2 related traits across the tundra biome supplementary
TRANSCRIPT
Traditional plant functional groups explain variation in economic but not size-1
related traits across the tundra biome 2
3
Supplementary Materials 4
5
Below are all supplementary tables and figures supporting the analyses set out in 6
‘Traditional plant functional groups explain variation in economic but not size-related 7
traits across the tundra biome’. 8
9
Table S1 Number of trait observations and species with available trait data for the six 10
main traits (plant height, specific leaf area, leaf dry matter content, leaf nitrogen, seed 11
mass) and two supplementary traits (stem specific density, leaf lifespan) used in 12
analysis. 13
All trait observations
Only species with trait data for all traits
Trait name Observations Species Observations Species Plant height 26,448 742 19,272 295
Specific leaf area 15,406 562 12,517 295
Leaf dry matter content 11,691 473 9,376 295
Leaf nitrogen 6,352 471 5,342 295
Seed mass 4,230 637 3,029 295
Stem specific density 1,214 66 1,003 53
Leaf lifespan 237 129 190 90
14
Table S2 Similarity in species composition between traditional functional groups and 15
trait-based classifications (k-means = k-means clustering; HCA = hierarchical 16
agglomerative clustering), calculated as the proportion of consistently classified 17
species out of all species. Post-hoc groups were matched to functional groups based 18
on the maximum correspondence of each individual functional group, rather than 19
based on overall correspondence across all functional groups as in the main analysis. 20
Any changes to similarity using these grouping are indicated in bold, with similarities 21
for groupings used in main analysis indicated in brackets. Only deciduous shrub and 22
graminoids species changed between grouping approaches. Maximising the deciduous 23
shrub grouping using this alternative approach resulted in an increase in 24
correspondence for deciduous shrubs but an overall decrease across all groups. 25
Functional Group Functional groups vs. K-means
Functional groups vs. HCA
K-means vs. HCA
All Methods
Similarity between group species composition – Deciduous shrubs maximised
All groups 33% (42%) 33% (43%) 74% (74%) 28% (35%) Evergreen shrubs 89% (89%) 94% (94%) 94% (94%) 89% (89%) Deciduous shrubs 33% (0%) 33% (13%) 87% (87%) 33% (0%) Graminoids 9% (52%) 9% (51%) 78% (78%) 6% (42%) Forbs 37% (37%) 37% (37%) 69% (69%) 30% (30%)
26
Table S3 List of species that are consistently categorized to corresponding groups 27
(104 out of 295) among traditional plant functional groups, k-means clustering, and 28
hierarchical agglomerative clustering. 29
Species Functional Group
Species Functional Group
Andromeda polifolia Ever. Shrub Anemone narcissiflora Forb
Calluna vulgaris Ever. Shrub Anemone nemorosa Forb
Cassiope tetragona Ever. Shrub Angelica archangelica Forb
Diapensia lapponica Ever. Shrub Anthriscus sylvestris Forb
Dryas integrifolia Ever. Shrub Anthyllis vulneraria Forb
Dryas octopetala Ever. Shrub Arnica montana Forb
Empetrum nigrum Ever. Shrub Astragalus frigidus Forb
Harrimanella hypnoides Ever. Shrub Athyrium filix-femina Forb
Ledum palustre Ever. Shrub Biscutella laevigata Forb
Linnaea borealis Ever. Shrub Caltha palustris Forb
Loiseleuria procumbens Ever. Shrub Carlina acaulis Forb
Phyllodoce caerulea Ever. Shrub Carum carvi Forb
Rhododendron lapponicum Ever. Shrub Crepis paludosa Forb
Thymus praecox Ever. Shrub Filipendula ulmaria Forb
Vaccinium oxycoccos Ever. Shrub Gentiana purpurea Forb
Vaccinium vitis-idaea Ever. Shrub Geranium gymnocaulon Forb
Anthoxanthum odoratum Graminoid Geranium sylvaticum Forb
Arctagrostis latifolia Graminoid Geum rivale Forb
Blysmus compressus Graminoid Hedysarum caucasicum Forb
Briza media Graminoid Hieracium laevigatum Forb
Calamagrostis canadensis Graminoid Hieracium prenanthoides Forb
Calamagrostis purpurea Graminoid Hieracium umbellatum Forb
Calamagrostis villosa Graminoid Lactuca alpina Forb
Carex aquatilis Graminoid Leontodon hispidus Forb
Carex atrata Graminoid Lomelosia caucasica Forb
Carex canescens Graminoid Lupinus arcticus Forb
Carex caryophyllea Graminoid Melampyrum pratense Forb
Carex flacca Graminoid Melampyrum sylvaticum Forb
Carex flava Graminoid Menyanthes trifoliata Forb
Carex montana Graminoid Persicaria bistorta Forb
Carex nigra Graminoid Petasites frigidus Forb
Carex pilulifera Graminoid Peucedanum ostruthium Forb
Carex saxatilis Graminoid Pimpinella major Forb
Carex sempervirens Graminoid Plantago atrata Forb
Carex umbrosa Graminoid Potentilla anserina Forb
Deschampsia cespitosa Graminoid Prunella vulgaris Forb
Eriophorum angustifolium Graminoid Pulsatilla aurea Forb
Eriophorum scheuchzeri Graminoid Ranunculus acris Forb
Eriophorum vaginatum Graminoid Ranunculus montanus Forb
Festuca rubra Graminoid Ranunculus trichophyllus Forb
Festuca varia Graminoid Rhinanthus minor Forb
Helictotrichon versicolor Graminoid Rubus chamaemorus Forb
Hierochloe alpina Graminoid Rumex acetosa Forb
Phleum alpinum Graminoid Rumex alpestris Forb
Poa alpina Graminoid Rumex aquaticus Forb
Poa pratensis Graminoid Silene dioica Forb
Poa trivialis Graminoid Silene vulgaris Forb
Trisetum flavescens Graminoid Taraxacum campylodes Forb
Adenostyles alpina Forb Trifolium pratense Forb
Ajuga reptans Forb Trollius europaeus Forb
Alchemilla xanthochlora Forb Veratrum album Forb
Anemone alpina Forb Vicia cracca Forb
30
31
Figure S1 Distribution of tundra plant traits represented by the four traditional tundra 32
plant functional groups. Distributions in panels (a-f) are based on species-level means 33
for the 295 tundra species for which data are available , as presented in Figure 2 in the 34
main text. Distributions in panels (g-l) are based on all available trait data for the 295 35
tundra species for which data are available for all six plant traits of interest. The use 36
of all trait data accounts for within-species trait variation within functional groups, but 37
is biased by species with greater availability of trait data for some species. Trait 38
values are presented on the x axis in untransformed units on a log scale. 39
0.000.250.500.751.001.25
0.000.250.500.751.001.25
0.00.20.40.60.8
0.00.20.40.60.8
0.00.20.40.60.8
0.00.20.40.60.8
01234
01234
01234
01234
0
1
2
3
0
1
2
3
0.01 0.10 1.00 0.01 0.10 1.00
1 100 10000 1 100 10000
1e−03 1e−01 1e+01 1e+03 1e−03 1e−01 1e+01 1e+03
1 10 100 1 10 100
0.1 1.0 0.1 1.0
10 100 10 100
Plant Height (m) Plant Height (m)
Leaf Area (mm2) Leaf Area (mm2)
Seed Mass (mg) Seed Mass (mg)
Specific Leaf Area (mm2 mg−1) Specific Leaf Area (mm2 mg−1)
Leaf Dry Matter Content (g g−1) Leaf Dry Matter Content (g g−1)
Leaf N (mg g−1) Leaf N (mg g−1)
Den
sity
Den
sity
Den
sity
Den
sity
Den
sity
Den
sity
Den
sity
Den
sity
Den
sity
Den
sity
Den
sity
Den
sity
Species Means (Main Text) All Trait Measurements Functional Group
Evergreen Shrub
Deciduous Shrub
Graminoid
Forb
***
***
*
* *
*** *
***
* * *** *
***
***
*** *
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
k.
l.
40
Figure S2 Abundance, but not number of observations increases likelihood that 41
species will be consistently classified across the three sampling methods (functional 42
groups, k-means clustering, hierarchical agglomerative clustering). Plant traits 43
represented are plant height (PH), leaf area (LA), seed mass (SM), specific leaf area 44
(SLA), leaf dry matter content (LDMC) and lean nitrogen per unit mass (LN). a) 45
Number of trait observations for species that were consistently and inconsistently 46
classified across clustering methods. Differences are not statistically significant 47
(Wilcoxon test, P = 0.11). b) Relative abundance of species that were consistently and 48
inconsistently classified across clustering methods. Differences are statistically 49
significant (Wilcoxon test, P = 0.02). c) Relationship between number of trait 50
observations and relative abundance of species. Point colours indicate if species were 51
consistently classified. Line indicates linear model fit (LM, stats), and shaded area the 52
95% confidence intervals. d) Multivariate distribution of six plant traits for tundra 53
LDMCLA
LN
PHSM
SLA
10
100
1000
0
2
4
6
8
10
100
1000
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
Inconsistent Consistent Inconsistent Consistent
0.01 1.00 −6 −3 0 3 6
Classification across groups Classification across groups
Total Cover (%) PC1 (40.0% explained var.)
Num
ber o
f obs
erva
tions
Tota
l Cov
er (%
)
Num
ber o
f obs
erva
tions
PC2
(23.
6% e
xpla
ined
var
.)
a) Group classification (trait observations) b) Group classification (cover)
c) Cover vs number of observations d) Group consistency in trait space
Species consistent across groupings
Species inconsistent across groupings
ns *
species, indicating species that were consistently classified across grouping methods. 54
Species that were consistently classified (red points, 104 out of 295 species) occupied 55
a significantly different region of trait-space (PERMANOVA, P < 0.001) and tended 56
to have larger growth forms and more extreme economic traits (highly conservative or 57
highly acquisitive). Inconsistently classified species (grey points) tended to be located 58
closer towards the centre of the overall tundra trait distribution.59
60
Figure S3 Alternative classification schemes increase the trait variation explained by functional groups, but in line with expectations resulting 61
from an increased number of groups. a-c) Clustering of species in multivariate trait-space according to a) the four-group classification in the 62
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
economics
structure
all
economics
structure
all
economics
structure
all
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
economics
structure
all
economics
structure
all
economics
structure
all
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
economics
structure
all
economics
structure
all
economics
structure
all
−6 −3 0 3 6
−6 −3 0 3 6
−6 −3 0 3 6
0 25 50 75 100
0 25 50 75 100
0 25 50 75 100
−6 −3 0 3 6
−6 −3 0 3 6
−6 −3 0 3 6
0 25 50 75 100
0 25 50 75 100
0 25 50 75 100
−6 −3 0 3 6
−6 −3 0 3 6
−6 −3 0 3 6
0 25 50 75 100
0 25 50 75 100
0 25 50 75 100
PC
2 / T
rait
Type
PC1 / Variance Explained (%)
K-means (4 groups)
Traditional Functional Groups (4 groups) Traditional Functional Groups (6 groups) Traditional Functional Groups (7 groups)
Hierarchical Agglomerative (4 groups)
K-means (4 groups) K-means (4 groups)
Hierarchical Agglomerative (6 groups) Hierarchical Agglomerative (7 groups)
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
l)
m)
n)
o)
p)
q)
r)
main analysis, b) four-group k-means clustering, and c) four-group hierarchical-63
agglomerative sampling. d-f) variance explained by four-group clusters for all traits 64
(white), only size-related traits (red) and only economic traits (blue). g-i) Clustering 65
of species in multivariate trait-space according to g) a six-group functional group 66
classification (evergreen shrubs (blue), deciduous shrubs (green), grasses (orange), 67
sedges (red), rushes (brown), forbs (purple)), h) six-group k-means clustering, and i) 68
six-group hierarchical-agglomerative sampling. j-l) variance explained by six-group 69
clusters for all traits, only size-related traits, and only economic traits. m-o) 70
Clustering of species in multivariate trait-space according to m) a seven-group 71
functional group classification (dwarf evergreen shrubs (blue), dwarf deciduous 72
shrubs (light green), tall deciduous shrubs (dark green), grasses (orange), sedges (red), 73
rushes (brown), forbs (purple)). We classified shrubs with a mean height greater than 74
30cm as tall shrubs; there were no tall evergreen shrubs with available trait data for all 75
six traits according to this classification. n) seven-group k-means clustering, and o) 76
seven-group hierarchical-agglomerative sampling. p-r) variance explained by seven-77
group clusters for all traits, only size-related traits, and only economic traits. 78
Functional space was defined based on plant height (PH), seed mass (SM), leaf area 79
(LA), specific leaf area (SLA), leaf dry matter content (LDMC) and leaf nitrogen 80
content (LN). Ellipses represent 95% confidence interval of functional group 81
distributions. Arrows indicate direction and weighting of each trait. 82
83
Figure S4Variation in multivariate trait expression explained by traditional 84
functional groups for all possible trait combinations, including a) stem density and b) 85
leaf lifespan. Previous analyses (Díaz et al. 2016) have used stem density rather than 86
leaf dry matter content, but this trait was unavailable for the majority of tundra 87
species and is highly correlated with LDMC (Büntgen, Psomas & Schweingruber 88
2014). Inclusion of stem density increases explanatory power of functional groups to 89
55%, but stem density data are available for only 53 species and so may not represent 90
biome-scale patterns. trait data for some species. Inclusion of leaf lifespan increases 91
explanatory power of functional groups to 41%, but leaf lifespan data have only146 92
available observations across 102 species, and so also may not represent biome-scale 93
patterns. Distribution of tundra plant traits represented by the four traditional tundra 94
plant functional groups for c) stem specific density and d) leaf lifespan reveal that 95
differences among groups are driven by shrub vs non-shrub species (stem specific 96
density), and evergreen shrubs (leaf lifespan). Trait values are presented on the x axis 97
in untransformed units on a log scale. 98
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0
25
50
2 3 4 5 6 7Number of traits
Varia
nce
Expl
aine
d (%
)
Trait Combination●
●
Includes Stem DensityExcludes Stem Density
0
1
2
3
4
5
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00Stem specific density (mg mm−3)
Den
sity
Functional Group
Deciduous Shrub
Evergreen Shrub
Graminoid
Forb
0
1
2
3
4
5
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00Stem specific density (mg mm−3)
Den
sity
Functional Group
Deciduous Shrub
Evergreen Shrub
Graminoid
Forb0
1
2
3
4
5
10 100LeafLifespan (Months)
Den
sity
Functional Group
Deciduous Shrub
Evergreen Shrub
Graminoid
Forb
0
1
2
3
4
5
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00Stem specific density (mg mm−3)
Den
sity
Functional Group
Deciduous Shrub
Evergreen Shrub
Graminoid
Forb
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0
25
50
2 3 4 5 6Number of traits
Varia
nce
Expl
aine
d (%
)
Trait Combination●
●
Includes Leaf LifespanExcludes Leaf Lifespan
a) b)
c) d) *** ***
*** ***
***
99
Figure S5 Variance explained by traditional functional groups is consistent across a) 100
the species-level mean of trait distributions (main analysis), b) the 25th percentile of 101
species-level trait distributions, and c) the 75th percentile of species-level trait 102
distributions. Functional space was defined based on plant height (PH), seed mass 103
(SM), leaf area (LA), specific leaf area (SLA), leaf dry matter content (LDMC) and 104
leaf nitrogen content (LN). Individual species are represented by points and functional 105
groups by point colour (blue = evergreen shrub, green = deciduous shrub, yellow = 106
graminoid, purple = forb). Ellipses represent 95% confidence interval of functional 107
group distributions. Arrows indicate direction and weighting of each trait. 108
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
economics
structure
all
economics
structure
all
economics
structure
all
−6 −3 0 3 6
−6 −3 0 3 6
−6 −3 0 3 6
0 25 50 75 100
0 25 50 75 100
0 25 50 75 100
PC1 (40.0% explained var.)
PC1 (38.9% explained var.)
PC1 (40.9% explained var.)
Variance Explained (%)
Variance Explained (%)
Variance Explained (%)
PC2
(23.
6% e
xpla
ined
var
.)PC
2 (2
3.1%
exp
lain
ed v
ar.)
PC2
(22.
8% e
xpla
ined
var
.)
Trai
t Typ
eTr
ait T
ype
Trai
t Typ
e
a) Mean of species trait distribution
b) 25th percentile of species trait distribution
c) 75th Percentile of species trait distribution
109
Figure S6 – Distribution of species-level traits represented by the four traditional 110
tundra plant functional groups. Distributions are based on species-level mean traits 111
using only georeferenced trait data from locations north of 60°N. Note that only 57 112
tundra species have available trait data from these locations (compared to 295 species 113
using the full dataset). Trait values are presented on the x axis in untransformed units 114
on a log scale. Significance of distributions is indicated by symbols (pairwise wilcox 115
test; * = P < 0.05; ** = P < 0.01, *** = P <0.001). 116
0.0
0.5
1.0
1.5
0.00
0.25
0.50
0.75
1.00
0.00
0.25
0.50
0.75
1.00
0
1
2
3
4
5
0
2
4
6
8
0
1
2
3
4
0.01 0.10 10 1000
1e−03 1e−01 1e+01 1e+03 10
0.1 1.0 10
Plant Height (m) Leaf Area (mm2)
Seed Mass (mg) Specific Leaf Area (mm2 mg−1)
Leaf Dry Matter Content (g g−1) Leaf N (mg g−1)
Den
sity
Den
sity
Den
sity
Den
sity
Den
sity
Den
sity
Functional Group
Evergreen Shrub
Deciduous Shrub
Graminoid
Forb
***
***
**
***
** *
*
*
117
Figure S7 Distribution of tundra species in functional trait space using only 118
georeferenced trait data from locations north of 60°N. Note that only 57 tundra 119
species have available trait data from these locations compared to 295 species using 120
the full dataset. Inset plots indicate PCA multivariate distribution of six plant traits for 121
two tundra sites (a) Qikiqtaruk, (b) Abisko, and for c) the Arctic tundra. 122
Georeferenced trait collection locations are indicated by grey circles and modelled 123
site locations by red circles. Functional space was defined based on plant height (PH), 124
LDMCLA
LN
PH
SM
SLA
−6
−3
0
3
6
−6−3036PC1 (41.3% explained var.)
PC2
(24.
3% e
xpla
ined
var
.)
b. Abisko (49 species)
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●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●
●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●
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a. b.
LDMC
LA
LN
PH
SM
SLA
−6
−3
0
3
6
−6−3036PC1 (39.5% explained var.)
PC2
(26.
0% e
xpla
ined
var
.)
a. Qikiqtaruk (8 species)
LDMC
LA
LN
PHSM
SLA
−6
−3
0
3
6
−6
−3
0
3
6
PC1 (44.1% explained var.)
PC2 (26
.0% ex
plaine
d var.
)
c. Davos (67 species)
LDMC
LA
LN
PHSM
SLA
−6
−3
0
3
6
−6
−3
0
3
6
PC1 (44.1% explained var.)
PC2 (26
.0% ex
plaine
d var.
)c. Davos (67 species)
LDMC
LA
LN
PHSM
SLA
−6
−3
0
3
6
−6−3
03
6
PC1 (44.1% explained var.)
PC2
(26.
0% e
xpla
ined
var.)
c. Davos (67 species)
LDMC
LA
LN
PHSM
SLA
−6
−3
0
3
6
−6 −3 0 3 6PC1 (40.0% explained var.)
PC2
(23.
6% e
xpla
ined
var
.)
d. Whole Tundra (295 species)LDMC
LA
LN
PHSM
SLA−6
−3
0
3
6
−6−3
03
6
PC1 (44.1% explained var.)
PC2
(26.
0% e
xpla
ined
var
.)
c. Davos (67 species)LDMCLA
LN
PHSM
SLA
−6
−3
0
3
6
−6 −3 0 3 6PC1 (44.1% explained var.)
PC2
(26.
0% e
xpla
ined
var
.)
c. Davos (67 species)
LDMCLA
LN
PHSM
SLA
−6
−3
0
3
6
−6 −3 0 3 6PC1 (44.1% explained var.)
PC2
(26.
0% e
xpla
ined
var
.)
c. Davos (67 species)LDMC
LA
LN
PH
SM
SLA
−6
−3
0
3
6
−6−3036PC1 (39.9% explained var.)
PC2
(24.
4% e
xpla
ined
var
.)
c. Whole Tundra (57 species
LDMC
LA
LN
PHSM
SLA
−6
−3
0
3
6
−6 −3 0 3 6PC1 (40.0% explained var.)
PC2
(23.
6% e
xpla
ined
var
.)
d. Whole Tundra (295 species)
seed mass (SM), leaf area (LA), specific leaf area (SLA), leaf dry matter content 125
(LDMC) and leaf nitrogen content (LN). Individual species are represented by points 126
and functional groups by point colour (blue = evergreen shrub, green = deciduous 127
shrub, yellow = graminoid, purple = forb). Ellipses represent 95% confidence interval 128
of functional group distributions. Arrows indicate direction and weighting of each 129
trait. 130
131
Figure S8Trait variation explained by traditional functional groups for all possible 132
trait combinations using only georeferenced trait data from locations north of 60°N. 133
Functional groups best explain combinations of only economic traits (a) or those 134
containing leaf dry matter content (LDMC) (b), and worst explain combinations of 135
only morphological traits (a) or those containing plant height or seed mass (c). Note 136
that only 57 tundra species have available trait data from these locations (compared to 137
295 species using the full dataset). Points indicate the mean variance explained 138
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10
15
20
25
30
35
0
10
20
30
40
10
15
20
25
30
35
2 3 4 5 6
2 3 4 5 6
2 3 4 5 6Number of traits
Varia
nce
Expl
aine
d (%
)Va
rianc
e Ex
plai
ned
(%)
Varia
nce
Expl
aine
d (%
)Trait Combination●
●
●
Only Economic TraitsOnly Morphological TraitsEconomic & Morphological Traits
Trait Combination●
●
Includes LDMCExcludes LDMC
Trait Combination●
●
Includes Height / Seed MassExcludes Height / Seed Mass
a
b
c
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10
15
20
25
30
35
0
10
20
30
40
10
15
20
25
30
35
2 3 4 5 6
2 3 4 5 6
2 3 4 5 6Number of traits
Varia
nce
Expl
aine
d (%
)Va
rianc
e Ex
plai
ned
(%)
Varia
nce
Expl
aine
d (%
)
Trait Combination●
●
●
Only Economic TraitsOnly Morphological TraitsEconomic & Morphological Traits
Trait Combination●
●
Includes LDMCExcludes LDMC
Trait Combination●
●
Includes Height / Seed MassExcludes Height / Seed Mass
(PERMANOVA R2) by functional groups and coloured to visualise the importance of 139
different trait combinations. 140
141
Figure S9 Comparison of group structure, trait variation explained, and group 142
composition between traditional functional groups and post-hoc classifications using 143
only georeferenced trait data from locations north of 60°N. Note that only 57 tundra 144
species have available trait data from these locations (compared to 295 species using 145
the full dataset). (a-c): PCA visualization of species clusters as defined by (a) 146
traditional functional groups, (b) k-means clustering, and (c) hierarchical-147
agglomerative clustering (HCA). Species are indicated by points and group 148
distribution by ellipses. Colours indicate groups (dark blue = evergreen shrub, green = 149
deciduous shrub, yellow = graminoid, purple = forb). Post-hoc classifications are 150
matched with functional groups based on maximum species correspondence between 151
grouping methods, such that each post-hoc classification corresponds with a 152
traditional functional group. (d-f): Trait variation explained by (d) traditional 153
functional groups, (e) k-means, and (f) HCA for multivariate combinations of all six 154
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
−5.0
−2.5
0.0
2.5
5.0
economics
structure
all
economics
structure
all
economics
structure
all
−6−3036
−6−3036
−6−3036
0 25 50 75 100
0 25 50 75 100
0 25 50 75 100
PC1 (39.9% explained var.)
PC1 (39.9% explained var.)
PC1 (39.9% explained var.)
Variance Explained (%)
Variance Explained (%)
Variance Explained (%)
PC2
(24.
4% e
xpla
ined
var
.)PC
2 (2
4.4%
exp
lain
ed v
ar.)
PC2
(24.
4% e
xpla
ined
var
.)
Trai
t Typ
eTr
ait T
ype
Trai
t Typ
e
Traditional Functional Groups
K−means
Hierarchical Agglomerative
a
b
c
d
e
f
g
plant traits (white), structural traits only (red), and economic traits only (light blue). 155
(g): Comparison of group composition across clustering methods. The stacked bars 156
represent individual species and are ordered by traditional functional group (species 157
order remains consistent across columns). The colour of each stacked bar represents 158
the group to which species were assigned by each classification method (classification 159
can change across columns). For example, a species categorised as a graminoid by 160
traditional functional groups can be categorised in the group most corresponding to 161
forbs by post-hoc classifications. 162
Supplementary references 163
164
Büntgen, U., Psomas, A. & Schweingruber, F.H. (2014) Introducing wood anatomical 165
and dendrochronological aspects of herbaceous plants: Applications of the 166
Xylem Database to vegetation science. Journal of Vegetation Science, 25, 967–167
977. 168
Díaz, S., Kattge, J., Cornelissen, J.H.C., Wright, I.J., Lavorel, S., Dray, S., Reu, B., 169
Kleyer, M., Wirth, C., Prentice, C.I., Garnier, E., Bönisch, G., Westoby, M., 170
Poorter, H., Reich, P.B., Moles, A.T., Dickie, J., Gillison, A.N., Zanne, A.E., 171
Chave, J., Joseph Wright, S., Sheremet’ev, S.N., Jactel, H., Baraloto, C., 172
Cerabolini, B., Pierce, S., Shipley, B., Kirkup, D., Casanoves, F., Joswig, J.S., 173
Günther, A., Falczuk, V., Rüger, N., Mahecha, M.D. & Gorné, L.D. (2016) The 174
global spectrum of plant form and function. Nature, 529, 167–171. 175