《植物地理學(xué)》

第一章植物分類類群、演化

與地球環(huán)境主要內(nèi)容

第一節(jié)植物分類與植物系統(tǒng)進(jìn)化植物分類原則、單位和命名植物界的大類群植物的個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育第二節(jié)植物進(jìn)化與地球環(huán)境第一節(jié)植物分類與植物系統(tǒng)進(jìn)化一、植物分類原則、單位和命名（一）物種（二）植物分類的原則和依據(jù)（三）分類單位和等級系統(tǒng)（四）植物的命名物種種(Species)：具有相似的形態(tài)特征，表現(xiàn)為一定的生物學(xué)特性，在自然界中占有一定的分布區(qū)，同種的個體彼此交配能產(chǎn)生遺傳性相似的后代，不同種通常存在生殖上的隔離或雜交不育。種群(Population)：同一物種占有一定空間和一定時間的個體的集合體。（存在單位、繁殖單位和進(jìn)化單位）亞種(Subspecies)：地理宗，群體變種(Variety)：積累了一定形態(tài)變異，且較穩(wěn)定，又有一定的空間地域。種群內(nèi)的變體。個體變型(Form)：雖有形態(tài)變異，但零星分布。植物分類的原則和依據(jù)人為分類系統(tǒng)：按照自己的目的和方便，選擇植物的一個或者幾個特征為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，然后按人為的標(biāo)準(zhǔn)順序排成分類系統(tǒng)。李時珍：根據(jù)植物的外形和用途，分為草、木、谷、果、菜5部。林奈：根據(jù)雄蕊的有無、數(shù)目及著生情況將植物分為24綱。自然分類系統(tǒng)：按照親緣關(guān)系和進(jìn)化順序恩格勒分類系統(tǒng)（1892）哈欽松分類系統(tǒng)（1926）植物界的主要分類單位中文拉丁文英文舉例界RegnumKingdom植物界(Plantae)門Divisio;PhylumDivision種子植物門(Spermatophyta)綱ClasisClass松柏綱(Coniferae)目OrdoOrder松柏目(Coniferales)科FamiliaFamily松科(Pinaceae)屬GenusGenus松屬(Pinus)種SpeciesSpecies油松(Pinustabulaeformis)亞門、亞綱、亞目、亞科、族、亞族、亞屬、組、系、亞種(Subspecies,subssporssp)、變種(Varietas,var.)、變型(Forma,f.)等。植物分類單位和等級系統(tǒng)植物的命名《國際植物命名法規(guī)》1753年林奈（Linnaeus）“雙名法”,屬名＋種加詞＋命名人名詞、第一個字母大寫、斜體形容詞、第一個字母小寫、斜體縮寫、大寫、正體銀白楊PopulusalbaL.新疆楊PopulusalbaL.var.pyramidalisBye.桃Prunuspersica(L.)Batsch白碧桃Prunuspersicaf.albaSchneid二、植物界的大類群孢子植物（隱花植物）植物界藻類植物菌類植物頸卵器植物維管植物（有花植物）（無胚植物；原植體植物）（有胚植物；莖葉植物）1原核生物2真核藻類和真菌、地衣3苔蘚和蕨類植物4種子植物植物界的大類群（一）原核生物

單細(xì)胞生物有細(xì)胞壁無細(xì)胞核結(jié)構(gòu)無性生殖細(xì)菌門（Schizomycophyta）藍(lán)藻門（Cyanophyta）細(xì)菌結(jié)構(gòu)最古老、最微小（1-10微米）無所不在，無孔不入

適應(yīng)力極強(qiáng)細(xì)菌門約1600種細(xì)菌的形態(tài)桿狀球狀弧狀細(xì)菌的分類形態(tài)——球菌、桿菌、螺旋菌

需氧與否——厭氧菌、好氧菌

能量來源——自養(yǎng)型細(xì)菌異養(yǎng)型細(xì)菌藍(lán)藻門藍(lán)藻細(xì)胞模式圖含葉綠素a、胡蘿卜素、藻藍(lán)素等色素

125屬1200種可進(jìn)行光合作用云南滇池爆發(fā)藍(lán)藻分布范圍廣真核藻類

單細(xì)胞或多細(xì)胞，后者無根、莖、葉分化有細(xì)胞核結(jié)構(gòu)葉綠體中含葉綠素a和其他類型的色素，自養(yǎng)生活無性生殖或有性生殖含綠藻、紅藻、褐藻、硅藻等9門，約2.7－4萬種主要分布在水中（淡水或海水）藻類是古老又原始的低等植物門頭溝發(fā)現(xiàn)10億年前藻類化石圖硅藻褐藻衣藻單細(xì)胞真菌門(Eumycetes)

除典型的單細(xì)胞真菌外，絕大多數(shù)由菌絲體構(gòu)成多核單細(xì)胞菌有細(xì)胞核結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁主成分為幾丁質(zhì)典型的異養(yǎng)生物（寄生、腐生、共生）繁殖方式多樣——營養(yǎng)繁殖，無性生殖，有性生殖

2850屬約7萬多種真菌真菌皇后——織金竹蓀腳氣真菌真菌的經(jīng)濟(jì)意義以及與人類的關(guān)系食用真菌：蘑菇、香菇、木耳、銀耳、猴頭等藥用真菌：靈芝、豬苓、蟲草等工業(yè)用途：廣泛應(yīng)用于釀酒、面包、化工、造紙、制革等工業(yè)，也用于提取生長素、抗生素等地衣門(Lichenes)

多年生，是自養(yǎng)型藍(lán)藻或綠藻與異養(yǎng)型真菌共生體

提供光合產(chǎn)物

吸收養(yǎng)分和水分根據(jù)形態(tài)分為——葉狀、殼狀、枝狀先鋒植物——適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力很強(qiáng)約1700種地衣的形態(tài)——葉狀地衣的形態(tài)——?dú)畹匾碌男螒B(tài)——枝狀地衣的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和在自然界中的作用藥用：松蘿、石蕊、石耳等飼料：石蕊、冰島衣等為馴鹿的重要飼料食用：柳花、鹿角菜等，石耳、地茶可作飲料工業(yè)原料：提取香水、石蕊試劑、染料等先鋒植物：加速巖石風(fēng)化和土壤形成危害林業(yè)：生于云杉、柑橘、茶樹上的地衣影響樹木生長

苔蘚植物門(Bryophyta)

呈葉狀或有莖葉分化無完善的輸導(dǎo)組織，無根的分化——植株矮小自養(yǎng)型，可進(jìn)行光合作用世代交替——有性繁殖世代＋無性繁殖世代形成配子形成孢子多生于潮濕的環(huán)境，在苔原、泥炭沼澤或高山可能成優(yōu)勢種分為苔綱、角苔綱和蘚綱23000種左右，對SO2敏感。苔綱(Hepaticopsida,Hepaticae)的代表種類地錢(MarchantiapolymorphaL.)角苔綱(Anthocerotopsida,Anthocerotae)的代表種類角苔(Anthocerospunctatum)蘚綱(Bryopsida,Musci)的代表種類葫蘆蘚(FunariahygrometricaHdew.)

蕨類植物門(Pteridophyta)

有根、莖、葉分化

維管植物——更高大——獲取能量、物質(zhì)能力更強(qiáng)

自養(yǎng)型，可進(jìn)行光合作用世代交替——有性繁殖世代＋無性繁殖世代形成配子形成孢子多生于陰濕和濕熱的環(huán)境，在熱帶和亞熱帶地區(qū)種類和數(shù)量較多中國蕨類植物的多樣性全世界有蕨類植物10000～12000種，中國有2200～2600種，占世界種數(shù)的22％。由于中國地域廣大，自然條件復(fù)雜多樣，除了熱帶少數(shù)科屬外，中國擁有的科屬數(shù)幾乎占世界的95％，這說明中國的蕨類植物有極高的多樣性。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國特有的蕨類植物有500～600種，占已知中國蕨類植物的25％左右蕨類植物的葉變化很大，有能育葉和營養(yǎng)葉、同型和異型之分。正常葉，幼時呈拳卷式，長大以后，分為葉柄和葉片兩部分。裸蕨木賊現(xiàn)存蕨的種類石松真蕨蕨類植物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值藥用：石松、金毛狗、骨碎補(bǔ)、貫眾、蕨等食用：蕨、紫萁、莢果蕨等指示植物：土壤指示植物：鐵線蕨為強(qiáng)鈣性土壤指示植物氣候指示植物：桫欏為熱帶亞熱帶指示植物礦物指示植物：木賊科某些種可為金礦的指示植物工業(yè)用途：石松孢子可用于火箭等突然起火的燃料農(nóng)業(yè)用途：滿江紅為優(yōu)質(zhì)綠肥觀賞：鐵線蕨、桫欏、腎蕨、巢蕨、鹿角蕨等

種子植物門(Spermatophyta)

是植物界最繁盛的類群，約有196000種維管束更加發(fā)達(dá)，機(jī)械組織和輸導(dǎo)組織更完善孢子體發(fā)達(dá)，配子體簡化，僅在有性生殖時形成，且始終依賴孢子體生長花粉管出現(xiàn)，受精作用可以不再借水為媒介種子產(chǎn)生，利于種族繁衍分為裸子植物和被子植物裸子植物門(Gymnospermae)具有裸露的胚珠孢子葉聚生成球花形成花粉管，受精作用不再受水的限制孢子體發(fā)達(dá)，枝莖木質(zhì)部發(fā)達(dá)，但一般只有管胞而稀具導(dǎo)管，配子體退化分布較廣木本。葉呈針形、鱗形、線性，稀為扇形、橢圓形或退化成鞘狀裸子植物的分類和常見科屬代表蘇鐵綱(Cycadopsida)銀杏綱(Ginkgopsida)松柏綱(Coniferopsida)紅豆杉綱(Taxopsida)買麻藤綱(Gnetopsida)5綱9目12科71屬近800種，我國有5綱8目11科41屬約240種，引種栽培1科7屬約50余種。有不少第三紀(jì)孑遺植物或稱“活化石”植物。

鐵樹綱常綠木本，莖粗壯，常不分枝葉螺旋狀排列營養(yǎng)葉大型、羽狀深裂，集生于枝頂雌雄異株孢子葉球頂生游動精子具多數(shù)鞭毛1目3科11屬209種，分布于熱帶、亞熱帶地區(qū)我國1科1屬15種

銀杏綱落葉喬木枝條有長、短枝之分葉扇形，先端2裂或波狀缺刻，具叉狀脈序葉在長枝上散生，在短枝上簇生球花單性，雌雄異株精子具多數(shù)纖毛種子核果狀僅存1種松柏綱喬木，稀灌木，莖有長短枝之分莖髓部小，次生木質(zhì)部發(fā)達(dá)，具樹脂道葉單生或成束，針形、鱗形、鉆形、線形或刺形，葉表具厚角質(zhì)層及下陷氣孔孢子葉球單性，孢子葉常排列成球果狀花粉有氣囊或無氣囊，精子無鞭毛球果種鱗與苞鱗離生、半合生或完全合生種子有翅或無翅，胚乳豐富，子葉2~10枚4科約400種，是現(xiàn)代裸子植物數(shù)目最多，分布最廣，經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大的一個類群松科(Pinaceae)喬木，葉針形或條形，針形葉常2~5針一束，生極度退化的短枝上，基部包有葉鞘條形葉在長枝上螺旋狀著生，在短枝上簇生球花單性同株小孢子葉螺旋狀排列，每個小孢子葉有2小孢子囊，小孢子多有氣囊雌球花由多數(shù)螺旋狀排列的株鱗與苞鱗組成，苞鱗與株鱗分離，株鱗腹面生2倒生胚珠種子具翅，稀無翅松屬(Pinus)油松(Pinustabulaeformis)：葉2針一束馬尾松(P.massoniana)：葉2針一束白皮松(P.bungeana)：葉3針一束華山松(P.armandii)：葉5針一束銀杉(Cathayaargyrophylla)：活化石，1級保護(hù)金錢松(Pseudolarixamabilis)：庭園觀賞雪松(Cedrusdeodara)：庭園樹種杉科(Taxodiaceae)常綠或落葉喬木葉條形、鉆形或披針形，螺旋狀排列，稀對生，葉兩型，稀三型球花單性同株小孢子葉有2~9小孢子囊，小孢子無氣囊苞鱗與株鱗半合生(僅頂端分離)，能育株鱗具2~9直生或倒生胚珠球果當(dāng)年成熟種子具周翅或兩側(cè)具窄翅柏科(Cupressaceae)常綠喬木或灌木葉鱗形或刺形，對生或輪生球花單性，同株或異株雄球花有3~8對交互對生的小孢子葉，小孢子葉具3~6或多數(shù)小孢子囊，小孢子無氣囊苞鱗與株鱗完全合生，交互對生或3~4片輪生，1至多數(shù)胚珠直生球果成熟時種鱗木質(zhì)化或肉質(zhì)合生成漿果狀種子兩側(cè)具窄翅紅豆杉綱喬木葉線形、披針形、鱗形等孢子葉球單性異株，稀同株胚珠生于盤狀或漏斗狀的珠托上，或包于杯狀或囊狀的套被中種子具肉質(zhì)的假種皮或外種皮3科14屬約162種，我國3科7屬33種買麻藤綱(Gnetopsida)多灌木；次生木質(zhì)部常具導(dǎo)管，無樹脂道葉對生或輪生，葉片膜質(zhì)鞘狀、闊葉或?yàn)槿赓|(zhì)帶狀葉孢子葉球單性，有類似花被的蓋被(假花被)胚珠具1~2層珠被，上端延長成珠孔管精子無鞭毛,除麻黃科外,雌配子體無頸卵器種子包于由蓋被發(fā)育的假種皮中，胚乳豐富3科3屬約80種，我國2科2屬19種裸子植物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值林業(yè)生產(chǎn)中的作用：占世界森林面積的80%工業(yè)上的應(yīng)用：建筑、飛機(jī)、家具、舟車、礦柱、木纖維食用：華山松、紅松、銀杏、香榧、買麻藤藥用：松花粉、蘇鐵、銀杏、側(cè)柏、三尖杉、紅豆杉觀賞和庭院綠化：蘇鐵、銀杏、雪松、油松、白皮松、華山松、金錢松、水杉、金松、側(cè)柏、圓柏、南洋杉、云杉、羅漢松等

被子植物門(Angiospermae)具有真正的花具有雌蕊，形成果實(shí)具有雙受精現(xiàn)象孢子體進(jìn)一步發(fā)達(dá)和分化分為單子葉植物和雙子葉植物單：19目，65科，35000余種；雙子葉：64目，318科，165000余種

植物的個體發(fā)育（ontogeny)——某種植物從其生命的某個階段（如孢子、合子、種子等）開始，經(jīng)過萌發(fā)、生長、分化、發(fā)育、成熟和生殖等一系列形態(tài)和生理的發(fā)展變化，再出現(xiàn)和開始那個發(fā)育階段相同的第二代的全過程。即為植物的生活史（lifehistory)或生活周期（lifecycle)。罌粟的一生

植物的系統(tǒng)發(fā)育（phylogeny)

一種生物或一個生物類群，在地球上的發(fā)生、發(fā)展演化和衰亡的歷史過程。以銀杏為例。

個體發(fā)育與系統(tǒng)發(fā)育的關(guān)系

個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育是推動生物進(jìn)化的兩種不可分割的過程

個體發(fā)育是系統(tǒng)發(fā)育的前提和基礎(chǔ)，沒有個體發(fā)育，系統(tǒng)發(fā)育就會停止

個體發(fā)育受系統(tǒng)發(fā)育的影響和制約三、植物進(jìn)化與地球環(huán)境自然地理環(huán)境發(fā)展演化檢索表植物界的主要發(fā)展階段表2.1植物界主要發(fā)展階段和地質(zhì)年代表（引自金銀根，2006）前寒武紀(jì)——34億年前：單細(xì)胞原核生物；20億年前：單細(xì)胞真核藻類；8億年前：多細(xì)胞生物古生代——寒武紀(jì)：生物大爆發(fā)，藻類、蕨類植物奧陶紀(jì)和志留紀(jì)：植物由水生到陸生的進(jìn)化泥盆紀(jì)：裸蕨植物時代石炭紀(jì)：蕨類植物時代二疊紀(jì)：裸子植物繁茂中生代—裸子植物時代三疊紀(jì)：侏羅紀(jì)：白堊紀(jì)：恐龍滅絕、昆蟲和有花植物分化新生代—被子植物時代第三紀(jì)：昆蟲與被子植物繼續(xù)繁盛分化、出現(xiàn)鳥類和大量哺乳動物第四紀(jì)：靈長類一支進(jìn)化為人類藻菌植物時代

約太古代晚期至古生代志