植物区系空间分布与环境演变

侏罗纪时
• 统一的大陆已分裂为南北两块，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（其
后又出现柏科植物），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。
• 植物区和亚区的划分情况，学者意见各有不
同。普遍接受的观点是德鲁特（1890）与狄
尔斯（1908）先后划分的六个植物区。即：
全北区（泛北极区）、新热带区、古热带区
、澳大利亚区、好望角区、南极区。
• 塔赫他间1978年提出自己的新分区ห้องสมุดไป่ตู้统，
包括6个植物区，8个植物亚区、34个植物
地区和142个植物省。
• 1，世界种，一般为盐生植物或淡水植物。
据统计，分布范围占世界陆地面积1/2的植
物不足100种，分布范围占世界陆地面积1/4
的植物不足200种。 • 2，除世界种外，植物大多分布一定地区范 围，分布范围可大可小。
属和科的分布中心
• 每个属的分布区则包含其下各个种的分布区 的总和。 • 一个属如果其下只有一个种，称为单型属，
泛北极植物区
A.
北方亚区（1、2、3、4）
古地中海亚区（5、6、7、8） C. 马德雷亚区（9）
B.
古热带区
A. B. C. D. E.
非洲亚区（10、11、12、13） 马达加斯加亚区（14） 印度－马来西亚亚区（15、16、17、18） 玻利尼西亚亚区（19、20） 新喀里多尼亚亚区（21）
• 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
异地（域）物种形成
1，地理隔离导致生殖隔离 2，对种：异地分化的亲缘极近的2个种 3，地理替代种：一个属内亲缘关系较近的几 个种，地理上连续分布。
2，同地（域）物种形成
多倍体的形成，造成就地新种的形成。
3，平行物种的形成
植物种分布区的扩展
• 各种植物都有自己的繁殖策略，来保持甚
至扩展自己的分布区。但它们扩展的方式
植物区系空间分布与环境演变
教师：李懿
植物的分布区
一，种的分布区 该物种所有的成员占有的区域。 1，描述种分布区的方法
点图法 轮廓法
Pinus pumila（偃松） 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（Plantago major）的分布范围
越久，特有程度越高。
• 最高分区单位是植物区（Kingdom）。划分 区的标准是含有高比例特有种和特有属， 此外还有较多特有科。 • 其次为亚区、植物地区（Region），划分 的重要标志是特有属和植物科属的组成特 点。
• 再下一级单位即植物省（Province）的特有 属比例较低，仍含有一定的特有种。 • 最小单位植物小区主要根据区系种类组成 的相似性划分。
• • • •
新热带区（22——26） 澳大利亚区（28——30） 好望角区（27） 泛南极区（31——34）
世界植物区系时空演变
• 植物分布在地质时期中经历了巨大变化。强 烈影响植物地理分布的因素很多，例如板块 漂移、海陆形势变化（海侵与海退）、古气 候变化、植物类群分化与进化等。它们之间 又通常相互联系，错综复杂，不少情况尚未 查明。
• 2、发生成分:植物区系组成种类，可以根 据各类群的起源地（起源中心）划出若干 发生成分。
3、迁移成分:按植物种迁移到某一植物区系所 在地所循的迁移路线来划分。 4、历史成分:植物区系的历史成分根据该组成 成分参加当地植物区系的地质时期划分。 5、生态成分:按植物种的适应生境而定。
三、地区间植物区系比较分析
和能力都各不相同。
• 特殊的生境，像盐碱地，沼泽，酸性土等， 适生的植物都被束缚于此，它们分布的边界 依据这些生境的范围而定。
影响植物分布范围的环境因素
1，气候变化
2，地形变化
3，板块运动
气候变化
• 气候变迁对植物种分布区的影响是最重要 的。短时间尺度内的气候波动会使分布区 呈现摆动趋势，不过很少造成严重变形。 • 第四纪数万年至百万年的气候变迁对许多 植物分布区影响极为重要。
31 53 118 105
32 50 138 72.8
20 29 80 25.6
21 29 79 11.1
25 36 92 27
34 64 224 241.5
1.71
2.23
1.56
2.76
1.45
2.76
1.38
2.72
1.44
2.56
1.88
3.5
中国种子植物特有属在各省分布的多度
二、植物区系成分分析
• 各地区植物区系之间既有相互联系的一面，
又有独立发展的一面，具体情况可以反映地
区间的共同性程度或者关系的密切程度，为
此需要进行植物区系间的比较分析。
• 植物区系的统计资料提供最基本的数据，
可用来剖析区系的组成特征。因为对种的
概念理解不同，各家划分的种有大小、多
少的差异，不便比较种的数目。而属是较 为清楚和稳定的分类单位，一般用来进行 区系类型统计，但通常将世界属排除不计 。
1．科属种数目统计
2．分布多度分析
西北干旱区水生植物的分类多样性
Tarim basin Dzungarin basin Qaidam basin Hexi corridor Alxa Plateau The entire arid region
Number of families Number of genus Number of species Area (104 km2) Genus/ families Species/ genus
中国植物区系概述
• 我国种子植物共有301科，2980属，24550 种（连同蕨类可达27150种），它们的分布 区类型十分复杂，根据吴征镒、王荷生（ 1983）的研究，可以归纳为以下几个主要 类型。
板块运动
南半球分布的山龙眼科
间断分布区形成的不同过程图解
植物区系分析
进行植物的区系分析，通常做3个方面 的内容： 1，分类学的统计和分析，统计科属种的数目 和大小。 2，根据区内所有植物分布类型特点，进行植 物区系成分分析。 3，不同地区之间，植物区系比较分析。
植物区系分析
一、植物类群的统计和分析
• 2，对种分布区的分析，有助于帮我们了解 种和环境的关系。分析过程中，我们主要
要掌握3方面的类容。
① 分布区的结构
② 分布区的形状
③ 分布区的范围
分布区的结构
• 植物种的个体不能布满该种分布区的所有 空间，它们仅有选择的分布在适宜的生境。
分布区内，生境的变化，使种的分布表现
出空间的不连续性。
• 早第三纪期间南方古陆冈瓦纳继续分裂移动 。但南温带植物区系广布于南美南部、新西 兰、澳大利亚东南部。其中八个科包括山龙 眼科、鼠刺科、五桠果科、帚灯草科等亦见 于南非，证明它们之间尚有联系。
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。
• 如果某地拥有特有科属较多，则可以推断 该地与周围地区脱离地理（生态）联系和 区系交流的时间较久。
• 达尔文曾考察过的南美西边的加拉帕戈斯群岛拥有 较多特有种和少量特有属。智利西部的胡安-费尔 南德斯群岛的植物种类不多，却有着许多特有属， 甚至有一个特有科。就它们与南美大陆植物相似性
来说，前者的属相似性指标高达98%，而后者与智
利植物几乎没有甚么亲缘关系，却和新西兰等地植 物近似。
世界植物区系分区
• 利用上述各种植物区系分析方法研究有关地 区的植物区系，并把那些植物区系成分的性 质和发展历史相似的地区合并，按照相似程 度、关系密切程度，分成若干等级，便是植 物（区系）区划。
• 现代分布区的形成不仅受现代地理环境制约 ，还深受古地理演变、植物进化特点因素限 制，分区单位越高，植物区系独立发展历史
这种情况，属和种的分布区一致。
科和属分布区的结构——分布中心
• 分布中心：一个属其下各个种分布最丰富的
地区称为该属的分布中心或多样性中心。
• 分布中心一般为一个，也有可能超过2个。
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
地区间植物区系的相似程度可使用简 单的计算求出，设甲乙两地各分布有A与B 属植物，其中共有C属植物，按不同的计算 方法，均可获得相似性： K=C/A+B-C
• 北京地区木本植物种类与外围地区作过比 较，得知它与东北南部的种相似性系数为 70%，与山东半岛为35%，与朝鲜为75%， 与苏南为27%。故本森林区木本植物组成与 南侧各地已有较大差别。
椴属一些亲缘种的分布范围
• 第三纪时分布很广的一些植物，在冰期时 分布范围急剧缩小，至今仅保有狭小的分 布区，这类情况称为地理残遗分布。
红杉、水椰和鹅掌楸属植物的历史和现代分布
地形变化
• 近数百万年内，全球各大山系和高原的猛 烈抬升，使得原有环境性质和结构发生重 大变化，特别是影响气候的变迁，对许多 植物分布产生极为重要影响。
• 因此，种的分布区反映了该种的实际生态
幅，但常处于动态变化中。
种的分布形状
• 植物种的分布形状一般可以归纳为2类：
连续分布
间断分布
中国特有种的分布
• 其中，间断分布区又根据其间断的地理位
置划分为多种间断类型：
如：北极-高山式分布
西欧-东亚型分布
欧亚—北美间断 非洲—美洲间断等等
獐耳细辛
分布区的范围
许多现代属。
• 南北纬25°之间为早第三纪赤道热带植物 区系，与现代湿润热带植物很相似，它主 要分布在我国南部与东南沿海地带，并斜 向西北，最北界延伸到英格兰（50°N）与 阿拉斯加（62°N），形成古地中海第三纪 植物区。
• 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。
早白垩世（1.3亿年前）
• 出现被子植物。
• 这时气候仍很温暖，但由于山地抬升使部
分内陆转为干燥环境。
中白垩世（1.1—1.0亿年前）
• 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。
• 分布空间的断裂，使一个种形成若干种群
（生物进化的最小单位）。
• 有人认为植物有效杂交的范围仅在以平方 米为单位的空间内。 • 如果，一种植物分布的生活环境有很大差
异时，各种群还会分化出若干生态型。
如：气候生态型，土壤生态型。
• 通常，种的分布区可分为两部分，一部分 具有该种最适宜的生长发育条件，另一部 分则不然。
第三纪末与第四纪初
• 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，尤其是 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。
距今11000年前
• 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 。
植物区系成分 floral element
指构成某地区植物区系的植物种中，其
分布圈、分布过程等同一起源的植物群。
1.
2. 3. 4. 5.
地理成分
发生成分 迁移成分 历史成分 生态成分
• 1、地理成分:一个地区的植物种类组成可 按它们的地理分布特征划分为若干地理成 分。
• 例如，现在阿尔卑斯、巴尔干等高地所见 的仙女木、拳参、高山银莲花、矮点地梅 等从前在极地一带分布的植物，但在冰河 期南移，以后随着气候变得温暖，致在这 些地区的高山还可以看到它们彼此孤立地 分布，所以称为极地高山成分。