生物の種数-面積関係（SAR）は，正の関係（S = cA^z，z＞0，S：種数，A：生息地面積）を示す場合が多く，正のSARの形成機構として様々な仮説が提唱されてきた。森林渓流では，渓畔から流入した落葉枝が，河床地形や水流の不均質性により数100cm²から10数m²のパッチ状に堆積し，これらの小パッチには多様な底生動物種が生息する。本研究では，山地渓流のリターパッチに生息する底生動物のSARを明らかにし，その形成機構に関する5仮説に基づく予測を検証した。パッチ移出入がSAR形成に関わるプロセスを検討する上で，小パッチ間を高頻度で移動する底生動物は好適な対象である。多摩川上流域の河床勾配が異なる4渓流において，様々な季節に大小のリターパッチから底生動物を同一面積のリターバッグを用いて採取し，パッチ環境を評価した。4渓流のいずれにおいても，底生動物のSARは正でS = cA^z式に適合し，予測の検証結果はすべて一致した。正のSARには，パッチの生息環境や食物資源の多様性（水深の不均質性，パッチ内のβ多様度，捕食者種数に対する被食者種数）の寄与が認められ，habitat diversity仮説の予測は支持された。捕食者種と被食者種のzは，個体のパッチ移入が面積に左右されにくい高勾配渓流で小さく，passive sampling仮説の予測は支持された。希釈化種数ではS = cA^z式の適合度は弱まり，random placement仮説の予測は支持された。パッチ内の一定面積におけるα多様度はパッチ面積と正の関係を示さず，種の存続確率が関わるarea per se仮説の予測は支持されなかった。面積と相関するパッチ環境の効果はパッチ面積よりも弱く，疑似相関仮説の予測は支持されなかった。以上の結果より，山地渓流のリターパッチにおける底生動物の正のSARは一般性の高い現象であると推測される。