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关于生物量的幂律-回王德华老师的询问:
感谢王德华老师在其博客文章后面对对本人闲话的关注。下面就是对王老师所问的回答,希望获得指教。
我不是搞生态的,也不懂生物学。但是鉴于思想比较自由,就难免想得宽一些。
1992年,长沙的“自然信息”杂志发表了我的“生物物种丰度分布律一文(3期,35-38页)。该文我没有电子版。它提出的核心问题是:地球上不同体重的生物数量n与该生物的体重m是否存在什么关系。
在这个粗糙的提法下,我去分析存活的生物体个体的体重与种群数量的宏观关系。我根据十分稀少的资料得出下表:
名称 |
体重 |
生物体重的对数 (划一为以克后取对数) |
存活数量 |
存活数量的对数 |
兰鲸 |
10吨 |
8 |
10的三次方 |
3 |
大象 |
2.5吨 |
6.4 |
10的5次方 |
5 |
人 |
30公斤 |
4.5 |
5*10的9次方 |
9.7 |
鼠 |
125克 |
2.1 |
1.2*10的10次方 |
10.1 |
白蚁 |
2*10负5次方克 |
-4.7 |
2.5*10的17次方 |
17.4 |
细菌 |
10的负12次方克 |
-12 |
10的24次方 |
24 |
把取对数以后的6种生物的体重和数量关系点绘在坐标图上,6个点子几乎在一条直线上。这表明生物体重与其存活量服从幂律关系。考虑到它把体重跨度到达20个数量级的对象归到一起分析,获得这个关系,我是很高兴的。它也是我获得的第1个幂函数关系。
该文应当是1991年成文的,1992年我认识到变量(如体重)的几何平均值为固定值时,复杂程度最大(熵最大,是扩大的热力学第2定律)所对应的变量特征值与其存在数量的关系应当的幂律(如家庭的财富数量,与家庭数量),这些最后写在我的《组成论》书里(2003年中国科学技术对象出版社)。该书第17章的6/7/8三节讨论幂律(见http://zxw.idm.cn 中组成论的17章),但是该书没有引我的这个工作。
我关于幂律的认识散见于我的科学网博客中的幂律栏目内。欢迎关注。张学文2011.1.29
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