植物区系空间分异与环境演变2009

植物区系空间分异

与环境演变

植物区系基本概念分布区与分布区的形成植物区系分析人为活动与植物分布

植物区系（flora)是指某一地区，或某一时期、某一分类群、某类植被等所有植物种类的总称。植物分布区的静态特征

种的分布区

分布区的结构分布区的形状分布的范围属和科的分布区

分布中心间断分布

分布范围

Pinus

pumila

连续分布区毛茛(Ranunculus

glacialis)的北极－高山式间断分布区世界种（广布种）大车前（Plantagomajor）的分布范围中国特有种的分布几个属的分布中心壳斗科三个属的间断分布分布区的形成与变化

物种的形成与分布（从地理因素分析）异地（域）物种形成同地（域）物种形成平行物种形成种分布区的扩展环境演变与植物分布区的变化气候演变地形变化板块运动分布区特征与植物系统发育椴属一些亲缘种的分布范围落叶松在欧亚大陆的分布红杉、水椰和鹅掌楸属植物的历史和现代分布南半球分布的山龙眼科间断分布区形成的不同过程图解

植物类群的统计和分析植物区系成分分析地区间植物区系比较分析世界植物区系区划与区域分异中国植物区系概述岛屿植物区系分析

科、属、种数目的统计分布多度分析Tarim

basinDzungarinbasinQaidambasinHexi

corridorAlxa

PlateauTheentirearidregionNumberoffamilies313220212534Numberofgenus535029293664Numberofspecies118138807992224Area(104km2)10572.825.611.127241.5Genus/families1.711.561.451.381.441.88Species/genus2.232.762.762.722.563.5西北干旱区水生植物的分类多样性5.31%Alismataceae18.75%Cyperaceae42.85%Others13.84%Potamogetonaceae9.38%Ranunculaceae5.36%Gramineae4.46%TyphaceaeFigure2.Percentageofspeciesnumberofthemostspecies-richfamiliestothetotalspeciesinthearidregion.中国种子植物特有属在各省分布的多度

地理成分发生成分迁移成分历史成分生态成分Table.MatrixpresentingWilson–Shmidasimilarityindicesforpairwisecomparisonsoffivesub-regionsusingcollectedaquaticplantfamiliesinAridzoneofChina.

地

区阿拉善高原塔里木盆地准噶尔盆地柴达木盆地塔里木盆地0.46－－－准噶尔盆地0.430.32－－柴达木盆地0.550.610.61－河西走廊0.350.480.490.51WilsWilson-Shmida指数可以指示物种被生境分割的程度，βT={g(H)+L(H)}/(2a)g(H)是沿生境梯度H增加的物种数目；L(H)是沿生境梯度H

丢失的物种数目，a

是各样方中平均物种数。不同环境梯度上共有种越少，β-多样性的值就越大。Area(104km2)Averagealtitude(m)Annualaveragetemperature(℃)Annualprecipitation(mm)AnnualEvaporationCapacity(mm)≥10℃activitycumulativetemperatureTarmbasin105100010~1140~602000~29004100~4400Dzungarinbasin72.86006~8100~2501500~21003100~3600Qaidambasin25.62600~30001~5<2501100~1550910~2300Hexicorridor11.11300~19005~1035~2002000~30002500~3600AlxaPlateau27800~18007~10<1502600~32002800~3400

世界植物分区简介世界植物区系的时空演变泛北极植物区（全北植物区）古热带植物区新热带植物区开普植物区澳大利亚植物区泛南极植物亚区北方亚区古地中海亚区马德雷亚区非洲亚区马达加斯加亚区印度－马来西亚亚区玻利尼西亚亚区新喀里多尼亚亚区侏罗纪时早白垩纪早第三纪始新世晚第三纪时第三纪末与第四纪初距今11000年前统一的大陆分裂为南北两块，南方的冈瓦纳古陆进一步发生断裂移动，全球海洋性气候居于优势，比现代要温暖些，而且气候带间变化不很显著。北半球银杏类分布甚广，混生松科与杉科植物,多处形成大片森林;南半球银杏稀少，以南洋杉科与罗汉松科为主。低纬的热带亚热带气候区以本内苏铁与苏铁类比较繁盛。真蕨类生于各地林下。此时有没有被子植物繁生，目前尚无定论。早白垩世(1.3亿年前):最早被子植物化石见于的热带地区,至今这里（主要是东南亚）保存有许多最原始的被子植物科属，如木兰科、金缕梅科、三白草科等。中白垩世（1.1—1.0亿年前）的岩层中发现有木兰科、水青树科、无患子科、山龙眼科、小蘖科、毛茛科、防己科、以及类似樟科、莲科的化石或花粉。晚白垩世（8000万年前）裸子植物已居劣势，苏铁类只残留少数，而被子植物约有六、七十科，跃居植物界首位。白垩纪期间板块运动有所加剧。南美南部与非洲南部在早期就已分离，中期时它们的北部亦失去直接联系，印度板块则由南向赤道方向移动。这些变化对各地区间植物种类交流和进化带来明显的影响，如开普植物区（好望角）便是在长期孤立的形势下发展的。早第三纪始新世时全球气候较暖，气候带界线难划清楚,这期间被子植物科数又增加一倍左右，并有许多现代属。在35°N以北,广泛分布喜暖湿环境的第三纪植物，偏北部以落叶阔叶树为主，南部混生常绿种类。早第三纪极地寒温带植物区系分布在东西伯利亚和北美西北沿岸的一些岛屿。据研究，这里当时无霜期长达5个月以上，年平均温度不低于-5℃，年降水量800—1000mm，具海洋性气候特征，但有半年阳光不足，落叶的针叶树很多。早第三纪期间南方古陆冈瓦纳继续分裂移动。南温带植物区系广布于南美南部、新西兰、澳大利亚东南部。印度板块向北运动中一度位于非澳之间，可能有一些被子植物通过它进行传播交流。但现代印度植物区系缺乏特有科，更多地近似于东南亚植物区系，被认为是在始新世末与亚洲板块碰撞连结后才由后者移入的。澳大利亚板块在4900万年前与南极板块分离北移，由于新西兰与它早在8000万年前便已分开，两地共同成分较少。南极板块向南方高纬移动，至渐新世时因气候过冷而种子植物在此绝迹。渐新世初北方气温剧降，北美西北沿岸在100—200万年内年平均温度由27℃降到12℃，年较差则由5℃增到25℃，致使温带植物区系向南迁移分布，此地原有的常绿种类逐渐消失。晚第三纪时喜马拉雅运动强烈，高山隆起，大陆面积扩大，内地大陆性气候更趋旱化。大气环流形势发生变化，全球普遍降温，气候带变化与界线明显，全世界植物区系和现代已很接近。在中新世,北非与中亚植物因陆地相接获得交流条件，经过选择与适应的变化逐步形成地中海西亚-中亚植物区系。北方温带落叶阔叶林仍然分布较广，但在更北面更凉湿的地区，北方植物区系获得迅速发展，它以裸子植物中的云杉、冷杉、落叶松等为代表，并夹有一定数量的桦、榛、赤杨等。上新世期间北半球中纬地区植物区系变化很大。600万年前南北美间海峡消失，植物得以沟通交流。造山运动剧烈、气候大幅度降温，使第三纪植物区系受到非常深刻的影响，分布变化极大。更新世冰期和间冰期多次交替出现，造成植物大规模迁移。中欧和西伯利亚的第三纪植物区系成分在冰期被南部山地和干旱区阻挡，未能南下避难而大部绝灭，所以现代区系种类贫乏。北美亦仅在东南部和西海岸保存部分第三纪植物区系，与东亚遥遥相对构成间断分布。在中美地峡则只能进行过滤式迁移。更新世气候及它引起的生境变化，使各个种的不同种群经受多种自然选择压力，并使它们之间或孤立或接触，从而出现一些新种或变种。冰期和间冰期的交替使海平面上下变动约300m，使白令海峡等植物传播阻障数次消失。此时期中国大陆与台湾岛的植物也有多次交流。

最近一次冰期结束，气候回暖，海面上升，大陆架又被海侵没入水下，岛屿植物与大陆联系中断，大陆植物逐渐向中高纬地区迁移。距今7000—5000年前气候最为温暖，喜暖植物分布比现代更偏北。其后出现波动式降温，有几次降温幅度很大，引起植物分布的相应变化。但这期间人类活动的影响已很重要，特别是对栽培植物和杂草的传播作用更为突出。

中国植物区系组成及特点中国植物区系成分分析中国植物区系分区丰富的植物种类起源古老，具有演化系统中的各种类群分布类型多样，地理成分复杂区域性强，地理分布的区域分异明显又相互渗透特有性程度高

热带分布或热带分布为主的科属

温带或以温带分布为主的科属

中国特有分布泛热带分布

我国约372属，有的除见于分布中心外，还分布到亚热带；有些属的少数种类扩展分布到温带地区，绝大部分为草本类型；卫矛属等少数木本植物延伸到北方温带地区，是为热带残遗成分。旧大陆热带分布

在我国约有163属，其中限于热带的有血桐属、山姜属等，分布到亚热带的有芭蕉属、合欢属等。只有极少数分布到温带，如楝属等。本类多为古老而保守的成分。热带亚洲至热带大洋洲成分

多呈热带亚洲与热带澳大利亚间断分布。我国约有150属；可能起源于古南大陆。热带亚洲至热带美洲分布

在我国有89属，。热带非洲至热带亚洲分布

约151属，其中约74属限于热带，这种现象可能由于亚非间直接联系时间较久的缘故。热带亚洲（印度-马来亚亚）

分布种类最丰富，共542属（占全国总属数19%）。其中单型属及少型属竟达263属，约占本类成分的一半，表明它具有古老的或原始的性质。北温带分布

我国有29科，296属。几乎囊括广布北温带的所有乔木属，这说明北温带植物区系的整体性，也显示中国是保存这一类型最完整的地区。东亚-北美东部分布

我国共有117属。东亚分布（喜马拉雅到日本）

是我国另一最重要的分布类型。地中海西亚-中亚分布

曾占有古地中海大部，因第三纪以来强烈旱化，形成独特的区系。在我国计有166属，本分布类型中很多属的某些种可以见于澳洲、北美、南美、特别是非洲，表现出与这些地区曾有多种联系。旧大陆温带分布

在我国有157属，以草本植物为主。温带亚洲分布

在我国有63属。中亚分布

在我国主要见于西北地区，共112属。我国特有属共计196属，占全国属数的6.6%，隶属74科。其中单型属达142个，仅云南分布50多属，并且将近一半又为该省特有，且集中在滇西北。在四川、贵州各约25—30个特有单种属。特有的少种属共48属，亦大部分（约40多属）产于西南，其他地区很少。从起源上看，我国的特有属中一部分为古老的第三纪古热带植物区系的后裔或残遗，另一些则为第三纪以后发生的进步类型。这些古老的特有属中包括喜树、串果藤、珙桐、杜仲、青钱柳、青檀、独叶草、文冠果等。

欧亚森林植物亚区亚洲荒漠植物亚区欧亚草原植物亚区青藏高原植物亚区中国－日本森林植物亚区中国－喜马拉雅森林植物亚区马来西亚植物亚区岛屿隔离的影响（距离）岛屿面积差异的影响岛屿年龄的影响岛屿生物地理平衡理论岛屿生物地理学理论的验证与应用岛屿化岛屿的物种数与面积关系(Arhenius,1921;Gleason,1922)

S＝cAz

S－种数，A-面积，z、c为常数岛屿上物种数预测：MacArthur的平衡说岛屿群落的进化岛屿的物种进化较大陆快；远离大陆的岛屿上，地方种可能较多；岛屿群落可能是物种未饱和的群落。岛屿生态与自然保护区对自然保护区的设计有一定的指导意义岛屿上物种数预测岛屿上的物种数目决定于迁入物种和灭亡物种的平衡，而且是一种动态平衡，即不断有物种灭绝，由同种或别种的迁入而得到补偿。不同类型岛屿的物种数1岛屿上的物种数不随时间变化；2平衡是一种动态平衡，即灭绝不断被新迁入的种所代替；3