[論文レビュー] Tropical rainforest bird community structure in relation to altitude, tree species composition, and null models in the Western Ghats, India

T. R. Shankar Raman, N. V. Joshi+1 more|ArXiv.org|Oct 17, 2005

Ecology and Vegetation Dynamics Studies参考文献 37被引用数 10

ひとこと要約

本研究は、インドのウェスタン・ガーツにおける500–1400 mの標高勾配にわたる熱帯雨林の鳥類コミュニティ構造を、ノンパラメトリックモデルと植生データを用いて調査し、種多様性、構成、分布の決定要因を評価した。予想に反し、鳥類の種多様性は標高にかかわらず安定していたが、コミュニティ構成は顕著に変化しており、標高範囲サイズは逆U字型のパターンを示した。コミュニティの構成は、標高および樹木種の組成に関連する決定論的要因によって駆動されていた。

ABSTRACT

Studies of species distributions on elevational gradients are essential to understand principles of community organisation as well as to conserve species in montane regions. This study examined the patterns of species richness, abundance, composition, range sizes, and distribution of rainforest birds at 14 sites along an elevational gradient (500-1400 m) in the Kalakad-Mundanthurai Tiger Reserve (KMTR) of the Western Ghats, India. In contrast to theoretical expectation, resident bird species richness did not change significantly with elevation although the species composition changed substantially (<10% similarity) between the lowest and highest elevation sites. Constancy in species richness was possibly due to relative constancy in productivity and lack of elevational trends in vegetation structure. Elevational range size of birds, expected to increase with elevation according to Rapoport's rule, was found to show a contrasting inverse U-shaped pattern because species with narrow elevational distributions, including endemics, occurred at both ends of the gradient (below 800 m and above 1,200 m). Bird species composition also did not vary randomly along the gradient as assessed using a hierarchy of null models of community assembly, from completely unconstrained models to ones with species richness and range-size distribution restrictions. Instead, bird community composition was significantly correlated with elevation and tree species composition of sites, indicating the influence of deterministic factors on bird community structure. Conservation of low- and high-elevation areas and maintenance of tree species composition against habitat alteration are important for bird conservation in the southern Western Ghats rainforests.

研究の動機と目的

• 熱帯雨林における標高勾配に沿った鳥類コミュニティ構造の変化を理解すること。
• 種多様性および分布パターンが、ラポルトの法則などの理論的予想と一致するかどうかを検証すること。
• コミュニティ構成に及ぼす決定論的要因（標高、樹木種の組成）と確率的プロセスの役割を評価すること。
• ウェスタン・ガーツにおける低・高標高帯の生息地のコミュニティ構造が、保全に与える影響を評価すること。
• 階層的ノンパラメトリックモデルを用いて、観察された鳥類コミュニティのパターンがランダムな期待値からどれほど逸脱しているかを特定すること。

提案手法

• カラカド＝ムンダントゥライ・チーター保護区内の500–1400 mの標高にわたる14の調査地点でフィールド調査を実施した。
• すべての調査地点でポイントカウント法を用いて、鳥類の存在と豊度を記録した。
• 生息地の相関要因を評価するため、各調査地点での樹木種の組成および植生構造のデータを収集した。
• 制約のないモデルから種多様性および範囲サイズ制限付きのモデルまでを含む階層的ノンパラメトリックモデルを適用し、非ランダムなコミュニティ構成の有無を検証した。
• 多変量解析を用いて、鳥類コミュニティ構成と標高および樹木種の組成の相関関係を評価した。
• ラポルトの法則の予測を検証するため、標高範囲サイズの分布を分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ウェスタン・ガーツの標高勾配に沿って、鳥類の種多様性は有意に変化するか？
• RQ2 鳥類コミュニティ構成は標高勾配に沿ってどのように変化するか。また、その変化は非ランダムである程度はどの程度か？
• RQ3 鳥類種の標高範囲サイズは、予測通り標高が上昇するに従って増加する（ラポルトの法則）というパターンに従うか？
• RQ4 鳥類コミュニティ構造は、標高や樹木種の組成といった決定論的要因によってどの程度決定づけられるか？
• RQ5 観察された鳥類コミュニティ構成のパターンは、ランダムな構成を想定したノンパラメトリックモデルの期待値から有意に逸脱しているか？

主な発見

• 500–1400 mの標高勾配にわたって、鳥類の種多様性は比較的一定であり、有意な傾向は認められなかった。
• 最も低い（500 m）および最も高い（1400 m）標高の調査地点間のコミュニティ構成の類似度は10%未満にとどまり、顕著な種置換が生じていることが示された。
• 鳥類種の標高範囲サイズは逆U字型のパターンを示し、狭い範囲で生息する種は、両端の低標高（800 m未塔）および高標高（1200 m以上）に集中していた。
• ノンパラメトリックモデル分析により、観察された鳥類コミュニティ構成は有意に非ランダムであり、標高および樹木種の組成と強く相関していた。
• 本研究では、ランダムな構成の支持は得られなかった。代わりに、特に生息地構造および標高に関連する決定論的プロセスが、鳥類コミュニティを形作っていた。
• 低標高および高標高地域の保全は、特に狭い標高範囲に生息する特有種を維持する上で極めて重要である。