【摘 要】
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许多生物属性(如代谢速率、种群密度)与个体大小之间存在着异速生长关系，它们通常以指数固定的幂函数方程来表示，其中影响较大的是熟知的2/3(基于表面积与体积的比率关系)和3/4幂律(基于资源利用的分形网络)。长期以来各学者围绕标度指数r(α)的取值、指数是否恒定和模型的机理解释等问题展开了激烈的争论，却始终没有得出统一的结果，传统幂律关系的“普适性”正逐步受到质疑。新陈代谢作为生物生长发育、繁殖和遗
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许多生物属性(如代谢速率、种群密度)与个体大小之间存在着异速生长关系，它们通常以指数固定的幂函数方程来表示，其中影响较大的是熟知的2/3(基于表面积与体积的比率关系)和3/4幂律(基于资源利用的分形网络)。长期以来各学者围绕标度指数r(α)的取值、指数是否恒定和模型的机理解释等问题展开了激烈的争论，却始终没有得出统一的结果，传统幂律关系的“普适性”正逐步受到质疑。新陈代谢作为生物生长发育、繁殖和遗传进化的长效能源，其内驱力正是约束一系列化学反应进程的酶动力，这也是之前理论所未涉及的分析层面。在本研究中，我们提出了机体组织质量增加和代谢速率受到重要关联酶活性制约的基本假设，推导出对数非线性的代谢异速生长模型和进一步引入代谢承载力后得到的密度调控(自疏)边界模型。
为了检验新的科学假设和机理模型，本文对重要脊椎动物进行了代谢速率(或质量)-关联酶活性数据集和代谢速率(或鱼类种群密度)-质量数据集的构建与汇总分析。研究结果显示，与传统对数线性模型相比，新型异速生长模型经最小二乘法回归或高分位数回归的拟合曲线灵活地表征了双对数尺度上数据点的分布趋势或边界特征，并且该类对数非线性模型在大多脊椎动物种内和种间数据中都得到了优于线性模型的预测结果。此外，自疏边界模型所含的参数值也能够更真实地反映鱼类中褐鳟(Salmotrutta)种群的生活史差异(如生长潜力、种群规模)，产生了比仅含截距与斜率的一般线性模型更具生物学和生态学意义的解释效果。
总的来说，本研究建立的新型异速生长机理模型首次将宏观的生态学过程与微观的酶分子活性紧密融合，开拓了动物代谢异速生长和自疏边界研究的新方向，不仅能够为缓解异速标度幂指数的众多变化提供改进思路，也为确定野生(或饲养)动物的生活状态和生态承载力提供了新的理论基础与估计方法，在渔牧业中具有一定的应用前景。
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