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種面積関係または種面積曲線は、生息地または生息地の一部の面積と、その面積内に見られる種の数との関係を表します。面積が大きいほど種の数も多くなる傾向があり、経験的に、相対的な数は体系的な数学的関係に従うようです。[ 1 ]種面積関係は通常、特定の場所のすべての維管束植物や特定の栄養段階のすべての種など、単一のタイプの生物について構築されます。膨大なデータ要件のため、すべてのタイプの生物について構築されることはほとんどありません。これは、種発見曲線と関連していますが、同一ではありません。
生態学者は、種面積関係の傾きと高さを決定するさまざまな要因を提案してきた。[ 2 ]これらの要因には、移入と絶滅の相対的なバランス、[ 3 ]小規模と大規模の地域における撹乱の速度と規模、[ 3 ]捕食者と被食者の動態、[ 4 ]および分散制限または生息地の不均一性の結果としての同種の個体のクラスター化が含まれる。[ 5 ]種面積関係は、熱力学第二法則から導かれると言われている。[ 6 ]これらの「メカニズム的」説明とは対照的に、パターンが単にランダムサンプリングプロセスの結果であるかどうかをテストする必要があると主張する人もいる。[ 7 ]種面積関係は、生息地の喪失と生息地の断片化の場合の絶滅率を予測するために、保全科学で評価されることが多い。[ 8 ]
著者らは、サンプリングされた生息地のタイプと使用された調査設計に応じて、種面積関係を分類した。種面積関係理論の初期の研究者であるフランク・W・プレストンは、それを2つのタイプに分けた。サンプル（調査地域に生育する連続した生息地の調査で、「本土」種面積関係とも呼ばれる）と、隔離（島などの不連続な生息地の調査で、「島」種面積関係とも呼ばれる）である。[ 1 ]マイケル・ローゼンツヴァイクも、非常に広い地域（異なる生物地理区や大陸を収集するもの）の種面積関係は、島やより小さな連続した地域の種面積関係とは異なる振る舞いをすると指摘している。[ 2 ] 「島」のような種数と面積の関係は、「本土」の関係よりも（対数-対数空間で）傾きが急であると想定されてきたが、 [ 2 ] 2006年に行われた約700の種数と面積の関係のメタ分析では、前者の傾きは後者よりも低いことがわかった。[ 9 ]
調査設計や生息地の種類に関わらず、種数面積関係はしばしば単純な関数で近似される。フランク・プレストンは、対数正規分布の種数分布の調査に基づいてべき関数を提唱した。[ 1 ]は種の数です。は生息地であり、対数-対数空間における種面積関係の傾きが である場合、べき関数による種面積関係は次のようになります。
ここは面積測定に使用される単位に依存する定数であり、生息地の面積が1平方単位に限定された場合に存在する種の数に等しい。グラフは対数-対数軸上で直線のように見え、次のように線形化できる。
それとは対照的に、ヘンリー・グリーソンは半対数モデルを提唱した。
これは、面積を対数化し、種の数を算術的に表した半対数軸上では直線のように見える。いずれの場合も、算術的にプロットすると、種数と面積の関係はほぼ常に減速する（2階微分が負になる）。[ 10 ]
種数と面積の関係は、さまざまな大きさの島（または、農業景観内の林地など、互いに隔離された生息地）についてグラフ化されることが多い。[ 3 ]大きな島にはより多くの種が生息する傾向があるが、小さな島の方が大きな島よりも多くの種が生息する場合もある。対照的に、サンプル区画が互いに入れ子になっている限り、連続した生息地の種数と面積の関係は、面積が増加するにつれて常に上昇する。
本土地域（連続した生息地）の種数と面積の関係は、それを構築するために使用される調査設計によって異なる。[ 11 ]一般的な方法は、各区画で囲まれた領域が、より小さい区画で囲まれた領域を含むように、徐々に大きい区画を使用することである（つまり、領域が入れ子になっている）。
20世紀前半、植物生態学者は、群集を適切に特徴づけるために必要な方形区の最小サイズを推定するために、種面積曲線をよく使用しました。これは、曲線をプロットし（通常は対数軸や半対数軸ではなく算術軸上）、より大きな方形区を使用しても種がわずかにしか追加されない面積を推定することによって行われます。これを最小面積と呼びます。最小面積を囲む方形区はレレベと呼ばれ、このように種面積曲線を使用することをレレベ法と呼びます。これは主にスイスの生態学者ヨシアス・ブラウン＝ブランケによって開発されました。[ 12 ]
曲線から最小面積を推定することは必然的に主観的であるため、一部の著者は、発見された全種の少なくとも 95 パーセント (またはその他の大きな割合) を囲む面積として最小面積を定義することを好む。この問題点は、種の面積曲線は通常漸近線に近づかないため、総数として何を取るべきかが明らかではないことである。[ 12 ]種の数は常に面積とともに増加し、全世界の面積が蓄積される点に達する。[ 13 ]
