1、第二章 植物區系空間分異與環境演變講授：鄭琰明 博士第二節 植物分布區與分布區的形成第一節 植物區系基本概念第三節 植物區系分析第四節 人為活動與植物分布一、植物區系基本概念二、植物區系研究意義 植物區系(flora)就是指某一地區，或者某一時期、某一分類群、某類植被等所有植物種類的總稱。世界植物區系二、植物區系的研究意義植物與環境相互關系現代植物區系地理歷史植物地理學植物區系與前沿問題一、植物分布區的靜態特征二、植物分布區的形成與變化一個種系或任何分類單位（種、屬、科等）在地表分布的區域。植物分布區描繪植物分布區的方法將種的分布地點標繪在地圖上，并用直線連接所有最相近的兩分布點，從而形成連接

2、各個點的“樹”?！皹洹北硎靖鞣植键c之間的最小距離。點圖法輪廓法分布區制圖涂斑法鄰近距離平均法將某植物分類群已知的分布地點用圈或其他符號填繪在一定比例尺的空白地圖上。能夠直觀地表示植物分布的特點。該法便于比較分析。采用在小比例尺地圖上把整個分布區涂成斑塊。用不同的陰影線，表示同一類群中不同種的分布范圍。 用實線將植物分布的最外圍各個點聯結起來，繪出分布區輪廓，推測部分用虛線表示。點圖法莧屬的澳洲分布區 (Amaranthusspecies) 莧屬(Amaranthus)植物是一類分布廣泛的草本植物，包含了大約70個種，常統稱為野莧菜。其普遍特征是花序和葉子會呈現出不同程度的紫紅色到金色。該屬有一

3、些種被認為是有危害的雜草，而另一些則是世界各地廣泛食用的葉菜，糧食或是觀賞植物。偃松(Pinus pumila)分布區(輪廓法)殼斗科3個屬分布區1 櫟屬 2 山毛櫸屬 3 假山毛櫸屬(圖斑法)擬單性木蘭屬的分布區圖(鄰近距離平均法)靜態特征種分布區分布區結構分布區形狀分布區范圍屬和科分布區分布中心間斷分布分布范圍種分布區: 一個物種由若干個植物組成，它們所占有的全部地域。歐刺柏的北美分布區 歐刺柏（Juniperus communis）是一種小灌木，是柏科刺柏屬的植物。分布于原產歐洲、北非、北美以及中國大陸的南京、上海、青島、杭州等地。（一）分布區的結構植物種的個體不能布滿該種分布區的所有空

4、間，它們僅有選擇的分布在適宜的生境。分布區內，生境的變化，使種的分布表現出空間的不連續性。分布空間的斷裂，使一個種形成若干種群（生物進化的最小單位）。有人認為植物有效雜交的范圍僅在以平方米為單位的空間內。如果，一種植物分布的生活環境有很大差異時，各種群還會分化出若干生態型。如：氣候生態型，土壤生態型。通常，種的分布區可分為兩部分，一部分具有該種最適宜的生長發育條件，另一部分則不然。因此，種的分布區反映了該種的實際生態幅，但常處于動態變化中。（一）分布區的結構2 間斷分布區1 連續分布區 區內該種植物重復出現在適宜它生存的生境，各部分之間沒有被不可逾越的障礙隔斷而失去交流繁殖體的可能性。有些種的

5、連續分布區周圍有島狀生長地點，但通常距離主分布區不遠，表明彼此存在著密切聯系。 分布區分裂為相距遙遠的兩部分或更多部分，中間被高山、海洋、不適宜氣候或土壤等阻礙隔開，各部分的種群間失去基因交流的機會。（二）分布區的形狀偃松(Pinus pumila)的連續分布區毛茛 (Ranunculus glacialis) 的北極高山式間斷分布區西歐-東亞型間斷分布 鈴蘭，是百合科鈴蘭屬中的唯一種，原產北半球溫帶，分布遍及歐、亞及北美洲，特別是較高緯度地區，中國的東北、華北地區海拔8502500處均有野生分布?；涗浀拇浒貣|亞北美間斷分布 高緯度地區 許多植物種的分布區呈東西向展布的長條形。（連續分布）

6、 原因分布地區生存條件的空間變化東西差別小，南北差別較大有關。 熱帶地區 南北直徑較大 寒帶和溫帶地區 自西向東呈橢圓形 原因南北方向的氣候條件尤其是溫度條件變異較大 。 島嶼狀分布 大陸特有、地方特有、局地特有。典型的是島嶼、孤峰。世界種特有種少數種類植物分布遍及世界各地。 多是鹽生植物、淡水水生植物，所在地僅為局部適宜的生境，真正占有的總面積不大。非真正遍及世界，據統計占世界陸地面積一半的種僅有二三十種，占1/4的最多不超過200種。分布區僅局限于某一特定的地理區域的植物種類。（三）分布區的范圍大車前草世界種大車前（Plantago major）的分布 1 銀杉，2 杉木和臺灣杉木，3 水

7、松，4 水杉，5 金錢松中國特有種的分布屬分布區科分布區（種+種+種)的分布區單型屬1/3屬是親緣關系相近的種的聯合。是科內各屬分布區的總括。各科和屬形成歷史久遠，其中種間生態特征常有明顯差別，所以分布類型多樣且原因復雜。屬和科的分布區結構1 分布中心多種屬的分布區內出現若干種集中分布現象，其中種數最豐富的地區稱為該屬的分布中心或多樣性中心。分布中心一般為一個，也有可能超過兩個。表3-1 從西班牙南部到日本間一些屬的種數變化2 間斷分布呈連續分布的科屬大多分布范圍較小，種類不豐富。種屬間斷分布最為常見，并不乏遠距離間斷。 北溫帶間斷分布 熱帶間斷分布 南溫帶間斷分布 南北溫帶間斷分布殼斗科三個

8、屬的間斷分布1 櫟屬 2 山毛櫸屬 3 假山毛櫸屬3.1 屬的分布范圍世界屬地方特有屬千里光屬苔草屬大戟屬茄屬亞世界屬僅缺失于某大洲，共計130屬，占1%.有花植物占有花植物總數的80%泛熱帶分布，約250屬。其他屬溫帶分布，約165屬。限于一個洲分布: 亞洲370屬；美洲350屬；非洲110屬；澳洲60屬。 3.2 科的分布范圍世界分布科特有科次級廣泛分布科泛熱帶分布 番荔枝科、棕櫚科、芭蕉科等。南半球分布 山龍眼科、帚燈草科等。北半球分布 懸鈴木科、金縷梅科、樺木科、 槭樹科、檉柳科等。被 子 植 物 具有遠距離間斷分布特征。禾本科、莎草科、菊科、石竹科、豆科、唇形科、藜科、百合科、眼子菜

9、科等。美洲72個；亞洲52個；非洲48個；大洋洲36個。 具有不同的分布中心。千里光屬：（學名：Senecio）是菊科下的一個屬，為草本、亞灌木或灌木植物。該屬共有1200種以上，分布于全世界。 苔草屬(Carex) 是莎草科中的一個屬，至今已知的共有約2000個種。大多數這些植物生活在寒帶或者溫帶地區。 大戟屬是大戟科植物的一個屬，約有2160多個種，比較常見的有一品紅、燈臺草等。大戟屬植物是現時地球上其中一種生長范圍極廣的植物種屬，主要在非洲及美洲的熱帶及亞熱帶地區生長，但在溫帶亦有發現。 茄屬（Solanum），約2000余種，分布于全世界熱帶及亞熱帶，少數達到溫帶地區，主要產南美洲的熱

10、帶。(一) 物種的形成與分布(二) 種分布區的擴展(三) 環境演變與植物分布區的變化(四) 分布區特征與植物系統發育1 異地物種形成2 同地物種形成3 平行物種形成1 異地物種形成(allopatric speciation) 異地種形成一般是由原分布區連續的祖先種，因地理或其他因素而被分隔為若干相互隔離的種群，這種地理隔離所導致的生殖隔離可能會出現兩種結果：（1）種的間斷分布（2）屬的間斷分布 如果兩個種群在新種形成前（獲得生殖隔離之前），其地理分布區完全隔開、互不重疊，那么這種情況下的種形成就是異地種形成。成對種：異地分化的親緣很近的兩個種。二葉舞鶴草加拿大舞鶴草歐 亞 北 美東 亞 鵝

11、掌 楸北 美 鵝 掌 楸地理替代種 一個屬內親緣親近的若干個種，特征相似而具有各自獨立的分布區，在空間上依次排開。 如親緣較近的油松、巴山松、高山松和云南松，各分布在華北、大巴山區、橫斷山脈北部和南部。2 同地物種形成(Sympatric speciation) 同一物種在相同的環境下生存繁衍，但是由于行為改變或基因突變等原因而演化為不同的物種。豪勛爵島上的荷威椰子(Howea palm) 同地物種形成作為一種不需要地理隔離的成種模式，曾經被視作一種極為罕見的成種模式，對現代生物界的影響極小。不過，最近研究發現在某些地區，同地物種形成相當普遍。在澳大利亞一個亞熱帶太平洋小島豪勛爵島(Lord

12、Howe Island)上，研究者分析了一些瀕危植物的基因、生態學信息，發現存在11種由同地物種形成作用產生的物種。研究結果還顯示，這個小島上1/5的物種都應是同地物種形成作用的結果。 3 平行物種形成 兩個正經歷種化中的族群雖然分處兩個地域，但是各有一邊相鄰；從一邊最極端到另一極端之間的兩個族群都產生些許差異，而彼此相鄰的兩族群之間仍能互相雜交繁殖；不過，在各族群兩邊最極端的族群已經發生太大差異而形成不同的種類。 分布區的擴展范圍受散布種子的能力和擴展持續時間的影響很大。果實成熟風力搬運流水漂送動物傳播 植物分布區的擴展受到許多條件的限制。舊分布區阻障新分布區外傳克服豌 豆鳳仙花種子 一些植

13、物還具備自動播種的特殊裝置，有一種名為“噴瓜”的植物，它會結出帶有毛刺的其貌不揚的小瓜，當瓜成熟時，只要稍有觸動，它便會脫落，并在瞬間從頂端將瓜內的種子噴射出去，射程可達6m。 野茼蒿(GynuracrepidioidesBenth),菊科一年生草本, 莖葉可作蔬菜，也可作綠肥。據說，當年馮白駒將軍統率的瓊崖縱隊在五指山區堅持革命斗爭23年紅旗不倒，靠的就是這種野菜充饑，又名“革命菜”。蒲公英白花鬼針草狼尾巴草狼尾巴草蒼 耳 各個植物種的“生存”期長短不會一樣，一般可能達數十萬年以上，而少數（如水杉）要長壽得多。植物科的歷史至少應以數千萬年計算。在如此久遠時間內，它們不可避免地要經歷環境的不同程度變化，從而改變自身的分布狀態。1 氣候演變2 地形變化3 板塊運動1 氣候演變氣候變遷對植物種分布區的影響是最重要的。短時間尺度內的氣候波動會使分布區呈現擺動趨勢，不過很少造成嚴重變形。第四紀數萬年至百萬年的氣候變遷對許多植物分布區影響極為重要。1