植物功能性状是植物与环境相互作用的关键，然而性状数据的可获性制约着对植被生态过程的认识与预测。清华大学地学系王焓副教授研究组通过提高采样地区和性状类型的覆盖度，对已构建的中国植物性状数据库进行了更新迭代，为区域及全球植被生态研究提供了重要信息和技术参考。

植物功能性状体现了植物对环境的生态演化响应，被广泛用于理解和预测植被生态系统功能及生物物理、地球化学循环过程。近几十年来，各类区域及全球性性状数据集的构建与整合促进了从个体到生物群系尺度的功能生态学、生物多样性保护、生态系统及地球表层系统建模研究。中国植物性状数据库（The China Plant Trait Database）是该区域代表性的综合性功能性状数据库，整合了植物形态、物理、化学和光合作用性状信息，取样覆盖了该地区典型的植被类型及环境条件。数据库自2017年发布以来已在多项相关研究中得到应用。

然而，第一版中国植物性状数据库中依然存在着许多不足。为克服数据库在数据覆盖度和综合性方面的局限性，研究组通过增加高山植被采样、测量及提取多个水力性状和高分辨率环境信息，构建了第二版中国植被性状数据库，并对数据库结构和数据质量控制进行了完善。相关研究以“The China plant trait database version 2”（中国植物性状数据库第二版）为题发表在国际学术期刊《科学数据》（Scientific Data）上。

第二版中国植物性状数据库中共包含来自140个样点的1529种植物、2949个样本的性状和环境信息。与第一版数据库相比，数据库提高了不同数据的覆盖度，重点对高山生态系统和水力性状进行了系统采样（图1）。首先，研究在青藏高原东部边缘的贡嘎地区海拔跨度超过三千余米的相对湿润和干燥山地生态系统中分别沿海拔梯度进行了采样。其次，性状数据中增加了对四种水力性状的测量，便于探究其与光合和生化性状的关系以及对环境的综合响应。研究在环境数据中对已包含的高分辨率气候及植被信息进行了进一步提升，并增加了土壤特征的相关数据。

图1 中国植物性状数据库第一版及第二版更新的样点的地理和气候空间分布情况。地图（a-c）显示样点在湿润指数（alpha，a）和生长度日（GDD0，b）空间梯度上，以及在二者构成的气候空间上的分布情况；地图（d-f）显示对不同宏观植被类型（d）和海拔的取样情况（e），尤其是在贡嘎地区沿海拔梯度的取样情况（f）。

此外，为适应新的数据类型，第二版数据库进一步提升了数据架构，利用“物种转换信息”（Species translation）表格中的三个关键信息——“样点编号”（Site ID）“物种编号”（Species ID）和“样本编号”（Sample ID）实现了对数据库中14个不同的数据表的链接和调用（图2）。

图2 中国植物性状数据库第二版的数据结构信息

与此同时，第二版数据库还增强了对数据的质量控制程序和数据测量方法的透明度，对异常值和有其它潜在测量问题的数据进行了系统识别与标记。同时，为减小由于野外测量方法差异给数据带来的不确定性，第二版数据库一并提供了野外采样的具体方案及测量方法。最后，数据库设计了对样本物种名称进行标准化的流程以进一步加强对不同物种信息源的整合与处理。

图3 植物物种名称标准化流程示意图

第二版中国植物性状数据库进一步提升了已有数据的覆盖度、综合性、可靠性及性状测量的透明度，为研究植物与环境的相互作用以及理解和预测植被对环境的响应提供了重要且系统的实证信息。

清华大学地球系统科学系王焓副教授为论文的第一及通讯作者，清华大学、南京林业大学、香港大学、英国帝国理工、瑞士苏黎世理工、中科院生态环境研究中心等多个机构研究者为论文共同作者。研究得到国家自然科学基金等项目的支持。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41597-022-01884-4

供稿：王润玺 王焓

编辑：王佳音

审核：张强