  • https://openalex.org/W2161783224
  • https://openalex.org/W2162049685
  • https://openalex.org/W2162387407
  • https://openalex.org/W2162584119
  • https://openalex.org/W2167109558
  • https://openalex.org/W2168173042
  • https://openalex.org/W2168453520
  • https://openalex.org/W2168712734
  • https://openalex.org/W2168726053
  • https://openalex.org/W2169915882
  • https://openalex.org/W2170041466
  • https://openalex.org/W2171090282
  • https://openalex.org/W2172167884
  • https://openalex.org/W2179660318
  • https://openalex.org/W2218052335
  • https://openalex.org/W2294974901
  • https://openalex.org/W2333451688
  • https://openalex.org/W2345760618
  • https://openalex.org/W2464387551
  • https://openalex.org/W2571224139
  • https://openalex.org/W2582743722
  • https://openalex.org/W2586452624
  • https://openalex.org/W2592423967
  • https://openalex.org/W2595786110
  • https://openalex.org/W2752418105
  • https://openalex.org/W2789490739
  • https://openalex.org/W2800584395
  • https://openalex.org/W2892655517
  • https://openalex.org/W2898229024
  • https://openalex.org/W2901387751
  • https://openalex.org/W3008901338