Published August 8, 2022 | Version v1
Publication Open

Co-limitation towards lower latitudes shapes global forest diversity gradients

Creators

  • 1. Purdue University West Lafayette
  • 2. Food and Agriculture Organization of the United Nations
  • 3. Groupement d'Intérêt Economique
  • 4. University of Michigan–Ann Arbor
  • 5. ETH Zurich
  • 6. Wageningen University & Research
  • 7. Universitat de Lleida
  • 8. Peking University
  • 9. Northern Research Station
  • 10. Aarhus University
  • 11. University of Bristol
  • 12. Gembloux Agro-Bio Tech
  • 13. University of Liège
  • 14. Manaaki Whenua – Landcare Research
  • 15. Universiti Brunei Darussalam
  • 16. Forests and Societies
  • 17. University of Udine
  • 18. University of South Australia
  • 19. Eberswalde University for Sustainable Development
  • 20. University of Florida
  • 21. Naturalis Biodiversity Center
  • 22. National Agricultural Technology Institute
  • 23. University of Cambridge
  • 24. Lakehead University
  • 25. University of Göttingen
  • 26. Białowieża National Park
  • 27. University of Warsaw
  • 28. Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research
  • 29. Université Félix Houphouët-Boigny
  • 30. University of Oxford
  • 31. Czech Academy of Sciences, Institute of Botany
  • 32. Universidade de Santiago de Compostela
  • 33. University of California, Los Angeles
  • 34. Université Jean Lorougnon Guédé
  • 35. Université Officielle de Bukavu
  • 36. National Institute of Biomedical Research
  • 37. Norwegian Institute of Bioeconomy Research
  • 38. Joint Research Centre
  • 39. Accident Compensation Corporation
  • 40. Université d'Abomey-Calavi
  • 41. South African National Parks
  • 42. Scientific Services
  • 43. University of Leeds
  • 44. Instytut Badawczy Leśnictwa
  • 45. National Academy of Sciences
  • 46. Ghent University
  • 47. Royal Museum for Central Africa
  • 48. Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan
  • 49. Mbarara University of Science and Technology
  • 50. Ştefan cel Mare University of Suceava
  • 51. Forest Science and Research Institute
  • 52. Universidade de São Paulo
  • 53. Bavarian State Research Center for Agriculture
  • 54. Manchester Metropolitan University
  • 55. Universidad Juárez del Estado de Durango
  • 56. Martin Luther University Halle-Wittenberg
  • 57. University of Bologna
  • 58. Institute of Forest Ecosystem Research
  • 59. Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
  • 60. Ministerio de Salud
  • 61. Norwegian University of Life Sciences
  • 62. SRM University
  • 63. Concordia University
  • 64. Charles University
  • 65. Ecology of Guianan Forests
  • 66. University of Guelph
  • 67. Forest Industry Research Institute
  • 68. UMR Territoires
  • 69. Institut Africain d'Informatique
  • 70. Université de Kisangani
  • 71. Queensland Department of Environment and Science
  • 72. Institute of Entomology
  • 73. Biology Centre of the Czech Academy of Sciences
  • 74. Czech Academy of Sciences
  • 75. Université de Yaoundé I
  • 76. Natural Resources Institute Finland
  • 77. University of Bern
  • 78. Swedish University of Agricultural Sciences
  • 79. Fondazione Edmund Mach
  • 80. Universidade Regional de Blumenau

Description

The latitudinal diversity gradient (LDG) is one of the most recognized global patterns of species richness exhibited across a wide range of taxa. Numerous hypotheses have been proposed in the past two centuries to explain LDG, but rigorous tests of the drivers of LDGs have been limited by a lack of high-quality global species richness data. Here we produce a high-resolution (0.025° × 0.025°) map of local tree species richness using a global forest inventory database with individual tree information and local biophysical characteristics from ~1.3 million sample plots. We then quantify drivers of local tree species richness patterns across latitudes. Generally, annual mean temperature was a dominant predictor of tree species richness, which is most consistent with the metabolic theory of biodiversity (MTB). However, MTB underestimated LDG in the tropics, where high species richness was also moderated by topographic, soil and anthropogenic factors operating at local scales. Given that local landscape variables operate synergistically with bioclimatic factors in shaping the global LDG pattern, we suggest that MTB be extended to account for co-limitation by subordinate drivers. Examining drivers of the latitudinal biodiversity gradient in a global database of local tree species richness, the authors show that co-limitation by multiple environmental and anthropogenic factors causes steeper increases in richness with latitude in tropical versus temperate and boreal zones.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعد تدرج التنوع العرضي (LDG) أحد أكثر الأنماط العالمية المعترف بها لثراء الأنواع المعروضة عبر مجموعة واسعة من الأصناف. تم اقتراح العديد من الفرضيات في القرنين الماضيين لشرح غاز الديزل منخفض الكثافة، لكن الاختبارات الصارمة لمحركات غازات الديزل منخفض الكثافة كانت محدودة بسبب نقص بيانات ثراء الأنواع العالمية عالية الجودة. هنا ننتج خريطة عالية الدقة (0.025درجة × 0.025درجة) لثراء أنواع الأشجار المحلية باستخدام قاعدة بيانات جرد الغابات العالمية مع معلومات الأشجار الفردية والخصائص الفيزيائية الحيوية المحلية من حوالي 1.3 مليون قطعة عينة. ثم نحدد العوامل المحركة لأنماط ثراء أنواع الأشجار المحلية عبر خطوط العرض. بشكل عام، كان متوسط درجة الحرارة السنوية مؤشراً مهيمناً على ثراء أنواع الأشجار، وهو الأكثر اتساقاً مع نظرية التمثيل الغذائي للتنوع البيولوجي (MTB). ومع ذلك، قلل MTB من تقدير غاز التدهور المنخفض في المناطق المدارية، حيث كان ثراء الأنواع المرتفع معتدلاً أيضًا بسبب العوامل الطبوغرافية والتربة والعوامل البشرية المنشأ التي تعمل على المستويات المحلية. بالنظر إلى أن متغيرات المناظر الطبيعية المحلية تعمل بشكل تآزري مع العوامل المناخية الحيوية في تشكيل نمط الغازات المتدهورة عالميًا، فإننا نقترح توسيع نطاق الحد الأقصى للمناظر الطبيعية لمراعاة الحد المشترك من قبل الدوافع الثانوية. عند دراسة دوافع تدرج التنوع البيولوجي العرضي في قاعدة بيانات عالمية لثراء أنواع الأشجار المحلية، يوضح المؤلفون أن الحد المشترك من خلال عوامل بيئية وبشرية متعددة يسبب زيادات أكثر حدة في الثراء مع خط العرض في المناطق الاستوائية مقابل المناطق المعتدلة والشمالية.

Translated Description (French)

Le gradient de diversité latitudinale (LDG) est l'un des modèles mondiaux de richesse en espèces les plus reconnus dans un large éventail de taxons. De nombreuses hypothèses ont été proposées au cours des deux derniers siècles pour expliquer le LDG, mais des tests rigoureux des facteurs de LDG ont été limités par un manque de données mondiales de haute qualité sur la richesse en espèces. Ici, nous produisons une carte à haute résolution (0,025° × 0,025°) de la richesse des espèces d'arbres locales à l'aide d'une base de données d'inventaire forestier mondial avec des informations sur les arbres individuels et des caractéristiques biophysiques locales à partir d'environ 1,3 million de placettes-échantillons. Nous quantifions ensuite les moteurs des modèles de richesse des espèces d'arbres locales à travers les latitudes. En général, la température moyenne annuelle était un prédicteur dominant de la richesse des espèces d'arbres, ce qui est le plus conforme à la théorie métabolique de la biodiversité (MTB). Cependant, le MTB a sous-estimé le LDG sous les tropiques, où la richesse élevée en espèces a également été modérée par des facteurs topographiques, pédologiques et anthropiques opérant à l'échelle locale. Étant donné que les variables locales du paysage agissent en synergie avec les facteurs bioclimatiques dans la formation du modèle mondial de LDG, nous suggérons que le MTB soit étendu pour tenir compte de la co-limitation par les conducteurs subordonnés. En examinant les facteurs du gradient latitudinal de biodiversité dans une base de données mondiale sur la richesse des espèces locales d'arbres, les auteurs montrent que la co-limitation par de multiples facteurs environnementaux et anthropiques provoque des augmentations plus importantes de la richesse avec la latitude dans les zones tropicales par rapport aux zones tempérées et boréales.

Translated Description (Spanish)

El gradiente de diversidad latitudinal (LDG) es uno de los patrones globales más reconocidos de riqueza de especies que se exhiben en una amplia gama de taxones. Se han propuesto numerosas hipótesis en los últimos dos siglos para explicar la LDG, pero las pruebas rigurosas de los impulsores de las LDG se han visto limitadas por la falta de datos globales de alta calidad sobre la riqueza de especies. Aquí producimos un mapa de alta resolución (0.025° × 0.025°) de la riqueza de especies de árboles locales utilizando una base de datos de inventario forestal global con información de árboles individuales y características biofísicas locales de ~ 1.3 millones de parcelas de muestra. A continuación, cuantificamos los impulsores de los patrones de riqueza de especies arbóreas locales en todas las latitudes. En general, la temperatura media anual fue un predictor dominante de la riqueza de especies de árboles, lo que es más consistente con la teoría metabólica de la biodiversidad (MTB). Sin embargo, el MTB subestimó el LDG en los trópicos, donde la alta riqueza de especies también fue moderada por factores topográficos, del suelo y antropogénicos que operan a escala local. Dado que las variables del paisaje local operan sinérgicamente con factores bioclimáticos en la configuración del patrón global de LDG, sugerimos que el MTB se extienda para tener en cuenta la co-limitación por parte de los conductores subordinados. Al examinar los impulsores del gradiente de biodiversidad latitudinal en una base de datos global de la riqueza de especies de árboles locales, los autores muestran que la co-limitación por múltiples factores ambientales y antropogénicos causa aumentos más pronunciados en la riqueza con latitud en zonas tropicales versus templadas y boreales.

Files

document.pdf

Files (2.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:0a96b1c41d8cd97081a97631621299cf
2.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يؤدي التقييد المشترك نحو خطوط العرض المنخفضة إلى تشكيل التدرجات العالمية لتنوع الغابات
Translated title (French)
La co-limitation vers des latitudes plus basses façonne les gradients mondiaux de diversité forestière
Translated title (Spanish)
La colimitación hacia latitudes más bajas da forma a los gradientes globales de diversidad forestal

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4290671898
DOI
10.1038/s41559-022-01831-x

Is supplement to
https://openalex.org/W11644078 (Other)
https://openalex.org/W175061559 (Other)
https://openalex.org/W4205407389 (Other)
https://openalex.org/W4372050198 (Other)
https://openalex.org/W2291835616 (Other)
https://openalex.org/W2488577384 (Other)
https://openalex.org/W2080460749 (Other)
https://openalex.org/W3093150799 (Other)
https://openalex.org/W2662533946 (Other)
https://openalex.org/W193819561 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes

References

  • https://openalex.org/W100464641
  • https://openalex.org/W174587957
  • https://openalex.org/W1272693108
  • https://openalex.org/W1525848930
  • https://openalex.org/W1576709315
  • https://openalex.org/W1577129870
  • https://openalex.org/W1678356000
  • https://openalex.org/W1876294254
  • https://openalex.org/W1964293099
  • https://openalex.org/W1964996721
  • https://openalex.org/W1975003732
  • https://openalex.org/W1981213426
  • https://openalex.org/W2008196960
  • https://openalex.org/W2016210396
  • https://openalex.org/W2030495952
  • https://openalex.org/W2035811442
  • https://openalex.org/W2037840294
  • https://openalex.org/W2040917554
  • https://openalex.org/W2059284281
  • https://openalex.org/W2062590206
  • https://openalex.org/W2066124661
  • https://openalex.org/W2079426358
  • https://openalex.org/W2089792340
  • https://openalex.org/W2098469025
  • https://openalex.org/W2098601886
  • https://openalex.org/W2099629218
  • https://openalex.org/W2099879847
  • https://openalex.org/W2102858277
  • https://openalex.org/W2107794977
  • https://openalex.org/W2113984737
  • https://openalex.org/W2114079981
  • https://openalex.org/W2114090707
  • https://openalex.org/W2114479255
  • https://openalex.org/W2117581799
  • https://openalex.org/W2118123652
  • https://openalex.org/W2122131085
  • https://openalex.org/W2138296561
  • https://openalex.org/W2142329269
  • https://openalex.org/W2143481518
  • https://openalex.org/W2149087410
  • https://openalex.org/W2151697539
  • https://openalex.org/W2153008496
  • https://openalex.org/W2159631596
  • https://openalex.org/W2160195242
  • https://openalex.org/W2167613475
  • https://openalex.org/W2173220230
  • https://openalex.org/W2179127468
  • https://openalex.org/W2460639867
  • https://openalex.org/W2469290650
  • https://openalex.org/W2519343095
  • https://openalex.org/W2525840300
  • https://openalex.org/W2556668190
  • https://openalex.org/W2560615253
  • https://openalex.org/W2613349105
  • https://openalex.org/W2906409355
  • https://openalex.org/W2911180220
  • https://openalex.org/W2911964244
  • https://openalex.org/W2946304404
  • https://openalex.org/W2955329250
  • https://openalex.org/W3014620098
  • https://openalex.org/W3092072240
  • https://openalex.org/W3102476541
  • https://openalex.org/W3108321273
  • https://openalex.org/W3209227177
  • https://openalex.org/W4210377061
  • https://openalex.org/W4224309885