Tropical tree species diversity in a mountain system in southern Mexico: local and regional patterns and determinant factors

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Mechanisms explaining patterns of biodiversity along elevation gradients in tropical mountain systems remain controversial. We use a set of climatic, topographic, and soil variables encompassing regional, landscape, and local‐level spatial scales to explain the spatial variation of tree species diversity in the Sierra Madre of Chiapas, Mexico. We sampled 128 circular plots (0.1‐ha each) in four elevational bands along four elevation gradients or transects encompassing 100–2200 m. A total of 12,533 trees belonging to 444 species were recorded. Diversity patterns along the elevation gradient and the explanatory power of independent variables were dependent on spatial scale (regional vs transect) and functional group (total vs late‐successional or pioneer species). Diversity of all species and late‐successional species (1 – proportion of pioneer species) showed a constant pattern at the regional and transect scales, with low predictive power of climatic variables and/or elevation. A linear decrease in either number or proportion of pioneer species diversity was observed with increasing elevation, which was correlated with temperature, rainfall, and human disturbance trends. Total species diversity showed an increase with rainfall of the warmest quarter, indicating a regional‐level limiting effect of seasonality (drought duration). Yet the explanatory power of climatic and topographic variables was higher at the individual transect level than at the regional scale, suggesting the parallel but differential influence of evolutionary and geological history factors on diversification not so far studied to explain elevation patterns of species diversity in tropical mountain systems.
Determinar el efecto de los mecanismos sobre la variación de la biodiversidad en los sistemas montañosos es aún controversial. Se utilizó un conjunto de variables climáticas, topográficas y edáficas de importancia a nivel regional, de paisaje y local para explicar la variación espacial de la diversidad de árboles en la Sierra Madre de Chiapas, México. Se evaluaron 128 parcelas circulares (0.1‐ha cada una) distribuidas en cuatro bandas de altitud a lo largo de cuatro transectos que incluyen una amplitud altitudinal de 100–2200 m. Se censaron 12,533 individuos de árboles de 444 especies. Los patrones de diversidad y el efecto de las variables evaluadas fueron dependientes de la escala espacial de estudio (regional vs transecto) y del grupo funcional (diversidad total vs diversidad de especies pioneras). Los patrones de diversidad total y de especies tardías (1 – porcentaje de especies pioneras) a nivel regional y en algunos transectos, fueron constantes a lo largo del gradiente altitudinal, con un bajo poder predictivo de las variables climáticas y/o altitud. La diversidad de especies pioneras disminuyó al incrementar la altitud (correlacionada a su vez con la temperatura, precipitación y el disturbio humano). La diversidad total se incrementó ligeramente con el incremento en la precipitación del trimestre más cálido, indicando un efecto a nivel regional de la estacionalidad (duración de la sequía). El poder predictivo de las variables climáticas y topográficas se incrementó a nivel de transecto más que en el nivel regional, lo cual sugiere una influencia paralela pero diferenciada de factores evolutivos y geológicos, hasta ahora no suficientemente abordados, para explicar los patrones de diversidad de especies en sistemas montañosos tropicales.