Disentangling components of diversity scaling along biogeographic gradients

Abstract

Species diversity is a key concept in ecological research. However, being scale-dependent and multidimensional, its quantification is often elusive and ambiguous. This dissertation develops new quantitative methods for the measurement of species diversity in the light of incomplete sampling and abundance variation. Species diversity is considered in terms of three components underlying diversity scaling: 1) the species abundance distribution, 2) the total the number of individuals, and 3) the spatial distribution of species (e.g. intraspecific spatial aggregation). By applying the new methods to datasets documenting latitudinal and elevational gradients of diversity, this dissertation contributes to a more nuanced understanding of these patterns. The new approaches of this dissertation form a methodologically coherent framework for the quantification of species diversity, applicable to a wide range of ecological questions in space and time.

Die Artendiversität ist ein Schlüsselbegriff in der ökologischen Forschung. Da sie jedoch skalenabhängig und multidimensional ist, ist ihre Quantifizierung oft schwer fassbar und mehrdeutig. In dieser Dissertation werden neue quantitative Methoden zur Messung der Artendiversität unter Berücksichtigung unvollständiger Stichproben und Abundanzschwankungen entwickelt. Die Arbeit orientiert sich an drei Komponenten, die der Skalierung von Diversität zugrunde liegen: 1) die Artenabundanzverteilung, 2) die Gesamtzahl der Individuen und 3) die räumliche Verteilung der Arten. Durch die Anwendung der neuen Methoden auf Datensätze über Diversitätsveränderungen entlang von Breiten- und Höhengradienten trägt diese Dissertation zu einem differenzierteren Verständnis dieser Muster bei. Die neuen Ansätze dieser Dissertation bilden einen methodisch kohärenten Rahmen für die Quantifizierung der Artendiversität, der auf ein breites Spektrum ökologischer Fragen in Raum und Zeit anwendbar ist.