β-ダイバーシティの標高勾配は、空間スケール全体の地域コミュニティアセンブリメカニズムの強度の変動を反映しています

標高 - 多様性の勾配に対する長年の関心にもかかわらず、標高全体でコミュニティ（β-ダイバーシティ）の組成変動の変化を引き起こすプロセスについてはほとんど知られていない。最近の研究では、β-ダイバーシティの勾配は、分散制限、環境フィルタリング、または地域の生物相互作用などの地域コミュニティアセンブリメカニズムの強度の変動ではなく、種プールの変動によって促進されることが示唆されています。ただし、この仮説のテストは、アセンブリメカニズムの相対的な重要性が空間スケール間でどのように変化するかについての推論を制限する非常に小さな空間スケールに限定されています。ここでは、スケール依存のコミュニティアセンブリメカニズムが、熱帯植物​​の多様性の最もよく特徴付けられた標高勾配の1つを使用して、生物地理学的β-ダイバーシティ勾配を形成するという仮説をテストします。ボリビアアンデスの4,000 mの標高勾配に沿った木質植物分布の広範なデータセットを使用して、観察されたβ-ダイバーシティのパターンをヌルモデルの期待と比較しました。β-誘導（ヌル値との標準化された違い）を使用して、種プールの変動によって引き起こされるサンプリング効果を除去した後、地域コミュニティの組み立てメカニズムの相対的な効果を測定しました。スケール依存性をテストするために、ローカルアセンブリと地域のサイズが少なくとも1桁異なる2つの対照的な空間スケールで標高勾配を比較しました。種プールの地域の変動を考慮した後、β-ダイバーシティの標高勾配は持続しました。さらに、β退化の標高勾配は空間スケールで変化しました。小さなスケールでは、局所的なアセンブリメカニズムが検出可能でしたが、種プールの変動は、β-ダイバーシティの標高勾配のほとんどを占めていました。対照的に、大規模な空間スケールでは、局所的なアセンブリメカニズムは、β-ダイバーシティの支配的な力の変化でした。種のプールだけで変動がβ-ダイバーシティの勾配を駆動するという仮説とは対照的に、地域コミュニティの組み立てメカニズムが標高全体でβ-ダイバーシティの体系的な変化に強く寄与することを示しています。コミュニティアセンブリメカニズムのスケール依存の変動は、世界の生物多様性におけるこれらの象徴的な勾配の根底にあると結論付けています。

Despite long-standing interest in elevational-diversity gradients, little is known about the processes that cause changes in the compositional variation of communities (β-diversity) across elevations. Recent studies have suggested that β-diversity gradients are driven by variation in species pools, rather than by variation in the strength of local community assembly mechanisms such as dispersal limitation, environmental filtering, or local biotic interactions. However, tests of this hypothesis have been limited to very small spatial scales that limit inferences about how the relative importance of assembly mechanisms may change across spatial scales. Here, we test the hypothesis that scale-dependent community assembly mechanisms shape biogeographic β-diversity gradients using one of the most well-characterized elevational gradients of tropical plant diversity. Using an extensive dataset on woody plant distributions along a 4,000-m elevational gradient in the Bolivian Andes, we compared observed patterns of β-diversity to null-model expectations. β-deviations (standardized differences from null values) were used to measure the relative effects of local community assembly mechanisms after removing sampling effects caused by variation in species pools. To test for scale-dependency, we compared elevational gradients at two contrasting spatial scales that differed in the size of local assemblages and regions by at least an order of magnitude. Elevational gradients in β-diversity persisted after accounting for regional variation in species pools. Moreover, the elevational gradient in β-deviations changed with spatial scale. At small scales, local assembly mechanisms were detectable, but variation in species pools accounted for most of the elevational gradient in β-diversity. At large spatial scales, in contrast, local assembly mechanisms were a dominant force driving changes in β-diversity. In contrast to the hypothesis that variation in species pools alone drives β-diversity gradients, we show that local community assembly mechanisms contribute strongly to systematic changes in β-diversity across elevations. We conclude that scale-dependent variation in community assembly mechanisms underlies these iconic gradients in global biodiversity.