植物地理分布区课件

第二章第二章 植物的区系空间分异与环境演变植物的区系空间分异与环境演变分分布布区区分布区的概念分布区的概念分布区的类型分布区的类型分布区的形成分布区的形成分分布布型型区系成分概念区系成分概念属的分布型属的分布型科的分布型科的分布型植物区划植物区划原则、单位、系统原则、单位、系统第二章 植物的区系空间分异与环境演变分布区分布区的概念分布1 1第一节第一节 植物的分布区及其形成植物的分布区及其形成一、分布区的概念一、分布区的概念（一）定义（一）定义 植物界任何分类学单位（类群）在地植物界任何分类学单位（类群）在地球表面的分布区域。通常只研究科、属、球表面的分布区域。通常只研究科、属、种的分布。种的分布。种分布区、属分布区、科分布区。种分布区、属分布区、科分布区。第一节 植物的分布区及其形成2 2（二）分布区的基本性质（二）分布区的基本性质 1.1.每类植物都有自己的分布区，不每类植物都有自己的分布区，不同植物的分布区可能交叉、重叠。同植物的分布区可能交叉、重叠。2.2.分布区内部不均一，植物只能生分布区内部不均一，植物只能生长在分布区中的适宜生境，不能布满分长在分布区中的适宜生境，不能布满分布区的所有空间。布区的所有空间。3.3.随着环境的变化，植物总是不断随着环境的变化，植物总是不断位移，扩大或缩小它们的分布区。位移，扩大或缩小它们的分布区。（二）分布区的基本性质3 3（三）种的分布区结构与种群（居群）（三）种的分布区结构与种群（居群）1.1.环境组成环境组成不同生境叠加而成。不同生境叠加而成。2.2.生物组成生物组成不同种群组成。不同种群组成。种群：占据一定空间的同种植物个种群：占据一定空间的同种植物个体的总和。体的总和。3.3.空间结构空间结构中央部分（生境稳中央部分（生境稳定、植物集中分布）定、植物集中分布）+周边部分（生境不周边部分（生境不稳定、植物分布量少稳定、植物分布量少)。（三）种的分布区结构与种群（居群）4 4（四）分布区的表达（四）分布区的表达 1.1.点图法：将某类植物的每个已知点图法：将某类植物的每个已知分布点用黑点表示在地图上。（准确）分布点用黑点表示在地图上。（准确）2.2.轮廓法：用封闭曲线勾绘出某类轮廓法：用封闭曲线勾绘出某类植物的分布轮廓。（边界清晰）植物的分布轮廓。（边界清晰）3.3.涂斑法：把整个分布区涂成斑块涂斑法：把整个分布区涂成斑块状。（便于叠图）状。（便于叠图）（四）分布区的表达5 5（五）分布中心（五）分布中心 1.1.多度中心多度中心指某一分类单位指某一分类单位（某类植物）的分布区内，植物数量最（某类植物）的分布区内，植物数量最多和最集中的地区。多和最集中的地区。（1 1）现代分布中心）现代分布中心现代某类现代某类植物分布的多度中心。植物分布的多度中心。（2 2）原始分布中心）原始分布中心某一地质某一地质时期，某类植物分布的多度中心。时期，某类植物分布的多度中心。（五）分布中心6 6 2.2.发生中心（起源中心）发生中心（起源中心）某某类植物的起源地。类植物的起源地。3.3.次生中心次生中心当现代分布中心当现代分布中心远离其起源中心时，就被称为次生中远离其起源中心时，就被称为次生中心。心。4.4.多样化中心多样化中心某类植物种类某类植物种类数量多，并且演化特征也多的地区。数量多，并且演化特征也多的地区。2.发生中心（起源中心）某类植物的起源地。7 7二、分布区的基本类型二、分布区的基本类型（一）按分布区形态划分（一）按分布区形态划分 1.1.连续分布区连续分布区某类植物占据了某类植物占据了一个完整的地区，重复出现在适宜它生一个完整的地区，重复出现在适宜它生存的环境中，各部分之间没有被不可逾存的环境中，各部分之间没有被不可逾越的生态障碍所隔离的分布区。越的生态障碍所隔离的分布区。二、分布区的基本类型8 8 2.2.间断分布区间断分布区 某类植物占据两个以上分离的地区，某类植物占据两个以上分离的地区，各地之间被高山、海洋、不适宜气候或各地之间被高山、海洋、不适宜气候或不良土壤等障碍分隔开的分布区。不良土壤等障碍分隔开的分布区。（二）按分布区的大小划分（二）按分布区的大小划分 1.1.世界分布：分布区域广泛，几乎世界分布：分布区域广泛，几乎遍布世界各大洲。遍布世界各大洲。2.间断分布区9 9 世界分布的植物，严格来讲够不上遍世界分布的植物，严格来讲够不上遍布全球的程度，其中多是伴人植物和淡水、布全球的程度，其中多是伴人植物和淡水、盐生植物。盐生植物。2.2.特有分布：除世界分布以外，分布特有分布：除世界分布以外，分布区域相对狭小，局限于某一地区范围，区域相对狭小，局限于某一地区范围，称该地区的特有植物。称该地区的特有植物。其范围有大有小，如热带特有、亚洲其范围有大有小，如热带特有、亚洲特有、中国特有、山西特有等。特有、中国特有、山西特有等。世界分布的植物，严格来讲够不上遍布全球的程度，其中多1010植物地理分布区课件1111三、植物分布区的形成与变化三、植物分布区的形成与变化（一）物种形成与地理分布（一）物种形成与地理分布 1.1.物种的单元发生论：一个物种只物种的单元发生论：一个物种只能起源于一个共同的祖先。能起源于一个共同的祖先。2.2.物种的单境发生论：一个物种只物种的单境发生论：一个物种只能起源于一个地区，同一物种不可能在能起源于一个地区，同一物种不可能在不同的地区产生。不同的地区产生。三、植物分布区的形成与变化1212 3.3.物种渐变论：一个物种是由其它物物种渐变论：一个物种是由其它物种逐渐进化和分化产生的。种逐渐进化和分化产生的。4.4.达尔文主义：物种的形成是自然选达尔文主义：物种的形成是自然选择的结果。择的结果。5.5.新达尔文主义：新达尔文主义：（1 1）基因突变和基因重组是进化的原）基因突变和基因重组是进化的原材料；材料；3.物种渐变论：一个物种是由其它物种逐渐进化和分化产1313 （2 2）进化的基本单位是种群而不是个）进化的基本单位是种群而不是个体，进化是群体基因频率变化的结果；体，进化是群体基因频率变化的结果；（3 3）自然选择决定进化的方向和速度）自然选择决定进化的方向和速度，选择有保存和创造的作用；，选择有保存和创造的作用；（4 4）隔离导致新种形成，地理隔离使）隔离导致新种形成，地理隔离使一个种群分成许多小种群，生殖隔离使小一个种群分成许多小种群，生殖隔离使小种群成为新种。种群成为新种。（2）进化的基本单位是种群而不是个体，进化是群体基因14146 6、物种的结构：、物种的结构：多型种多型种（具有亚种的物种）（不具亚种的物种称为单型种单型种）亚种亚种1亚种亚种2种群种群1种群种群2种群种群3种群种群4个个体体1个个体体2个个体体6个个体体8个个体体4个个体体5个个体体3个个体体76、物种的结构：多型种亚种1亚种2种群1种群2种群3种群4个15157 7、物种形成方式、物种形成方式（1 1）异地物种形成）异地物种形成（分化式物种形成之一）物种物种A物种物种B物种物种C种群种群A1种群种群A2亚种亚种AB亚种亚种AC占有一个连续分布区占有一个连续分布区发生地理隔离，形成间断分布发生地理隔离，形成间断分布发生生殖隔离，产生新种发生生殖隔离，产生新种成对种成对种 地理替代种地理替代种起源于共同祖先的、同一个属的若干个物种，各自占据独立的起源于共同祖先的、同一个属的若干个物种，各自占据独立的分布区，在空间上依次排开，称为地理替代种。分布区，在空间上依次排开，称为地理替代种。（2）同地物种形成）同地物种形成物种物种A 物种物种B分布区不发生变化，但产生生殖隔离分布区不发生变化，但产生生殖隔离继承式物种形成继承式物种形成物种物种A物种物种A物种物种B分布区不发生变化，但种数增加分布区不发生变化，但种数增加骤变式物种形成骤变式物种形成（染色体结构变化、多倍体化）（染色体结构变化、多倍体化）7、物种形成方式物种A物种B种群A1亚种AB占有一个连续分布1616（3 3）平行物种形成）平行物种形成物种A 物种B进入新环境物种A +物种B 物种C 骤变式物种形成（杂交）物种A变种AA变种AB物种A物种B分化式物种形成（分布区不变，产生生态隔离，逐渐产生生殖隔离）（3）平行物种形成物种A 1717（二）植物分布的实质（二）植物分布的实质 伴随着植物种类和个体数量的变化。伴随着植物种类和个体数量的变化。1.1.新分布区建立：植物通过繁殖、散新分布区建立：植物通过繁殖、散布，扩大其分布区范围，力图占据所有能布，扩大其分布区范围，力图占据所有能够占据的生境，形成新的分布区。够占据的生境，形成新的分布区。2.2.旧分布区消失：由于环境的变化以旧分布区消失：由于环境的变化以及植物与植物之间的竞争，植物从以前的及植物与植物之间的竞争，植物从以前的分布区内灭绝、消亡。分布区内灭绝、消亡。（二）植物分布的实质1818（三）连续分布区的形成（三）连续分布区的形成种群分布种群分布区的扩展区的扩展 1.1.植物分布的过程植物分布的过程 （1 1）侵入）侵入繁殖体散布到新的地区繁殖体散布到新的地区 （2 2）定居）定居在新地区环境条件下萌在新地区环境条件下萌发、生长、繁殖发、生长、繁殖 （3 3）竞争）竞争植物与植物之间的争夺植物与植物之间的争夺（三）连续分布区的形成种群分布区的扩展1919 2.2.植物的散布植物的散布 散布散布植物体从它们的出生地或植物体从它们的出生地或母体运动到新的地方的过程。母体运动到新的地方的过程。散布方式：散布方式：（1 1）跳跃式散布：植物个体或散布器）跳跃式散布：植物个体或散布器官越过不适宜的区域而在新地方定居下官越过不适宜的区域而在新地方定居下来的散布方式。来的散布方式。2.植物的散布2020 （2 2）扩散：指植物种群的逐渐运动、）扩散：指植物种群的逐渐运动、稳步扩大其分布区的散布方式。稳步扩大其分布区的散布方式。（3 3）迁移：指植物长期的扩散，并）迁移：指植物长期的扩散，并在扩散过程中逐渐进化而形成新种群的在扩散过程中逐渐进化而形成新种群的散布方式。散布方式。3.3.植物散布的动力植物散布的动力 （1 1）自力散布）自力散布 （2）扩散：指植物种群的逐渐运动、稳步扩大其分布区的散布2121 A A、营养散布：以营养体进行繁殖、营养散布：以营养体进行繁殖、散布。如草莓。能力较小，散布距离较散布。如草莓。能力较小，散布距离较近，近，1616米。米。B B、弹力散布：借助果实开裂时的、弹力散布：借助果实开裂时的弹力弹出种子进行散布。如喷瓜、凤仙弹力弹出种子进行散布。如喷瓜、凤仙花。最远花。最远15201520米。米。C C、重力散布：繁殖体借重力下落、重力散布：繁殖体借重力下落进行散布。如红树科植物（胎生）。进行散布。如红树科植物（胎生）。A、营养散布：以营养体进行繁殖、散布。如草莓。能力较2222（2 2）外力散布）外力散布A A、风播、风播飘浮传播飘浮传播蒲公英、杨、柳等，蒲公英、杨、柳等，200200公里以外公里以外飞翔传播飞翔传播榆、白腊、臭椿等，数公里榆、白腊、臭椿等，数公里滚动传播滚动传播风滚草、沙拐枣、补血草等风滚草、沙拐枣、补血草等吹扬传播吹扬传播罂粟、兰花等，罂粟、兰花等，200200公里以上公里以上B B、水力传播、水力传播海流传播海流传播椰子（海上漂浮椰子（海上漂浮2828天，天，900900多海里）多海里）雨流传播雨流传播景天景天C C、动物传播、动物传播钩着传播钩着传播鹤虱、鬼针草鹤虱、鬼针草被食传播被食传播各类果树，有鸟播、虫播、兽各类果树，有鸟播、虫播、兽播等播等蚁播蚁播堇菜、报春花、紫堇等（蚂蚁一年堇菜、报春花、紫堇等（蚂蚁一年搬进蚁巢中的种子数为搬进蚁巢中的种子数为3648036480粒）粒）D D、人为传播、人为传播（2）外力散布A、风播飘浮传播蒲公英、杨、柳等，200公2323 4.4.限制种分布区扩展的因素限制种分布区扩展的因素 （1 1）海洋）海洋陆生植物不能生长，陆生植物不能生长，繁殖体散布距离不够。繁殖体散布距离不够。（2 2）高大的山脉）高大的山脉改变了气候条改变了气候条件，不适宜有些植物的生存。件，不适宜有些植物的生存。（3 3）特殊土壤）特殊土壤多数植物生长受多数植物生长受到抑制。到抑制。（4 4）其他）其他如昆虫传粉、共生等。如昆虫传粉、共生等。4.限制种分布区扩展的因素2424（四）间断分布的形成（四）间断分布的形成 1.1.陆桥说陆桥说 美国舒克特美国舒克特(C.Schuchert(C.Schuchert，1932)1932)提出，提出，J.van SteenisJ.van Steenis完善。完善。（1 1）海陆位置固定不变；（）海陆位置固定不变；（2 2）各大）各大陆地之间是相连的；（陆地之间是相连的；（3 3）地壳上升或海）地壳上升或海面下降，大陆相连部分露出，形成陆桥。面下降，大陆相连部分露出，形成陆桥。（四）间断分布的形成2525 不同的地质时期，先后出现六个陆不同的地质时期，先后出现六个陆桥和一个地峡：桥和一个地峡：（1 1）跨越太平洋，连接南美与南亚的热带地区陆桥；）跨越太平洋，连接南美与南亚的热带地区陆桥；（2 2）跨越大西洋，连接南美与非洲热带地区的陆桥；）跨越大西洋，连接南美与非洲热带地区的陆桥；（3 3）连接南美与大洋洲温带地区的陆桥；）连接南美与大洋洲温带地区的陆桥；（4 4）跨越印度洋，连接马达加斯加和斯里兰卡的陆桥；）跨越印度洋，连接马达加斯加和斯里兰卡的陆桥；（5 5）连接北亚和北美的白令陆桥；）连接北亚和北美的白令陆桥；（6 6）连接亚洲和澳大利亚的马来西亚群岛；）连接亚洲和澳大利亚的马来西亚群岛；（7 7）连接南、北美洲的巴拿马地峡。）连接南、北美洲的巴拿马地峡。不同的地质时期，先后出现六个陆桥和一个地峡：2626中生代太平洋与大西洋热带陆桥中生代太平洋与大西洋热带陆桥中生代晚期的白令陆桥、太平洋中生代晚期的白令陆桥、太平洋南南极陆桥、印度洋陆桥（太平洋与大西极陆桥、印度洋陆桥（太平洋与大西洋两个陆桥开始消失）洋两个陆桥开始消失）新生代冰期前的陆桥新生代冰期前的陆桥冰川时期，陆桥消失冰川时期，陆桥消失中生代太平洋与大西洋热带陆桥中生代晚期的白令陆桥、太平洋南2727 陆桥对植物分布的意义陆桥对植物分布的意义：（：（1 1）构）构成植物散布的通道；（成植物散布的通道；（2 2）陆桥消失，）陆桥消失，造成植物间断分布。造成植物间断分布。2.2.气候分异说气候分异说 连续分布区的内部，由于某些地区连续分布区的内部，由于某些地区气候变化，造成植物在气候变化了的区气候变化，造成植物在气候变化了的区域死亡，使分布区分裂成若干部分。域死亡，使分布区分裂成若干部分。陆桥对植物分布的意义：（1）构成植物散布的通道；（22828椴属植物的间断分布椴属植物的间断分布2929 3.3.迁移说迁移说 希尔希尔(Heer(Heer，1868)1868)提出。提出。认为间断分布是由于古地理气候变迁，认为间断分布是由于古地理气候变迁，造成植物的迁移和植物在过去分布区的范造成植物的迁移和植物在过去分布区的范围内死亡而形成。围内死亡而形成。（1 1）北极地区是各植物区系起源的单）北极地区是各植物区系起源的单一的始生中心，也即全球植物区系起源于一的始生中心，也即全球植物区系起源于北极地区；北极地区；3.迁移说3030 （2 2）北极地区在第三纪时较温暖，）北极地区在第三纪时较温暖，生长着现在仅见于温带或亚热带的木本生长着现在仅见于温带或亚热带的木本植物；植物；（3 3）自白垩纪末或第三纪初，由）自白垩纪末或第三纪初，由于气候开始变化，北极植物区系向南迁于气候开始变化，北极植物区系向南迁移；移；（4 4）第四纪冰期温度急剧下降，）第四纪冰期温度急剧下降，全球植物区系由北向南迁移；全球植物区系由北向南迁移；（2）北极地区在第三纪时较温暖，生长着现在仅见于温带3131北极植物高山植物南平原交汇北极高山下 迁移路线：欧洲迁移路线：欧洲非洲、亚洲非洲、亚洲马来马来西亚西亚大洋洲、北美大洋洲、北美南美；南美；（5 5）冰期后，随着冰川的消退，耐寒）冰期后，随着冰川的消退，耐寒植物退向北极和高山，喜温植物则留在当植物退向北极和高山，喜温植物则留在当地平原。地平原。北极植物高山植物南平原交汇北极高山下 迁移路线：欧洲3232 4.4.大陆漂移说大陆漂移说 Wegener(1912)Wegener(1912)首先提出，后被首先提出，后被J.J.T.WilsonT.Wilson（19631963）等人提出的海底扩张）等人提出的海底扩张板块构造理论进一步发展。板块构造理论进一步发展。主要观点是：主要观点是：（1 1）陆地是运动的，海陆相对位置）陆地是运动的，海陆相对位置总是处于不断变化之中的。总是处于不断变化之中的。4.大陆漂移说3333 （2 2）晚古生代至早中生代（早）晚古生代至早中生代（早三叠纪），全球大陆是一个连续统一三叠纪），全球大陆是一个连续统一的陆块，称之为泛大陆（包括北方的的陆块，称之为泛大陆（包括北方的劳亚大陆和南方的冈瓦纳大陆）。劳亚大陆和南方的冈瓦纳大陆）。（3 3）自中生代（中三叠纪）开）自中生代（中三叠纪）开始，泛大陆相继分裂为几块，产生离始，泛大陆相继分裂为几块，产生离极并漂移，至老第四纪前形成世界现极并漂移，至老第四纪前形成世界现在的海陆分布格局。在的海陆分布格局。（2）晚古生代至早中生代（早三叠纪），全球大陆是一个3434植物地理分布区课件3535中生代初（早三叠世）的泛大陆中生代初（早三叠世）的泛大陆晚三叠世泛大陆开始解体，出晚三叠世泛大陆开始解体，出现原始的现原始的北大西洋北大西洋。（Smith，1973）侏罗纪至侏罗纪至白垩纪，白垩纪，冈瓦纳大冈瓦纳大陆开始破陆开始破裂，出现裂，出现原始的印原始的印度洋、南度洋、南大西洋及大西洋及格陵兰海格陵兰海（巴芬湾）（巴芬湾）中生代初（早三叠世）的泛大陆晚三叠世泛大陆开始解体，出现原始3636第三纪，澳洲与南极第三纪，澳洲与南极洲分离；非洲大陆和洲分离；非洲大陆和印度大陆向北漂移，印度大陆向北漂移，与亚欧大陆靠拢、碰与亚欧大陆靠拢、碰撞，导致阿尔卑斯山、撞，导致阿尔卑斯山、喜马拉雅山的升高；喜马拉雅山的升高；特提斯海封闭，残留特提斯海封闭，残留为现代的地中海、黑为现代的地中海、黑海、里海等。海、里海等。第三纪，澳洲与南极洲分离；非洲大陆和印度大陆向北漂移，与亚欧3737 对植物分布区形成的意义：对植物分布区形成的意义：（1 1）联合古陆解体和板块漂移使）联合古陆解体和板块漂移使同源和同分布区的植物种类被分开，并同源和同分布区的植物种类被分开，并产生隔离。产生隔离。（2 2）海陆变迁和板块位置的重新）海陆变迁和板块位置的重新排列，造就新的环境，迫使植物迁移或排列，造就新的环境，迫使植物迁移或在新的条件下进化发展，形成各大陆独在新的条件下进化发展，形成各大陆独特的植物区系。特的植物区系。对植物分布区形成的意义：3838 （3 3）联合古陆的存在和分离漂移，）联合古陆的存在和分离漂移，为世界植物统一起源和热带起源学说为世界植物统一起源和热带起源学说提供了重要依据。据推测，被子植物提供了重要依据。据推测，被子植物起源于白垩纪，正值联合古陆分开之起源于白垩纪，正值联合古陆分开之际。际。5.5.脚踏石说脚踏石说 大陆和远洋海岛的间断分布，是大陆和远洋海岛的间断分布，是由于由于“脚踏石脚踏石”的作用而形成的。的作用而形成的。（3）联合古陆的存在和分离漂移，为世界植物统一起源和3939 “脚踏石脚踏石”在大陆和远洋海岛之在大陆和远洋海岛之间，存在的出露海洋面的岛屿与岛状地峡，间，存在的出露海洋面的岛屿与岛状地峡，它可以构成植物散布的中转站。它可以构成植物散布的中转站。如夏威夷群岛如夏威夷群岛北美间断分布型。北美间断分布型。6.6.人为因素的作用人为因素的作用 （1 1）人为引种；（）人为引种；（2 2）无意识的携带）无意识的携带植物繁殖体；（植物繁殖体；（3 3）有意或无意、直接或）有意或无意、直接或间接地在植物分布区中消灭一些植物。间接地在植物分布区中消灭一些植物。“脚踏石”在大陆和远洋海岛之间，存在的出露海洋面4040（五）特有分布的形成（五）特有分布的形成 1.1.古特有种：由于古地理环境变迁古特有种：由于古地理环境变迁而缩小了原来地质时期曾经具有的广泛而缩小了原来地质时期曾经具有的广泛分布区而形成的特有分布种。也叫残遗分布区而形成的特有分布种。也叫残遗种、孑遗种。种、孑遗种。2.2.新特有种：形成历史不长，未能新特有种：形成历史不长，未能散布到他处，从而分布区狭小的种。散布到他处，从而分布区狭小的种。（五）特有分布的形成4141 3.3.生态特有种：只能分布在某些生态特有种：只能分布在某些特定生境条件下的种，多为狭生态幅特定生境条件下的种，多为狭生态幅植物。植物。4.4.假特有种：指形成之后又迅速假特有种：指形成之后又迅速灭亡的突变种。灭亡的突变种。3.生态特有种：只能分布在某些特定生境条件下的种，多4242