植物地理学绪论课件

植物地理学Phytogeography,Email:QQ:57127314手机植物地理学Phytogeography引言,0.1概念0.2研究内容0.3植物地理学与其他学科的关系0.4植物地理学的形成与发展0.5植物地理学的作用与地位,植物地理学Phytogeography,0.1概念植物地理学(Phytogeography,Geobotany)是研究生物圈中各种植物和各种植被的地理分布规律、生物圈各结构单元（各地区）的植物种类组成、植被特征及其与自然环境之间的相互关系的科学，是地理学和植物学的交叉学科。,0.2研究内容经过200多年的发展，植物地理学的研究内容逐步完善并逐渐分化成出独立的学科区系植物地理学生态植物地理学历史植物地理学此外，还有：生态地球植物学ecologicalgeobotany、实验地植物学experimentalgeobotany、森林地植物学forestgeobotany和指示地植物学indicativegeobotany等。,（1）区系植物地理学（植物种属地理）是研究各种植物分布规律、各地区植物区系的种类组成和形成原因的科学。一个地区内所有植物种类的总称植物区系（Flora）。,（2）生态植物地理学也叫植被地理，它研究各地区植被的结构、动态和分布规律，以及外界环境因素对植物的影响。一个地区内所有植物群落共同形成植物覆被层，称为植被（Vegetation）。,（3）历史植物地理学历史植物地理学研究植被的时间发展规律，通过研究植物分布的时空演变规律，了解气候变化、构造运动、海平面上升、人类活动等对植物分布区的扩张收缩和群落植被波动等的相互影响，从而揭示植物时空分布与环境演变的关系。,0.3植物地理学与其他学科的关系植物地理学属于自然地理学的分支学科，常与动物地理学（Zoogeography）合称为生物地理学（biogeography）。,与植物地理学关系密切的相邻学科自然地理的各个分支学科：地质学、水文学、气候学、土壤学，等等。植物学:植物学从植物或植物群落的特性方面研究植物分布；地理学将植被作为自然地理环境的一个重要组分，是鉴别区域特征、进行自然区划的不可缺少的参量。生态学：,植物地理学及相关学科,动物地理学(Zoogeography):主要研究动物在地球上的分布以及分布的方式和规律。一般可分为生态动物地理学和历史动物地理学。生物地理学(Biogeography)：Biogeographyisthestudyofthepastandpresentgeographicdistributionsofplantsandanimalsandotherorganisms。生态学(Ecology):是研究生物与环境相互关系的科学。,边缘、交叉学科？如何理解？,0.4植物地理学的形成与发展,（1）中国古代关于植物地理学的零星认识山有榛，隰有苓：榛子生长在高山上，赤药生长在低地方；山有枢，隰有榆山有漆，隰有栗：山上分布有刺榆，低地分布有榆树山上分布漆树，低地分布栗树；阪有桑，隰有杨：坡上有桑树，低地有杨树诗经（周代，公元前1066-403年),本草纲目（明代李时珍，1518-1593)，就植物与水分的关系而言，在中有不少记载，“三棱多生荒废坡池湿地，菖蒲凡五种，生于池泽，等等。李时珍还按植物生长环境来分类植物，例如在草部之下，他分为山草、隰草、水草、石草，显而易见这主要是按环境水分状况来划分植物的。左传（公元前722-前453），“松柏之下，其草不殖”意思是在松柏林下，草长得不好，不繁茂。,晏子春秋杂下之十（晏婴，？公元前500年）：“婴闻之：橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似，其实味不同。所以然者何？水土异也”。这是关于温度、土壤等引起植物变异的思想在我国文献中的较早记录。（实际上橘和枳是不同的物种，橘Citrusreticulata属于柑橘属，枳Poncirustrifoliata属于枳属）岭表录异（列恂，公元904年）中提到，“广州地热，种麦则苗而不实”。“地热”就是温度太高的意思。因为麦类发育早期需要经过一低温时期进行“春化”，“春化”以后，才能过渡到开花结实，否则就只长苗不结实。列恂在这里明确注意到温度对生长发育的影响。我国古代对于植物地理现象已有许多观察和记录，可惜没有总结形成系统的理论。,（2）西方古代的植物地理学研究萌芽阶段提奥夫拉斯特(古希腊学者Theophrastus，公元前372-287年，亚里斯多德的学生)发现植被的地理变化，他于公元前334-332年远征印度，观察到不同的地方有不同的植被，并把这些观察记述于植物历史和关于植被的论文二书中。中世纪，提奥夫拉斯特的地理观念完全被遗忘，当时的“科学”还在证明了地球上不同地区植被的相同性。十八世纪，关于植物的地理分布的思想又重新出现于科学文献中。,学科形成阶段亚历山大洪保德（17691859）为植物地理研究成为一门科学奠定了基础。在洪保德以前，虽然积累了不少有关植物地理学的事实和零碎资料，但井未总结成为独立的科学，洪保德把这些个别事实和零碎资料组织起来，使之系统化，成为独立的科学。洪保德在1807年发表“植物地理学知识”，这是有史以来第一本植物地理专著(洪堡德因此被称为“植物地理学之父”)。第一次提出了植物地理学这个名词,清楚地论证了植被与气候的联系，指出等温线在植物分布上的意义。第一次在科学史上建立了关于植物外貌类型的概念，也注意到植物在大自然中的分布并不是散生孤立的，而是遵循一定的规律集合成为群落的。,洪保德以后，丹麦人斯考（Schouw，1789-1852）推动了植物地理学的发展。他于1822年发表普通植物地理学基础，讨论了外界因素对植物的影响，阐明了植物地理学的三个古典方向，植物区系地理学、植物生态地理学和植物历史地理学。1855年，阿尔逢斯德康多(AlphonsedeCandolle，1806-1893)出版了植物地理学，探讨了温度、光、湿度与植物分布的关系，强调“积温”对植物分布的影响。其最大贡献在于历史植物地理学。他指出:不能仅仅用某一个气候条件解释现代植物的分布，植物分布在很大程度上决定于从前存在过的历史条件。,1859年达尔文(CharlesDarwin)出版了伟大的著作物种起源(OriginofSpecies)，论证了生物界的进化，他首先把进化、发展的思想引人到植物地理学。,学科发展20世纪初EB甫里夫(1885-1941)出版了历史植物地理学引论（1932）和历史植物地理学(1944)产生了很大的影响。美国古德(RonaldD.Good)1953年出版了有花植物地理学(GeographyoftheFloweringPlants)，是在西方国家中影响较大的一本植物区系地理著作。首先把植物生态地理学作为植物生态学独立发展的是美国的克勒门茨(F.E.Clements)，他的植物生理学及生态学(PlantPhysiologyandEcology，1907)是美国最早的一本植物生态学教科书。,有关植物地理学方面一些著名的出版物：瓦尔特(Walte)地球植被(VegetationderErde，1975)，顾达尔(Goodall)主编的世界生态系统（1977）切普曼(SBChapman)编植物生态学方法（MethodsinPlantEcology，1976）等中国植被区划(1959)中国的植被(侯学熠编，1960)中国植被(1980)1980年中国科学院植物研究所主编的1:4000000的中国植被图。生物地理学（C.B.CoxWhittaker,1959;Leedale,1974)植物界、动物界（除原生动物外）、原核生物界(原生动物、细菌和蓝藻）、真菌界(d)五界系统(Whittaker,1969)1)植物界(Plantae)2)动物界(Animalia)3)原生生物界(Protista)（包括原生动物，单细胞藻类、粘菌等）4)真菌界(Fungi)（包括真菌和酵母等）5)原核生物界(Monera)（病毒、细菌、立克次氏体、支原体、衣原体、放线菌和蓝藻等）,第一章植物主要分类类群,植物界(Animalia)动物界(Plantae)原生生物界(Protista)(又有人改进为菌物界(Mycetalia包括细菌和真菌)、菌界(Mychota)包括病毒、细菌、蓝细菌）,五界系统（三个层次，三种营养方式）,（光合）植物界,（吸收）菌物界(真菌界),（摄食）动物界,原生生物界,原核生物界,真核多细胞,真核单细胞,原核单细胞,(3)物种的命名,俗名（a）同物异名：同一物种因地域、习俗等而存在不同的名称，如马铃薯，又名土豆、洋芋，植物名实图考说贵州、云南一带称“洋芋”，北方多称山药蛋；紫金牛Ardisiajaponica在湖南称为矮地茶，在其它地区又有矮茶凤、平地木等名称。（b）异物同名：不同物种，由于地域、习俗等而被称之为相同名称的现象。中药里的金钱草在四川使用的是报春花科植物过路黄Lysimachiachritistinae，广东所使用的是豆科植物金钱草Desmodiumstyracifolium，江西用者为伞形科植物天胡荽Hydrocotylesibthorpioides，在江苏为唇形科植物活血丹Glecbomalongituba等。,(3)物种的命名,学名(Scientificname):按照统一的命名法规，给每个物种制定的统一使用的科学名称。二名法（又称双名法binomialnomenclature):二名法是用两个拉丁字（或拉丁化形式的字）构成的某一物种的学名，是林奈(CarlvonLinne,瑞典人,17071778)首创。二名法命名的种名中第一个字是属名(名词)，第二个字是种名(形容词)南京丽藻NitellananjingensisHanetG.X.Wang桃PrunuspersicaL.银杏GinkgobilobaL.三名法(trinomialnomenclature):用三个拉丁字表示亚种或变种的命名法。变种（variety,var.)蟠桃PpressaBean亚种(subspecies,subsp.,ssp.)风车草Cyperusalternifoliusssp.flabelliformis,(4)植物界的分类,裸藻门(Euglenophyta)绿藻门(Chlorophyta)轮藻门(Charophyta)金藻门(Chrysophyta)甲藻门(Pyrrophyta)褐藻门(Phaeophyta)红藻门(Rhodophyta)蓝藻门(Cyanophyta)细菌门(Bacteriophyta)粘菌门(Myxomycota)真菌门(Eumycota)地衣门(Lichens)苔藓植物门(Bryophyta)蕨类植物门(Pteridophyta)裸子植物门(Gymnospermae)被子植物门(Angiospermae),孢子植物(Sporeplants)又:隐花植物(Cryptogamae),种子植物(seedplants)又：显花植物Phanerogamae,藻类植物algae,菌类植物Fungi,颈卵器植物Archegoniatae,维管束植物Vascularplants,低等植物Lowerplants(无胚植物，原植体植物Thallophytes),高等植物higherplants(茎叶植物，有胚植物Embryophyta),(5)植物分类原则,形态结构特点：（a）植物体结构简单，无根茎叶分化，这类植物包括藻类，菌类及地衣，统称为低等植物（b）植物体有根茎叶分化，这类植物包括苔藓、裸子植物和被子植物，统称为高等植物,(5)植物分类原则,繁殖器官及繁殖方式：（a）以孢子(spore)繁殖新个体，包括藻类、菌类、地衣、苔藓及蕨类植物，统称孢子植物(Sporeplants),由于不开花，又称隐花植物(Cryptogamae)（b）以种子(seed)繁殖产生新个体，包括裸子、被子植物，统称种子植物，由于能够开花，又称有花植物（显花植物(Phanerogamae),分类原则,维管束系统：维管束：植物体内由初生韧皮部和木质部及其周围紧接着的机械组织构成的束状组织，具有输导和支持作用。维管束植物(vascularplants):蕨类和种子植物具有维管束，故称维管束植物。非维管束植物(non-vascularplants):藻、菌、地衣、苔藓无维管束系统，故称非维管束植物。,分类原则,胚珠位置：胚珠是种子植物的的大孢子囊，即发育成种子的结构。裸子植物：胚珠裸露被子植物：胚珠具包被，开花过程非常明显，具有真正的花。,分类原则,光合作用色素：光合作用色素是植物的特有成分，但是在菌类、藻类中，色素的成分差异较大，是藻类植物分门的主要依据。生态环境：生物采集植物标本时要注意记录其生境，比如水陆环境、海拔高度、土壤情况等。水生植物、陆生植物、湿生植物、中生植物、旱生植物,（6）分类学工具检索表（Key）,检索表(key)是用来迅速鉴定不明学名物种的工具.它通过一系列的相互对立性状比较，从而选择一个相符的、放弃一个不相符的方法，达到鉴定的目标。检索表的编制是根据法国人拉马克(Lamarck,17441829)的二歧分类原则，把原来的一群植物相对的特征性状分成相对应的两个分支，再把每个分支中相对的性状又分成相对应的两个分支，依次下去，直到编制的科、属或种检索表的终点为止。检索表采取“由一般到特殊”和“由特殊到一般”的原则编制而成。首先必须将所采到的地区植物标本进行有关习性、形态上的记载，将根、茎、叶、花、果和种子的各种特点进行详细的描述和绘图。在深入了解各种植物特征之后，再按照各种特征的异同来进行汇同辨异，找出互相矛盾和互相显著对立的主要特征，依主、次要特征进行排列，将全部植物分成不同的门、纲、目、科、属、种等分类单位的检索表。其中主要有分科、分属和分种三种检索表。,分类学检索表类型,（a）定距式检索表（等距式检索表、退格式检索表、内缩式检索表、锯式检索表）：每两个相对应的分支的开头，都编在离左端同等距离的地方，每一个分支的下面，相对应的两个分支的开头，比原分支向右移一个字格，这样编排下去，直到编制的终点为止。例如，定距式植物界分门检索表：1植物体无根、茎、叶的分化，无胚。2植物体不为藻类和菌类所组成的共生体。3植物体内有叶绿素和其他色素，为自养生活方式藻类植物门3植物体内无叶绿素和其他色素，为异养生活方式菌类植物门2植物体为藻类和菌类所组成的共生体地衣植物门1植物体有根、茎、叶的分化，有胚。4植物体有茎、叶而无真根苔蔡植物门4植物体有茎、叶面有真根5产生孢子蕨类植物门5产生种子种子植物门,分类学检索表类型,（b）平行式检索表：也叫双项式检索表，每一项两个相对性状的叙述内容都写在相邻的两行中，两两平行；数字号码均写在左侧第一格中。1植物体无根、茎、叶的分化，无胚21植物体有根、茎、叶的分化，有胚42植物体为藻类和菌类所组成的共生体地衣植物门2植物体不为藻类和菌类所组成的共生体3植物体内有叶绿素和其他色素，为自养生活方式藻类植物门3植物体内无叶绿素和其他色素，为异养生活方式菌类植物门4植物体有茎、叶而无真根苔蔡植物门4植物体有茎、叶面有真根5产生孢子蕨类植物门5产生种子种子植物门,分类学检索表类型,（c）连续平行检索表：将相互对应的特征用两个号码表示，如1（6）和6（1），当查对时，若所要查对的植物性状符合1时，就向下查2，若不符合时，就查6，如此类推向下查对一直到所需要的对象。1(6)植物体无根、茎、叶的分化，无胚胎低等植物2(5)植物体不为藻类和菌类所组成的共生体3(4)植物体内有叶绿素或其他光合色素，为自养生活方式藻类植物4(3)植物体内无叶绿素或其他光合色素，为异养生活方式菌类植物5(2)植物体为藻类和菌类所组成的共生体地衣植物6(1)植物体有根、茎、叶的分化，有胚胎高等植物7(8)植物体有茎、叶，而无真根苔藓植物8(7)植物体有茎、叶，有真根。9(10)不产生种子，用孢子繁殖蕨类植物10(9)产生种子种子植物,思考题,结合资源开发利用、环境保护及生态建设谈谈植物地理学知识的应用。根据实际观察的植物特征，编制校园内常见的裸子植物（松、杉、柏三个科）科的检索表。,1.2裸子植物门,(1)主要特征：孢子体特别发达，都是多年生木本植物；大型叶簇生枝顶，叶多为针形、条形或鳞片形，极少数为扁平宽叶；胚珠裸露：孢子叶大多数聚生成球果状，称孢子叶球，小孢子叶聚成小孢子叶球(雄球花staminate)；大孢子叶（心皮）丛生或聚生成大孢子叶球(雌球花femalecone)；具有颈卵器结构；传粉时花粉直达胚珠；具有多胚现象。,(2)裸子植物分类及代表类群,（a）铁树纲（苏铁纲）(Cycadopsida):苏铁(Cycasrevoluta)柱状主干，叶革质，营养叶羽状深裂，聚生于不分枝的树干顶部或块茎上，幼叶拳卷。,苏铁,(2)裸子植物分类及代表类群,（b）银杏纲(Ginkgopsida):单种纲，银杏(Ginkgobiloba),孑遗植物；又名白果、公孙树、鸭脚树、蒲扇。叶扇形，二裂，二叉脉序。,(2)裸子植物分类及代表类群,（c）松柏纲(Coniferopsida)孢子叶常排成球果状，有时也称球果植物；叶多为针形，故有时称针叶植物或针叶树；茎多分枝，具树脂道。,松柏纲主要类群的区别,松科：叶的基部不下延，条形或针形，种鳞和叶均螺旋状排列。如：冷杉(Abies)，银杉(Cathaya)，云杉(Picea)，落叶松(Larix)，雪松(Cedrus)，松(Pinus)杉科：叶的基部通常下延，种鳞和叶螺旋状着生，稀交叉对生(水杉属);叶披针形、钻形、鳞形或条形，常绿或落叶。如：杉(Cunninghamia),柳杉(Cryptomeria)，水杉(Metasequoia)，水松(Glyptostrobus)柏科：叶的基部下延，种鳞和叶均交叉对生或轮生；叶鳞形或刺形，常绿。如：侧柏(Platycladus)，柏木(Cupressus)，圆柏(Sabina)，刺柏(Juniperus),松柏纲分科检索表,1.叶的基部不下延，条形或针形；种鳞与叶均螺旋状排列松科Pinaceae1.叶的基部通常下延；种鳞与叶螺旋状着生或交叉对生或轮生2.种鳞与叶均螺旋状着生，希交叉对生（水杉属），每种鳞具29粒种子；叶披针形、钻形、鳞形或条形，常绿或落叶杉科Taxodiaceae2.种鳞与叶均交叉对生或轮生，每种鳞具1至多粒种子；叶鳞形或刺形，常绿柏科Cupressaceae,分类：4科，44属，400种；我国产3科，23属，150种,松科(Pinaceae)代表属检索表1.叶针形，通常2、3、5针一束，生于苞片状磷叶的腋部，着生于极度退化的短枝顶端松属Pinus1.叶条形或针形,条形叶扁平或具四棱,螺旋状排列或在短枝上端簇生,均不成束2.枝分长枝和短枝，叶在长枝上螺旋状散生，在短枝上端成簇生状3.叶针状、坚硬，常具3棱，常绿雪属Cedrus3.叶扁平、柔软，落叶4.种鳞革质，成熟后不脱落，芽鳞先端钝，叶较窄，宽约1.8mm落叶松属Larix4.种鳞木质，成熟后脱落，芽鳞先端尖，叶较宽，通常24mm金钱松属Pseudolarix2.枝仅一种类型，叶条形扁平或具四棱，质硬，球果当年成熟5.球果成熟后，种鳞脱落冷杉属Abies5.球果成熟后，种鳞宿存6.球果生于叶腋，初自立后下垂；小枝节间的上端生长缓慢、较粗，叶簇生，枝下端叶排列疏散银杉属Cathaya6.球果生于枝顶；小枝节间生长均匀、上下等粗，叶在枝节上均匀生叶无柄，叶四面或仅上面有气孔云杉属Picea,黑松枝条,雌球花(大孢子叶球),雄球花(小孢子叶球),种子,成熟球果开裂,杉木枝条,红豆杉纲(Taxopsida)本纲原隶属于松柏纲，但是由于不形成球果以及种子具肉质的假种皮或外种皮等特点，从松柏纲分出。代表种罗汉树(Podocarpus);红豆杉(Taxus)买麻藤纲(Gnetopsida)灌木或木质藤本，无树脂道，叶对生。买麻藤纲包括麻黄(Ephedra)、买麻藤(Gnetum)和百岁兰(Welwitschia)三个缺乏亲缘关系的属.,榧树,红豆杉植株,植物界进化的年代表,（a）具有真正的花，开花过程是被子植物的一个显著特征。故又称有花植物(floweringplants)或显花植物(phanerogamia)；（b）孢子体高度分化，组织分工完善。具有导管.（c）胚珠包藏在由1个心皮（大孢子叶）或几个心皮结合成的子房内。（d）子房受精后，继续发育，形成果实(fruit)。（e）植株形态、生境、营养及传粉方式的多样化。（f）双受精现象和异质性胚乳。,1.3被子植物门(1)被子植物的主要特征,圆柱状根,圆锥状根,须根,纺锤状根,块状根,球茎,鳞茎,块茎,块茎,根状茎,高等植物根茎叶花果实的形态,如胡萝卜,如禾草,如萱草,如甘薯,如莲藕、姜,如马铃