Global patterns and environmental drivers of forest functional composition

Elise Bouchard; Eric B Searle; Pierre Drapeau; Jingjing Liang; Javier G P Gamarra; Meinrad Abegg; Giorgio Alberti; Angelica Almeyda Zambrano; Esteban Alvarez‐davila; Luciana F Alves; Valerio Avitabile; Gerardo Aymard; Jean‐françois Bastin; Philippe Birnbaum; Frans Bongers; Olivier Bouriaud; Pedro Brancalion; Eben Broadbent; Filippo Bussotti; Roberto Cazzolla Gatti; Goran Češljar; Chelsea Chisholm; Emil Cienciala; Connie J Clark; José Javier Corral‐rivas; Thomas W Crowther; Selvadurai Dayanandan; Mathieu Decuyper; André L de Gasper; Sergio De‐miguel; Géraldine Derroire; Ben Devries; Ilija Djordjević; Tran van Do; Jiri Dolezal; Tom M Fayle; Jonas Fridman; Lorenzo Frizzera; Damiano Gianelle; Andreas Hemp; Bruno Hérault; Martin Herold; Nobuo Imai; Andrzej M Jagodziński; Bogdan Jaroszewicz; Tommaso Jucker; Sebastian Kepfer‐rojas; Gunnar Keppel; Mohammed Latif Khan; Hyun Seok Kim; Henn Korjus; Florian Kraxner; Diana Laarmann; Simon Lewis; Huicui Lu; Brian S Maitner; Eric Marcon; Andrew R Marshall; Sharif A Mukul; Gert‐jan Nabuurs; María Guadalupe Nava‐miranda; Elena I Parfenova; Minjee Park; Pablo L Peri; Sebastian Pfautsch; Oliver L Phillips; Maria Teresa F Piedade; Daniel Piotto; John R Poulsen; Axel Dalberg Poulsen; Hans Pretzsch; Peter B Reich; Mirco Rodeghiero; Samir Rolim; Francesco Rovero; Purabi Saikia; Christian Salas‐eljatib; Peter Schall; Dmitry Schepaschenko; Jochen Schöngart; Vladimír Šebeň; Plinio Sist; Ferry Slik; Alexandre F Souza; Krzysztof Stereńczak; Miroslav Svoboda; Nadezhda M Tchebakova; Hans ter Steege; Elena V Tikhonova; Vladimir A Usoltsev; Fernando Valladares; Helder Viana; Alexander C Vibrans; Hua‐feng Wang; Bertil Westerlund; Susan K Wiser; Florian Wittmann; Verginia Wortel; Tomasz Zawiła‐niedźwiecki; Mo Zhou; Zhi‐xin Zhu; Irié C Zo‐bi; Alain Paquette

doi:10.1111/geb.13790

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Global patterns and environmental drivers of forest functional composition

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Peer reviewed

Global patterns and environmental drivers of forest functional composition

Elise Bouchard, Eric B Searle, Pierre Drapeau, Jingjing Liang, Javier G P Gamarra, Meinrad Abegg, Giorgio Alberti, Angelica Almeyda Zambrano, Esteban Alvarez‐davila, Luciana F Alves, …

Global Ecology and Biogeography, Vol.33(2), pp.303 - 324

26/04/2024

DOI: https://doi.org/10.1111/geb.13790

Abstract

Climate

Environmental gradients

Functional traits

Seed mass

Species abundance

Specific leaf area

Trees

Wood density

Aim: To determine the relationships between the functional trait composition of forest communities and environmental gradients across scales and biomes and the role of species relative abundances in these relationships. Location: Global. Time: period Recent. Major taxa studied Trees. Methods: We integrated species abundance records from worldwide forest inventories and associated functional traits (wood density, specific leaf area and seed mass) to obtain a data set of 99,953 to 149,285 plots (depending on the trait) spanning all forested continents. We computed community-weighted and unweighted means of trait values for each plot and related them to three broad environmental gradients and their interactions (energy availability, precipitation and soil properties) at two scales (global and biomes). Results: Our models explained up to 60% of the variance in trait distribution. At global scale, the energy gradient had the strongest influence on traits. However, within-biome models revealed different relationships among biomes. Notably, the functional composition of tropical forests was more influenced by precipitation and soil properties than energy availability, whereas temperate forests showed the opposite pattern. Depending on the trait studied, response to gradients was more variable and proportionally weaker in boreal forests. Community unweighted means were better predicted than weighted means for almost all models. Main conclusions: Worldwide, trees require a large amount of energy (following latitude) to produce dense wood and seeds, while leaves with large surface to weight ratios are concentrated in temperate forests. However, patterns of functional composition within-biome differ from global patterns due to biome specificities such as the presence of conifers or unique combinations of climatic and soil properties. We recommend assessing the sensitivity of tree functional traits to environmental changes in their geographic context. Furthermore, at a given site, the distribution of tree functional traits appears to be driven more by species presence than species abundance.

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Details

Title: Global patterns and environmental drivers of forest functional composition
Creators - without role: Elise Bouchard - Université du Québec à Montréal
Eric B Searle - Université du Québec à Montréal
Pierre Drapeau - Université du Québec à Montréal
Jingjing Liang - Purdue University West Lafayette
Javier G P Gamarra - Food and Agriculture Organization of the United Nations
Meinrad Abegg - Université du Québec à Montréal
Giorgio Alberti - Université du Québec à Montréal
Angelica Almeyda Zambrano - Université du Québec à Montréal
Esteban Alvarez‐davila - Natural Sciences and Engineering Research Council
Luciana F Alves - Université du Québec à Montréal
Valerio Avitabile - Université du Québec à Montréal
Gerardo Aymard
Jean‐françois Bastin - Université du Québec à Montréal
Philippe Birnbaum - Université de Montpellier, BotAnique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des végétations - AMAP
Frans Bongers - Université du Québec à Montréal
Olivier Bouriaud - Université du Québec à Montréal
Pedro Brancalion
Eben Broadbent - Université du Québec à Montréal
Filippo Bussotti - Université du Québec à Montréal
Roberto Cazzolla Gatti - Université du Québec à Montréal
Goran Češljar - Université du Québec à Montréal
Chelsea Chisholm - Université du Québec à Montréal
Emil Cienciala - Université du Québec à Montréal
Connie J Clark - Université du Québec à Montréal
José Javier Corral‐rivas - Université du Québec à Montréal
Thomas W Crowther - Université du Québec à Montréal
Selvadurai Dayanandan - Université du Québec à Montréal
Mathieu Decuyper - Université du Québec à Montréal
André L de Gasper - Université du Québec à Montréal
Sergio De‐miguel - Université du Québec à Montréal
Géraldine Derroire - Natural Sciences and Engineering Research Council
Ben Devries - Natural Sciences and Engineering Research Council
Ilija Djordjević - Université du Québec à Montréal
Tran van Do - Université du Québec à Montréal
Jiri Dolezal - Natural Sciences and Engineering Research Council
Tom M Fayle - Université du Québec à Montréal
Jonas Fridman - Natural Sciences and Engineering Research Council
Lorenzo Frizzera - Université du Québec à Montréal
Damiano Gianelle - Université du Québec à Montréal
Andreas Hemp - Natural Sciences and Engineering Research Council
Bruno Hérault - Université du Québec à Montréal
Martin Herold - Université du Québec à Montréal
Nobuo Imai - Université du Québec à Montréal
Andrzej M Jagodziński - Université du Québec à Montréal
Bogdan Jaroszewicz - Université du Québec à Montréal
Tommaso Jucker - Université du Québec à Montréal
Sebastian Kepfer‐rojas - Université du Québec à Montréal
Gunnar Keppel - Université de Montpellier, BotAnique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des végétations - AMAP
Mohammed Latif Khan - Université du Québec à Montréal
Hyun Seok Kim - Université du Québec à Montréal
Henn Korjus - Université du Québec à Montréal
Florian Kraxner - Natural Sciences and Engineering Research Council
Diana Laarmann - Université du Québec à Montréal
Simon Lewis - Université du Québec à Montréal
Huicui Lu - Université du Québec à Montréal
Brian S Maitner - Université du Québec à Montréal
Eric Marcon - Université de Montpellier, BotAnique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des végétations - AMAP
Andrew R Marshall - Université du Québec à Montréal
Sharif A Mukul - Natural Sciences and Engineering Research Council
Gert‐jan Nabuurs - Natural Sciences and Engineering Research Council
María Guadalupe Nava‐miranda - Université du Québec à Montréal
Elena I Parfenova - Natural Sciences and Engineering Research Council
Minjee Park - Université du Québec à Montréal
Pablo L Peri - Natural Sciences and Engineering Research Council
Sebastian Pfautsch - Université du Québec à Montréal
Oliver L Phillips - Université du Québec à Montréal
Maria Teresa F Piedade - Natural Sciences and Engineering Research Council
Daniel Piotto - Natural Sciences and Engineering Research Council
John R Poulsen - Natural Sciences and Engineering Research Council
Axel Dalberg Poulsen - Université du Québec à Montréal
Hans Pretzsch - Université du Québec à Montréal
Peter B Reich - Université du Québec à Montréal
Mirco Rodeghiero - Université du Québec à Montréal
Samir Rolim - Université du Québec à Montréal
Francesco Rovero - Université du Québec à Montréal
Purabi Saikia - Université du Québec à Montréal
Christian Salas‐eljatib
Peter Schall - Université du Québec à Montréal
Dmitry Schepaschenko - Université du Québec à Montréal
Jochen Schöngart - Natural Sciences and Engineering Research Council
Vladimír Šebeň - Université du Québec à Montréal
Plinio Sist - Université du Québec à Montréal
Ferry Slik - Université du Québec à Montréal
Alexandre F Souza - Université du Québec à Montréal
Krzysztof Stereńczak - Université du Québec à Montréal
Miroslav Svoboda - Université du Québec à Montréal
Nadezhda M Tchebakova - Université du Québec à Montréal
Hans ter Steege - Université du Québec à Montréal
Elena V Tikhonova
Vladimir A Usoltsev
Fernando Valladares - Natural Sciences and Engineering Research Council
Helder Viana - Université du Québec à Montréal
Alexander C Vibrans - Université du Québec à Montréal
Hua‐feng Wang
Bertil Westerlund - Université du Québec à Montréal
Susan K Wiser - Université du Québec à Montréal
Florian Wittmann - Université du Québec à Montréal
Verginia Wortel - Université du Québec à Montréal
Tomasz Zawiła‐niedźwiecki - Université du Québec à Montréal
Mo Zhou - Université du Québec à Montréal
Zhi‐xin Zhu - Université du Québec à Montréal
Irié C Zo‐bi - Université du Québec à Montréal
Alain Paquette - Université du Québec à Montréal
Publication Details: Global Ecology and Biogeography, Vol.33(2), pp.303 - 324
Grant note: Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Identifiers: 9946626109311
Academic Unit: BotAnique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des végétations - AMAP
Language: English
Resource Type: Journal article
Local Fields: hal-04593987