地域・地域スケールのコミュニティエコロジーをリンクさせたプロセスベースのメタコミュニティのフレームワーク

A process-based metacommunity framework linking local and regional scale community ecology.

• Patrick L Thompson
• Laura Melissa Guzman
• Luc De Meester
• Zsófia Horváth
• Robert Ptacnik
• Bram Vanschoenwinkel
• Duarte S Viana
• Jonathan M Chase

抄録

メタコミュニティの概念は、一般的なコミュニティ・エコロジーの枠組みの中に、地域的・地域的なダイナミクスを統合する可能性を秘めている。そのためには、メタコミュニティの概念は、これまで大きく定義されてきた離散的なアーキタイプ（例えば、ニュートラル vs. 種の選別）を超えて、ローカルスケールの種の相互作用と共存のメカニズムをより良く取り入れる必要がある。ここでは、局所的な共存理論とメタコミュニティ理論に内在する空間的プロセスを明示的にリンクさせ、競争的なコミュニティのダイナミクスの連続的な範囲を可能にするフレームワークの根本的な再構成を提示する。これらのダイナミクスは、生態学的コミュニティを形成する3つの基礎的なプロセスに由来する。(1) 生物学的条件に対する密度に依存しない応答、(2) 密度に依存した生物学的相互作用、(3) 分散である。これらのプロセスのそれぞれの人口動態の実現には確率論が組み込まれている。我々は、基礎となるプロセスの強さを変化させることで、競争的なメタコミュニティのダイナミクスを幅広く探索するシミュレーションモデルを用いて、このフレームワークを定式化した。このモデルとフレームワークを用いて、伝統的なメタコミュニティのアーキタイプを含む既存の理論が、この共通のプロセスのセットによってどのようにリンクされているかを示す。そして、このモデルを用いて、3つのプロセスがどのように組み合わされて、メタコミュニティ内の多様性、機能、安定性を相互作用的に形成しているのかについて、新たな仮説を立てる。

The metacommunity concept has the potential to integrate local and regional dynamics within a general community ecology framework. To this end, the concept must move beyond the discrete archetypes that have largely defined it (e.g. neutral vs. species sorting) and better incorporate local scale species interactions and coexistence mechanisms. Here, we present a fundamental reconception of the framework that explicitly links local coexistence theory to the spatial processes inherent to metacommunity theory, allowing for a continuous range of competitive community dynamics. These dynamics emerge from the three underlying processes that shape ecological communities: (1) density-independent responses to abiotic conditions, (2) density-dependent biotic interactions and (3) dispersal. Stochasticity is incorporated in the demographic realisation of each of these processes. We formalise this framework using a simulation model that explores a wide range of competitive metacommunity dynamics by varying the strength of the underlying processes. Using this model and framework, we show how existing theories, including the traditional metacommunity archetypes, are linked by this common set of processes. We then use the model to generate new hypotheses about how the three processes combine to interactively shape diversity, functioning and stability within metacommunities.

© 2020 The Authors. Ecology Letters published by CNRS and John Wiley & Sons Ltd.