植物地理课件第三章.ppt

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1、第三章 植物区系地理,第三章 植物区系地理,3.1 植物分布区,3.1 植物分布区,3.1.1 植物分布区的概念3.1.2 分布区制图3.1.3 植物分布区的大小与形状3.1.4 植物分布区的类型及成因3.1.5 分布中心3.1.6 大陆上早期植物分布,3.1.1 植物分布区的概念,分布区（areal）是一个种系或任何分布单位（种、属、科等）在地表分布的区域。以种的分布区为基础，在种的分布区的基础上再合并出属、科的分布区。植物分布区的类型称为分布型(distribution pattern)或地理分布型。,种的分布区 属的分布区 科的分布区 世界分布科热带分布科温带分布科间断分布科特有分布科特

2、殊分布科,3.1.2 分布区制图,点图法 能够直观地表示植物分布的特点。轮廓法（周界法）该法便于比较分析。涂斑法采用在小比例尺地图上把整个分布区涂成斑块。用不同的阴影线，表示同一类群中不同种的分布范围。,用点图法和轮廓法绘制的偃松（Pinus pumila）分布区（引自武吉华，1995）,3.1.3 植物分布区的大小与形状,分布区的形状和大小高纬度地区许多植物种的分布区呈东西向展布的长条形原因：分布地区生存条件的空间变化东西差别小，南北差别较大有关。寒带和温带地区 自西向东呈椭圆形 原因：南北方向的气候条件尤其是温度条件变异较大 热带地区 南北直径较大 岛屿状分布,影响分布区形状和边界的因素

3、气候因素 土壤因素 地形因素 生物因素 历史因素 人为因素,3.1.4 植物分布区的类型及成因,广域分布区狭域分布区 连续分布区 间断分布区 残遗分布区 替代分布区,广域分布区,广域分布区（世界分布区）有些植物的分布区面积辽阔，通常遍及各大洲，称为广域分布区（eurychoric areal）。世界种种类淡水植物盐生植物伴人杂草 占土地一半：100种占土地四分之一：200种,世界种（广布种）大车前（Plantago major）的分布范围,狭域分布区,概念特有分布 是指只生长在某一地区而不在其他地区出现的植物。类型大陆特有国家特有省域特有地方特有局地特有,特有分布的成因古特有种新特有种生态特有

4、种岛屿特有现象假特有种,中国特有种的分布,连续分布区（continuous areal）,连续分布区是指某一植物种(或属、科)连续分布在某一完整区域内。,世界分布（cosmopolitan）环极地分布（circumpolar）环北方分布（cicumboreal）泛热带分布（pantropic）,Pinus pumila 连续分布区,间断分布区,间断分布区的概念 间断分布区的类型 间断分布的成因,如果某一植物分类学单位占有两个以上相互分离的地区，并且它们之间不可能凭借现在的自然因素传播种子，这种分布区称为间断分布区（areal disjunction,discontinuous areal）。特

5、点：至少有两个核心为星散分布区,间断分布区,间断分布区的概念 间断分布区的类型 间断分布的成因,北极-高山间断分布泛北极间断分布北大西洋间断分布南北美洲间断分布古热带间断分布洲际山区间断分布古地中海地区间断分布泛南极间断分布极间间断分布 星散间断分布,间断分布区,间断分布区的概念 间断分布区的类型 间断分布的成因,自然条件的变化迁移说 陆地下沉 大陆漂移说跳跃式传播人为影响,踏脚石,壳斗科三个属的间断分布,间断分布的成因,（1）自然条件的变化 某种植物的分布区原来是连续的，但后来由于分布区个别部分的自然条件发生变化，引起该种在这一部分的死亡造成隔离；或者这个变化地区原来的种发生分化变为其他种，

6、也就是种系演化过程中发生了地理分化，而造成隔离。（2）由于某些植物分散迁移以及植物在原来分布区范围内死亡而发生（迁移说）例如欧洲在冰期时，很多北极植物向南迁移至中欧平原，冰川退后，这些植物一部分随着冰川向北退却，另一部分退居中欧高山，但欧洲平原地区的北极种都死亡了，而造成分布间断。,（3）陆地下沉 一部分植物分布的间断是由于陆地下沉而形成的：如非洲、马达加斯加和印度之间，根据“陆桥学说”，古代它们是相连的，后来“陆桥”下沉使彼此之间的植物形成间断，我国海南岛和雷州半岛也是在第四纪才失去联系，形成植物分布间断。（4）大陆漂移说 根据这个学说，认为在二亿年前，所有的大陆曾联合成一个单一的巨大陆块联

7、合古陆(pangaes)，约在中三迭纪分裂为冈瓦纳古陆(Gonawdha land)和劳亚古陆(Laurasla land，由欧亚、北美大陆组成)，中间隔着古地中海。以后，前者相继分裂为印度、非洲及南半球诸大陆，并向北移：北美自欧洲分离，随大西洋向西、向北漂移。直到新生代大陆才漂移到今天的位置。这就提供了“世界植物热带统一起源说”的地质基础，比较合理地解释了洲际间断产生的原因。,5）跳跃式传播造成间断分布 夏威夷距离北美3900km，至少有25个分类单位属于两地间断分布，可以用踏脚石作用加以解释。更新世冰期海面下沉，大洋岛出露增多，有些具有很轻的种子、孢子的植物，可以被洋流、水鸟等把繁殖体带到

8、很远的地方生长传播形成间断分布。（6）人为影响造成间断分布 人类对间断分布的形成也有很大的作用。人类可以有意识或无意识地促成某些种植物分布区的间断，例如我国西南干热河谷地区分布的龙舌兰，绝大部分是热带美洲种类，可能由于人为活动而传人我国的，现在已变为野生。驯化植物造成间断分布，如万寿菊(Tagetes)、大波斯菊(Cosrrlos)等植物物原产于美洲。现在已在我国及其它国家被驯化，因而形成该种植物的间断分布。,残遗分布区,概念 一个古老种过去曾经具有广阔的分布区，后来由于地质条件或气候条件的变化，现代的分布面积大大缩小或者星散为几个小的分布区，称为残遗分布区（remain areal）。,残遗

9、种的类型分类上的残遗种：“活化石”地理上的残遗种群系残遗种 地貌残遗种 气候残遗种假残遗种,水杉属（Metasequoia）的分布（引自北京大学等，1987）1 水杉的近代分布区 2 第三纪地层中古水杉化石产地,红杉、水椰和鹅掌楸属植物的历史和现代分布,替代分布区,替代分布区的概念 从相邻两个区域的同样生境起源，或从同一区域的两个不同生境起源的两个近缘分类单位相互取代的现象叫替代现象，它们的分布区是替代分布区（vicarious areal）。地理替代（geographical substitute）生态替代（ecological substitute）替代分布的成因物种在散播过程中遇到了不同

10、的生态条件而分化出新的种型 气候的变迁 古地理环境变迁,槭树属（Acer）的替代分布（引自北京大学等，1987）1 洛氏槭（A.lobelii）2 喜悦槭（A.laetum）3 突厥槭（A.turkestanicum）4 小刀槭 5 长柄槭（A。longipes）6 元宝槭（A。truncatum）7 五角枫（A。mono）8 艳槭（Acer sp.）,3.1.5 分布中心,多度中心发生(起源)中心变异中心 残遗中心,几个属的分布中心,3.1.6 大陆上早期植物分布,第三章 植物区系地理,3.2 植物区系,3.2 植物区系,3.2.1 植物区系的基本概念3.2.2 植物区系分析3.2.3 植物

11、区系区划3.2.4 中国植物区系的基本特征3.2.5 岛屿植物区系分析,3.2.1 植物区系的基本概念,植物区系（flora）是某一地区、或者某一时期、某一分类群、某类植被等所有植物的总称。,3.2.2 植物区系分析,植物类群的统计和分析科属种数目统计分布多度分析分布多度的表示方法统计表制图：多度分布图等值线：等种线植物区系分析,中国种子植物特有属在各省的分布多度（引自王荷生，1992）,植物区系成分分析,地理成分 发生成分迁移成分历史成分生态成分,1）世界广布成分2）泛热带成分3）热带美洲和热带亚洲成分4）旧大陆热带成分 5）热带亚洲至热带大洋洲成分6）热带亚洲至热带非洲成分7）热带亚洲(印

12、度-马来西亚)成分8）北温带成分9 东亚-北美成分10）旧大陆温带成分11）温带亚洲成分12）地中海、西亚至中亚成分 13）中亚成分 14）东亚成分15）中国特有成分,地区间植物区系比较分析,属的相似性系数,科的相似性系数,非洲北部各地区植物区系属的相似性系数（引自王荷生，1992）,3.2.3 植物区系区划,植物区划世界植物区划中国植物区划,植物区系区划,植物区划概念 利用各种植物区系成分分析方法把那些植物区系种类组成、地理成分与起源、不同等级的特有性与发展历史相似的地区合并，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（flora division）。,植物区划单位植物

13、区（kingdom）植物地区（region）植物省（province）植物小区（district）植物区划的表示方法 分区的方法可利用植物区系线。,世界植物区划,世界植物区系分区（引自塔赫他间，1978）1 植物区边界；2 植物地区边界（图中数字与表3.2一致）,中国植物区划,中国植物区系分区（吴征镒等，1983）（分区单位编码同上表）,3.2.4 中国植物区系的基本特征,1.植物种类丰富2.起源古老3.分布区类型多样，地理成分复杂（1）具有明显的热带、亚热带性质（2）具有世界上最丰富的温带成分（3）具有一定比例的古地中海和泛地中海成分（4）特有属丰富4.各种地理成分联系广泛，分布交错混杂5.

14、特有植物丰富,3.2.4 中国植物区系的基本特征中国植物区系组成,中国种子植物特大科统计（王荷生，1992）,中国种子植物属的分布区类型和变型（引自吴征镒，1993）（1）,中国种子植物属的分布区类型和变型（引自吴征镒，1991）（2）,中国种子植物属的分布区类型和变型（引自吴征镒，1991）（3）,3.2.4 中国植物区系的基本特征,1.植物种类丰富2.起源古老3.分布区类型多样，地理成分复杂（1）具有明显的热带、亚热带性质（2）具有世界上最丰富的温带成分（3）具有一定比例的古地中海和泛地中海成分（4）特有属丰富4.各种地理成分联系广泛，分布交错混杂5.特有植物丰富,中国植物区系特征形成的原

15、因,环境演变历史第四纪冰期中国大部未受北方冰盖影响 形成古老植物庇护所和新物种的发祥地南方地区更是基本保持温湿环境环境条件的多样化,3.2.5 岛屿植物区系分析,影响岛屿植物区系的因素岛屿面积对植物区系的影响距离对岛屿植物区系的影响岛屿年龄的影响岛屿生物地理学平衡理论岛屿生物地理学平衡理论岛屿生物地理学平衡理论的应用,影响岛屿植物区系的因素,岛屿面积对植物区系的影响ScAz S：种数，A：面积，z、c为常数岛屿效应：岛屿面积越大，种数越多。距离对植物区系的影响岛屿年龄的影响,Galapagos群岛的陆地植物种数与岛面积的关系（引自李博等，2000）,岛屿对植物区系的影响,海洋岛屿植物区系特征（

16、引自武吉华等，2004）,岛屿生物地理学平衡理论,岛屿上的物种数不随时间而变化。灭亡种不断地被新迁入的种所代替。大岛比小岛能“供养”更多的种。随岛距大陆的距离由近到远，平衡点的种数逐渐降低。,McArthur和Wilson：岛屿生物地理学平衡理论 1）大岛屿的物种数量要多于小岛屿（面积效应）；2）靠近大陆岛屿物种数量要高于远离大陆的岛屿（距离效应）；3）年轻的岛屿物种丰度较小，物种周转率（迁入量/灭绝量）高，以后则不断降低，直到二者相等，物种数量达到动态均衡。结论：岛屿的面积、孤立程度和年龄依次是控制生物迁植、灭绝和物种数量的关键因子。岛屿生物地理学关键因子方程：Si=f面积(+),孤立性(-

17、),理想的自然保护区的功能分区(Noss等，1994),岛屿生物地理学平衡理论的应用,自然保护区面积的确定自然保护区形状的确定 圆形保护区中物种扩散距离保持最小有利于物种交流；圆形周长最小，可减少边缘效应，保护特征种。自然保护区设计中应注意的问题,简述岛屿生物地理学平衡理论。并说明岛屿生态理论对自然保护的指导意义。,岛屿生物地理学平衡理论：生物向岛屿拓殖速度与岛上种类灭绝速度趋于平衡。即岛屿上的物种数决定于物种迁入和灭亡的平衡。这是一种动态平衡，不断地有物种灭亡，也不断地由同种或别种的迁入而补偿灭亡的物种。岛屿生态与自然保护：自然保护区在某种意义上讲是受其周围生境“海洋”所包围的岛屿。岛屿生态

18、理论对自然保护区的设计具有指导意义。一般说来，保护区面积越大，越能支持或“供养”更多的物种；面积小，支持的种数也少。但有两点需要说明：建立保护区意味着出现了边缘生境(如森林开发为农田后建立的森林保护区)。适应于边缘生境的种类受到额外的支持。对于某些种类而言，小保护区比大保护区可能生活得更好。,3.2 植物区系,3.3 人为活动与植物分布,栽培植物 生物入侵,栽培植物的分布,栽培植物起源 栽培植物的起源中心 栽培植物扩散 栽培植物野生种系的保护与利用,东亚中心东南亚中心 印度中心 中亚中心 西亚中心地中海区中心 非洲中心 南美中心（以安第斯山区为主）中美及墨西哥中心 北美中心 欧洲和西伯利亚中心

19、 澳大利亚中心,栽培植物的大基因中心（引自北京大学等，1987）,生物入侵,概念入侵植物种的特征外来物种入侵的途径外来物种入侵过程外来物种的危害我国外来入侵植物的来源地,生物入侵的概念,生物入侵 生物由原生地经过自然或人为途径侵入另一新环境，对生态系统和人类健康造成损害或生态灾难的过程称为生物入侵（biological invasion）。外来种 外来种（alien species）相对于本地种而言，指来自其过去或现在自然分布区范围及扩散潜力以外的物种、亚种或以下分布单元。外来入侵种 外来入侵种（alien invasive species）是指从自然分布区通过有意或无意的人类活动而被引入，在

20、当地的自然或半自然生态系统中形成了自我再生能力，给当地的生态系统或景观造成明显损害或影响的物种。,我国首次公布危害严重的16种外来物种名单,2003年年初，我国首次公布了危害严重的16种外来物种名单,紫茎泽兰薇甘菊空心莲子草豚草毒麦互花米草飞机草凤眼莲假高粱,蔗扁蛾湿地松粉蚧强大小蠹美国白蛾非洲大蜗牛福寿螺牛蛙,紫茎泽兰,薇甘菊,空心莲子草,豚草,毒 麦 Lolium temulentum L,互花米草 Spartinaalterniflora,飞机草 Eupatoriumodoratum,凤眼莲,假高梁（石茅、阿拉伯高粱）(Sorghum halepense)原产地中海地区，现分布于我国16

21、个省（自治区、直辖市），是30多种农作物的杂草,蔗扁蛾(香蕉蛾)(Opogona sacchari)原产非洲,强大小蠧（红脂大小蠧）(Dendroctonus valens)原产非洲，现分布于我国山西、陕西、河北、河南等地，严重危害松树。,非洲大蜗牛,福寿螺(大瓶螺)(Pomacea canaliculata)原产来马逊河流域,湿地松粉蚧(Oracella acuta)原产美国,白蛾(秋幕毛虫、秋幕蛾)(Hyphantria cunea)原产北美洲，现分布于我国辽宁国、河北、山东、天津、陕西、等地，危害果树、林木、农作物及野生植物等200多种植物。,牛蛙,入侵种的特征植物种特征,种子的萌发不需

22、要特殊条件；种子具有长命且能自控中止萌发能力。实生苗生长迅速，开花前只有一个短暂的营养生长期。可自花授粉，但不是专性的自花授粉；在异花授粉时，可借助于风和其他授粉者的帮助。在新的生境中能产生大量、适应于广泛条件的种子，对于长距离、短距离的扩散具有特定的适应，并能忍受极端气候和能在不同质地的土壤上存活。具有特殊的竞争方法：丛生群系、干死生长、他感作用等。如是多年生植物，具有旺盛的无性繁殖；在低节位处有刺毛或根状茎，在根状茎的不同部位具有再生能力。,生态入侵的途径,自然途径自然媒介生物媒介人为途径无意识的引入有意识的引入,依赖于人类的运输 船 集装箱 空运 互联网 塑料垃圾,引进牧草和饲料：如空心

23、莲子草、凤眼莲等。引进观赏物种：如荆豆、加拿大一枝黄花、圆叶牵牛、马缨丹、三裂叶蟛蜞菊等。引进药用植物：如垂序商陆等。引进改善环境植物：如互花米草、月见草、地毯草等。动植物园逃逸物种、人造物种释放。,外来物种的入侵过程,侵入(introduction)定居(colonization)适应(naturalization)扩展(spread),外来入侵物种的危害,1、严重破坏生态系统的结构和功能2、加快物种多样性的丧失3影响遗传多样性4严重危害农林业生产5对人体健康造成危害,我国入侵种的来源地,我国有188种外来入侵植物，它们分别来源于美洲、欧洲、亚洲和大洋洲等地，其中来自美洲的外来入侵植物有125种，而且许多种类生态适应范围相当广泛，说明美洲的植物较能适应中国的环境，美洲来源的植物成为中国外来入侵植物的可能性最大。,END,