[논문 리뷰] 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. Joshi외 1명|ArXiv.org|2005. 10. 17.

Ecology and Vegetation Dynamics Studies참고 문헌 37인용 수 10

한 줄 요약

이 연구는 인도의 서부 고산지대에서 500–1400 m 고도 경사도를 따라 열대 우림 조류 군집 구조를 조사하며, 무작위 모델과 식생 자료를 사용하여 종 다양성, 구성 및 분포의 결정요인을 평가한다. 기대와는 반대로 조류 종 다양성은 고도에 따라 안정적으로 유지되었고, 구성은 뚜렷하게 변화하였다; 고도 범위 크기 분포는 역 U자형 패턴을 보였으며, 군집 구성은 고도와 나무 종 조성과 관련된 결정론적 요인에 의해 이끌렸다.

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.

연구 동기 및 목표

• 열대 우림에서 고도 경사도를 따라 조류 군집 구조가 어떻게 변화하는지 이해하기 위해.
• 종 다양성과 분포 패턴이 라포포르트의 법칙과 같은 이론적 기대와 일치하는지 테스트하기 위해.
• 군집 구성에 있어 결정론적 요인(고도, 나무 종 조성)과 확률적 과정의 역할 평가하기 위해.
• 서부 고산지대의 저고도 및 고고도 서식지에 대한 군집 구조의 보존적 함의 평가하기 위해.
• 계층적 무작위 모델을 적용하여 관측된 조류 군집 패턴이 무작위 기대와 유의미하게 다를지 판단하기 위해.

제안 방법

• 칼라카드-문다투라이 호랑이 보호구역 내 500–1400 m 고도 범위의 14개 현장에서 현장 조사를 실시하였다.
• 모든 현장에서 점수계 방법을 사용하여 조류 종의 존재 및 개체수를 기록하였다.
• 서식지 관련 요인을 평가하기 위해 각 현장에서 나무 종 조성과 식생 구조 자료를 수집하였다.
• 무작위 군집 조립을 테스트하기 위해, 제약 없음에서 종 다양성 및 범위 크기 제약이 있는 모델까지 포함된 계층적 무작위 모델을 적용하였다.
• 조류 군집 구성이 고도와 나무 종 조성과 어떻게 관련되어 있는지 다변량 분석을 실시하였다.
• 라포포르트의 법칙 예측을 검증하기 위해 고도 범위 크기 분포를 분석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 서부 고산지대의 고도 경사도에서 조류 종 다양성은 유의미하게 변화하는가?
• RQ2 조류 군집 구성은 고도 경사도에 따라 어떻게 변화하며, 이러한 변화는 비무작위적인가?
• RQ3 조류 종의 고도 범위 크기는 예측된 바와 같이 고도가 증가함에 따라 증가하는가(라포포르트의 법칙)?
• RQ4 조류 군집 구조는 고도와 나무 종 조성과 같은 결정론적 요인에 의해 어느 정도 결정되는가?
• RQ5 관측된 조류 군집 구성 패턴은 무작위 조립의 무작위 기대와 유의미하게 다를가?

주요 결과

• 조류 종 다양성은 500–1400 m 고도 경사도 전반에서 상대적으로 일정하였으며, 유의미한 추세는 관찰되지 않았다.
• 저고도(500 m)와 고고도(1400 m) 현장 간 조류 군집 구성 유사도는 10% 미만으로 매우 낮아, 강한 종 전환을 나타낸다.
• 조류 종의 고도 범위 크기는 역 U자형 패턴을 보였으며, 좁은 범위를 가진 종은 모두 낮은(800 m 이하) 및 높은(1200 m 이상) 고도에 집중되어 있었다.
• 무작위 모델 분석 결과, 관측된 조류 군집 구성은 유의미하게 비무작위적이며, 고도와 나무 종 조성과 강하게 상관관계가 있었다.
• 연구에서는 무작위 조립에 대한 지지 근거를 발견하지 못하였고, 오히려 서식지 구조와 고도와 관련된 결정론적 과정이 조류 군집을 형성했다.
• 특히 좁은 고도 범위를 가진 고유종을 유지하기 위해 저고도 및 고고도 지역의 보존이 매우 중요하다.