《Scientific Data》：Critical classification parameters linking species to Plant Functional Type in African ecosystems
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本研究针对非洲生态系统在陆地表面模型（LSMs）中表征精度不足的问题，通过系统整合TRY植物性状数据库的2,082个物种数据，首次构建了与JULES LSM相匹配的植物功能型（PFTs）分类体系。研究人员通过多源数据确定了生长型、叶片类型、物候等关键参数，使可映射PFT的物种数量提升6倍（265→1603），27个性状可用观测值增加5倍。该查找表为非洲生态系统模拟提供了高精度参数化方案，显著增强LSMs对区域生态过程的模拟能力。
非洲大陆作为全球生物多样性的热点区域，其生态系统动态对全球碳循环和气候变化响应具有重要指示意义。然而，由于植物性状数据匮乏，主流陆地表面模型（Land Surface Models, LSMs）对非洲生态系统的模拟长期存在较大偏差。以朱尔斯（JULES）模型为代表的植物功能型（Plant Functional Types, PFTs）分类体系，在应用于非洲植被时面临物种-PFT映射覆盖率低的瓶颈——TRY数据库中原先仅265个非洲物种能匹配至PFT分类，严重制约了模型参数化精度。
为突破这一困境，研究团队开展了非洲植物物种-PFT系统映射研究。通过整合TRY植物性状数据库中2,082个非洲物种的观测记录，结合多源数据确定了生长型（growth form）、叶片类型（leaf type）、物候（phenology）、光合途径（photosynthetic pathway）和气候区等关键分类参数，构建了与JULES LSM完全兼容的PFT分类框架。该工作成功将可映射PFT的物种数量提升至1,603种，覆盖137科，实现了6倍的增长；同时使27个关键性状的可用观测值增加5倍，为模型参数优化提供了前所未有的数据支撑。
关键技术方法包括：从TRY数据库系统提取非洲植物性状观测数据；采用多源数据融合技术确定物种级分类参数；建立与JULES LSM相匹配的PFT映射规则；通过统计验证映射结果的覆盖度提升效果。
研究结果
物种-PFT映射覆盖度突破
通过重新校准分类参数，研究将可映射至JULES PFT的非洲物种从265种扩展至1,603种，显著提升了模型对本地物种的表征能力。特别是对木本植物和草本植物的生长型细分，解决了原有框架对非洲特有生活型表征不足的问题。
性状观测数据量级提升
在叶片氮含量、比叶面积等27个关键性状维度，可用观测记录实现5倍增长。例如C4光合途径物种的性状数据完备性提升，直接支持了稀树草原生态系统的光合-蒸腾耦合模拟精度改进。
跨科级分类体系优化
映射结果涵盖137个科级分类单元，首次实现菊科、禾本科等非洲优势植物类群的系统化PFT归类。其中对豆科植物固氮特性的PFT参数化，为土壤-植被氮循环耦合模拟提供新路径。
讨论与结论
本研究构建的物种-PFT查找表，解决了非洲生态系统模拟中“有模型无参数”的痛点。通过将碎片化的性状观测数据系统整合至JULES LSM框架，既保持了模型结构的稳定性，又显著提升了区域适用性。特别值得关注的是，该映射体系为C3/C4植物竞争模拟、物候动态预测等关键生态过程提供了物种级参数支撑。
这项发表于《Scientific Data》的工作，其重要意义在于建立了从植物性状到模型参数的可追溯链条。未来可通过持续纳入新发现的性状数据动态更新PFT参数，推动LSMs从“全球统一参数”向“区域优化参数”范式转变。该成果不仅为非洲生态系统研究提供基础工具，更对发展下一代植被模型具有方法论启示。
