人為的に改変された熱帯林における群集形成時のエッジ効果はα多様性を減少させるが、β多様性は減少しない

Edge effects reduce α-diversity but not β-diversity during community assembly in a human-modified tropical forest.

• Meghna Krishnadas
• Arun N Kumar
• Liza S Comita

抄録

エッジ効果は、分断された生息地における多様性の空間的組織を変化させる可能性がある。しかし、熱帯林では、さまざまな研究によって報告されているエッジ効果の強さや方向性に大きなばらつきがある。樹木のような長寿生物については、ほとんどの研究が、森林の過去の遺産を受け継ぐより古いライフステージにおける多様性と組成の変化のパターンを調査していることが、パターンの一貫性を欠く理由の一つと考えられる。より若いライフステージでは、現在進行中の集合過程を明らかにすることができるが、多段階の調査は稀である。本研究では、西ガーツ生物多様性ホットスポット（インド）にある人間が改変した湿潤熱帯林の苗木、苗木、成木のライフステージを対象に、林縁への近接性（林縁の影響）が多様性の空間構成をどのように変化させたかを調べた。具体的には、各ライフステージについて、エッジの影響がこの景観においてα-多様性とγ-多様性の喪失とβ-多様性の減少をもたらしているかどうかを検証した。森林の縁に近いところでは、α-およびγ-多様性が低いことがわかったが、苗木についてのみであった。林縁から90-100mの場所での苗の組成は、60m以内の場所での組成とは異なっており、林縁の影響により、いくつかの種の内部サイトへのリクルートが制限されていることを示唆している。対照的に、β多様性は、すべてのライフステージにおいて、林縁付近の方が林内よりも林縁付近の方が大きく、最も顕著なのは苗木であった。さらに、端部でのβ-多様性は主に種の回転によって駆動されており、顕著な種と環境の関連性か分散の制限を示唆している。90-100mでの低回転率は、β多様性が同一種の発生と豊度の確率的変動から生じたことを示唆している。全体的に、高いβ-多様性はエッジ付近の多様性の空間パターンを構造化しているが、リクルートのボトルネックが森林断片のα-多様性を減少させている可能性があることを見いだした。また、我々の結果は、熱帯林の内部種の損失を避けるためには、エッジの影響を受けない十分な広さの熱帯林を維持する必要があることを裏付けている。断片化された景観のランドスケープスケールの多様性を向上させるためには、森林端付近で再生できない種の回復に焦点を当てるべきである。

Edge effects can alter the spatial organization of diversity in fragmented habitats. For tropical forests, however, there has been large variation in the strength and direction of such effects reported by different studies. For long-lived organisms like trees, one reason for inconsistent patterns might be due to most studies having examined patterns of diversity and compositional variation in older life stages that bear the legacy of a forest past. Younger life stages can reveal ongoing processes of assembly, but multi-stage examinations are rare. For seedling, sapling, and adult life stages of trees in a human-modified wet tropical forest in the Western Ghats Biodiversity Hotspot (India), we examined how proximity to forest edges (edge influence) modified the spatial organization of diversity. Specifically, for each life stage we tested whether edge influence led to loss of α- and γ-diversity and decreased β-diversity in this landscape. We found lower α- and γ-diversity closer to forest edges, but only for seedlings. Seedling composition at 90-100 m from forest edges diverged from composition of sites within 60 m, suggesting that edge influence restricted the recruitment of some species to interior sites. In contrast, β-diversity was greater near edges than interior forest for all life stages and most prominently for seedlings. Furthermore, β-diversity at edges was primarily driven by species turnover, suggesting either marked species-environment associations or dispersal limitation. Low turnover at 90-100 m implies that β-diversity arose from stochastic fluctuations in occurrences and abundances of the same species set. Overall, we find that high β-diversity structured spatial patterns of diversity near edges, but recruitment bottlenecks are likely to reduce alpha diversity of forest fragments. Our results also corroborate the need to maintain sufficiently large areas of tropical forest free from edge effects to avoid the loss of interior forest species. To improve landscape-scale diversity of fragmented landscapes, restoration efforts should focus on recovery of species that are unable to regenerate near forest edges.

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