植物群落完整性是指特定地点植物物种丰富度与物种库的比率，是刻画观测物种丰富度与暗多样性相互关系关键参量。植物群落完整性理论是众多生态实践的核心指导原则，也面临基准确定、动态性、尺度问题挑战和应用局限性。同时，物种差异、发育阶段或生理状态依赖的环境响应以及个体水平差异之间存在复杂相互作用，树木是否在种群乃至全球尺度上遵循可普遍描述的生长轨迹？成都山地所西藏生态环境创新团队发展了植物群落完整性评估理论框架和广义代谢生长模型（IGM，Iterative Growth Model），并取得相关重要进展。

    研究揭示了完整性阈值的生物群系差异，系统评估现有自然保护区网络的成效，提出约10%的适生物种（即物种库的约10%）可以作为判定自然保护区有效性的基准，发现全球约41%的重要生态区需要扩大自然保护区范围，实施生态工程有利于提升植物群落完整性。

    同时，基于代谢比例理论、功能性状权衡与环境筛选科学假设，自主发展了广义代谢生长模型（IGM，Iterative Growth Model），引入单位组织的“形成时间”（T）作为关键参数，揭示热力学第二定律对生物生长的底层约束机制。模型表明，随时间变化的生长轨迹通常没有解析解，由于T的变化（受热力学第二定律约束），生长曲线可能在 Richards 和 Gompertz 曲线之间变异，体现了生长的离散与迭代本质。研究发现，尽管单株树木因基因、气候和林分结构差异而呈现复杂多变的生长路径，但在种群尺度上，树木径向生长表现出显著且稳定的收敛规律，种群平均径向生长趋势大致遵循“最优生长轨迹”。气候变化与林分结构的不均一性主要驱动树木生长速率发生“漂移”，而非改变树木可达到的最大半径。外部环境变化对森林种群生长模式的影响更多体现在速率的空间–时间偏移，而非个体树木潜在大小的改变。

    研究成果分别以“Assessing the effectiveness of global protected areas in conserving plant community completeness”和“Convergence and variation in tree growth trends at the aggregate level”为题，发表在英国生态学会知名期刊Journal of Applied Ecology、Journal of Ecology上。相关研究得到了中国科学院人才计划项目、国家自然科学基金、第二次青藏高原综合科学考察研究、西藏自治区重大科技专项等的资助。成都山地所万基中研究员、出站博士后舒树淼分别为论文第一作者，王小丹研究员、朱万泽研究员分别为通讯作者。

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自然保护区植物群落完整性评估理论框架

广义代谢生长模型（IGM，Iterative Growth Model）