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== 生物体的死亡 ==
 
== 生物体的死亡 ==
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Brown等人根据新陈代谢的理论推导生物体的死亡规律。由于在大多数种群中,死亡率必须非常接近繁殖率以维持种群稳定,而繁殖率又是由新陈代谢的生物量生产所驱动的,因此死亡率的变化可以通过代谢率来解释。
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Brown等人根据新陈代谢的理论推导生物体的死亡规律<ref name='metabolic_ecology'>Brown, J. H., Gillooly, J. F., Allen, A. P., Savage, V. M., & West, G. B. (2004). Toward a metabolic theory of ecology. ''Ecology'', ''85''(7), 1771-1789.</ref>。由于在大多数种群中,死亡率必须非常接近繁殖率以维持种群稳定,而繁殖率又是由新陈代谢的生物量生产所驱动的,因此死亡率的变化可以通过代谢率来解释。
    
===基础方程:新陈代谢率===
 
===基础方程:新陈代谢率===
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该理论的基础是生物的代谢率(B),其取决于生物体质量(M)和绝对温度(T)。代谢率的规模法则方程为:
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首先,Brown等人改写了克莱伯法则的标准形式(式{{EquationNote|2}}),引入了与温度相关的指数因子。也就是说,生物的代谢率(B),取决于生物体质量(M)和生物所处环境的平均绝对温度(T)。代谢率的规模法则方程可表为:
    
{{NumBlk|:|
 
{{NumBlk|:|
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B \propto M^{\frac{3}{4}}e^{-\frac{E}{kT}}
 
B \propto M^{\frac{3}{4}}e^{-\frac{E}{kT}}
 
</math>
 
</math>
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|{{EquationRef|13}}}}
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|{{EquationRef|14}}}}
    
其中:
 
其中:
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我们不妨将生物体理解为一个水缸,基础代谢率[math]B[/math]即流入和流出水缸的速率,体重[math]M[/math]即水缸中水的总重量。于是,我们可以问,假如水缸中的水均匀流动,那么在单位时间中(例如一天),水缸中的全部水被更新了多少轮?
 
我们不妨将生物体理解为一个水缸,基础代谢率[math]B[/math]即流入和流出水缸的速率,体重[math]M[/math]即水缸中水的总重量。于是,我们可以问,假如水缸中的水均匀流动,那么在单位时间中(例如一天),水缸中的全部水被更新了多少轮?
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这可以通过单位质量的代谢率来计算,即[math]B/M[/math]。根据{{EquationNote|13}},单位质量的代谢率应遵循的方程是:[math]B/M \propto M^{-\frac{1}{4}}e^{-\frac{E}{kT}}[/math]。因此,该理论进一步预测,由于新陈代谢是生物体内所有速率过程的基础,包括决定生长和繁殖的速率,都会与生物体的体重呈现[math]-1/4[/math]的幂律关系。
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这可以通过单位质量的代谢率来计算,即[math]B/M[/math]。根据({{EquationNote|14}})式,单位质量的代谢率应遵循的方程是:[math]B/M \propto M^{-\frac{1}{4}}e^{-\frac{E}{kT}}[/math]。因此,该理论进一步预测,由于新陈代谢是生物体内所有速率过程的基础,包括决定生长和繁殖的速率,都会与生物体的体重呈现[math]-1/4[/math]的幂律关系。
    
因此死亡率(Z)也应以与单位质量的代谢率相同的方式进行规模缩放:[math]Z \propto M^{-\frac{1}{4}}e^{-\frac{E}{kT}}[/math]。因此,死亡率的规模法则方程与单位质量的代谢率方程形式上一致,也与生物体质量的 [math]-\frac{1}{4}[/math] 次方成反比。
 
因此死亡率(Z)也应以与单位质量的代谢率相同的方式进行规模缩放:[math]Z \propto M^{-\frac{1}{4}}e^{-\frac{E}{kT}}[/math]。因此,死亡率的规模法则方程与单位质量的代谢率方程形式上一致,也与生物体质量的 [math]-\frac{1}{4}[/math] 次方成反比。

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