植物物种多样性： 全球植物区系 ---- 概念、理论与实践意义

廖 文 波中山大学生命科学学院 2005 年 10 月 21 日、 11 月11 日

《现代生命科学》第六章《人类与环境和谐共存》

• ··· 引言：几个例子• 植物多样性的实践意义

例子 1：–太平洋紫杉 Taxus brevifolia Nutt.

据美国 Montana 技术学院 G A Strobel 博士的研究，在太平洋紫杉的树皮中找到一种真菌，命名为 Taxomyces andreanae, 它与紫杉醇的产生有某些功能关系。

南方红豆杉

红豆杉科白豆杉

台湾穗花杉

• 植物多样性的实践意义例子 2：–樱井草 Petrosavia sinii (Kr.) Gagn.

井樱草科 Petrosaviaceae, 产 : 南岭沟谷季雨林（川桂粤台）中，腐生兰，生长在橡树类的腐根上，被认为是第三纪古热带常绿阔叶林向南退却后留下的孑遗属。

• 生物多样性的实践意义 ---- 生物进化的潜能

例子 3：–银杏 Ginkgo biloba L. ，是孑遗种 ,现代银杏在植物形态上与中生代早期的化石并无多大变化，但序列测定表明在分子水平上相似性极少 ,差别极大。

–非洲爪蟾 (Xenopus), 属间形态差别不大 , 但序列分析发现相近两属之间的差异，远大于一般动物分类单位‘目’之间的差别。

–物种存在进化潜能，很多古老类群，其形态分化远小于分子水平上的分化。

例子 4 、新疆野果林

• 野苹果• 野杏• 野梨• 野樱桃

主要内容

• 物种概念 1 、物种定义 2 、分类学与系统学 3 、植物区系• 植物区系的多样性• 被子植物起源的理论 1 、北极起源论 2 、热带起源论 3 、亚热带（华夏）起源论 4 、被子植物统一起源的证据• 生物多样性的实践意义

简　　介 • 1 、物种定义

• 生物学是一门来源于生产实践生产实践的学科，是人类与自然的斗争中不断积累，逐渐丰富而发展起来的。

• 原始社会 : 刀耕火种• 初级分工 : 农业、畜牧业• 传统经验 : 感性认识→理性认识• 科学分类：界 门 纲 目 科 属 种• 奠 基 人 : 林奈 (Linnaeus, 1707-1778): 双名法• 分支学科 : 分类学、系统学、生态学 ..... 地理学、资源学、分子系统学 ······

I 、物种概念

• 物种 Species— 简称种，生物分类的基本单位，指具有一定形态结构、生理生化特征的，以及一定自然分布区的个体的总和。

• 划分物种主要依据 3 个标准：• 形态相似性：物种各个体之间具有高度的形态相似性。 ( 林奈种 Linneon 、约旦种 Jordanon) • 地理隔离：每一物种均有其独立的自然分布区，长期演化 的结果形成相应的隔离机制。• 生殖隔离：各物种之间杂交不育，在长期的演化过程中形 成多种多样的隔离机制。• 物种概念的争议： 分类学种 Taxonomical species, 又称形态学种 Morphological species; 生物学种 Biological species, 又称遗传学种 Genetical species 。

• 物种概念

• 物种概念 – 问题：物种分类是否有惟一标准？– 问题：物种进化的动力是什么？

– 问题：《物种生物学》 Biosystematics 就是研究物种概念、物种

形成与演化过程 , 以及机制的学科。

• 物种概念

2 、分类学与系统学• 分类学 Taxonomy: 研究和描述有机体的形态、

变异，探讨其异同的因果关系，并运用所掌握的资料建立分类系统。

• 系统学 Systematics: 在分类的基础上探讨有机体间的系统关系，揭示物种的演化过程。

• 分类 Classification: 分门别类，建立一个合乎逻辑的分类阶元系统；每个阶元系统可以包括有任何数量的有机体。

• 物种概念

•分类学的意义：•预测性分类 Predictive classification: • (1) 通过判断某些植物属于某些分类群，从而很快推知该种植物所具有的大量相关资料，如形态学的、解剖学的、花的、果实的等等。

• (2) 预测性 Predictivity: 可以用来评价某种分类的优劣程度的明显准绳之一。

• 物种概念

分类学的意义：

• 系统发育分类： Phylogenetic or phenetic classification:

反映植物的发育途径或演化途径。反过来讲，不一定反映自然相似性，而是一种本质的演化关系，这种关系与可预测性不直接相关。

分类学的历史时期： ---- 分类学的起源和发展：

• 一、古代分类学时期• 二、本草学时期• 三、早期分类学家时期• 四、林奈阶段• 五、林奈之后的自然分类系统时期• 六、系统发育系统时期• 七、当代进化发育与表型性系统时期

• 分类学与系统学

二界系统 植物界 (Plantae): 55万多种。

– 藻类 (Algae): 3万多种– 菌类 (Fungi): 10万种– 地衣 (Lichens): 2500 多种– 苔藓 (Bryophyta): 23000 多种– 蕨类 (Pteridophyta): 12000 多种– 裸子植物 (Gymnospermae): 800 多种– 被子植物 (Angiospermae): 23.5万多种

动物界 (Animalia) ：多少种？据 : C.A. Stace （ 1980 ）估计植物界应有 151万种。 Turrill (1938) 认为每年发表新种约 2000 种。

• 分类学与系统学

• 三界系统– 植物界 (Plantae): 生产者– 动物界 (Animalia): 消耗者– 菌物界 (Fungi): 分解者 （粘菌、卵菌、真菌；细菌？）问题：何谓微生物 (Microoganism) ？– 微小的动植物，细菌、显微藻类、原生动

物？约 70万种。– 生物形态学概念？非分类等级单位？

•五界系统 –动物界–植物界–菌物界（粘菌、卵菌、真菌）

–原核生物界 (Monera) 细菌、蓝藻、放线菌、支原体、衣原

体、立克次氏体–原生生物界 (Protista) 原生动物、真核藻类、低等真菌

五界系统

•六界系统–病毒界 (Viri) （陈世骧， 1977 ）

3000 多种，简单的生命形式。 – AIDS( 获得性免疫缺陷综合症 )←HIV

• 分类学与系统学

恩格勒的被子植物分类系统

I 、双子叶植物纲

（ 1 ）原始花被亚纲

木麻黄目、胡桃目、杨柳目、壳斗目、 ··· 柔荑花序类蓼目、中央子目、仙人掌目、 ··········· 中央子类木兰目、毛茛目、胡椒目、 ············ 多心皮类藤黄目、罂粟目、 ···················· 五桠果类蔷薇目、芸香目、 ···················· 蔷薇类无患子目、卫矛目、鼠李目、 ··········有花盘类堇菜目、桃金娘目、伞形花目、 ········ 侧膜胎座类

（ 2 ）合瓣花亚纲

岩梅目、杜鹃花目、报春花目、管花目 ·· 合瓣花类

II 、单子叶植物纲

沼 生 目 、 霉 草目、 ···················· 泽泻类百 合 目 、 ···························· 百合类鸭跖草目、 ·························· 鸭跖草类棕 榈 目 、 ···························· 棕榈类姜 目 、 ······························ 姜类兰 目 、 ······························ 微子类

•

恩格勒系统

• 现代流行系统

Hutchinson’s system

• 现代流行系统 : 哈钦松系统

Takhtajan’s system

• 现代流行系统 : 他赫他间系统

Cronquist 系统图（ 1981 ）

泽泻亚纲

棕榈亚纲

鸭跖草亚纲

姜亚纲百合亚纲

蔷薇亚纲

菊亚纲

金缕梅亚纲 五桠果亚纲

石竹亚纲木兰亚纲

• 现代流行系统 : 克朗奎斯特系统

Cronquist’s system ， 1987

• 现代流行系统 : 克朗奎斯特系统

Dahlgren’s system

• 现代流行系统 : 诺 ·达格瑞系统

肉籽纲

Chang’s system,1986• 现代流行系统：张宏达系统

“地理”与“地理学”概念– 地理 ( 行政地理学 )– 人文地理学– 经济地理学– 自然地理学

– 植物地理学 (Phytogeography) ： 研究植物在地球表面的分布及其分布规律。

II 、全球植物区系概念

• Diels, 1929: 植物地理学 (Plant geography)•

分布植物地理学 生态植物地理学

历史植物地理学 植物地理分区

植物学与

地理学

• Diels, 1929: 植物地理学•

分布植物地理学 生态植物地理学

历史植物地理学植物区理分区

植物生态学植物群落学植被生态学

水生、海洋、盐碱、荒漠、红树林

植物分布区学

科属植物地理学

区系植物地理学

区域植物区系

植物学与

地理学

• 植物区系 (flora) – 植物区系：是指某一特定地区或区域生长着的全部植物种类 , 是植物科属种在历史演化发展过程中形成的自然综合体。

– 特定地区或区域 : 自然地理区 , 或是行政区域 , 例如 : 洲、山脉、河流、湖泊、国家、省及其它局部地区。

– 植物区系 (flora) ： 中国植物区系、广东植物区系、 南岭山地植物区系、 洞庭湖地区植物区系······– 县志、省志：“一方山水养一方人”

• 全球植物区系概念

•植物地理学的分支学科： （ 1）植物区系学 (Floristics)

(2) 区系植物地理学 (Floristic Phytogeography)(3) 科属植物地理学 (Taxon Phytogeography)(4) 植物分布区学 (Plant Arealology)(5) 生态植物地理学 (Ecological Phytogeography)(6) 植物地理分区(7) 历史植物地理学 (Historical Phytogeography)

现代植物学与古植物学

古植物学

历史植物地理学

现代植物学

• Chang, H. T., 1995: 植物区系学

分布植物地理学 生态植物地理学

历史植物地理学植物区理分区

手段

科属植物地理学

区系植物地理学

区域植物区系

植物区系学Florology

植物分布区学

水生、海洋、盐碱、荒漠、红树林

植物生态学植物群落学植被生态学

手段

手段与对象对象

对象

• 全球植物区系的多样性• 植物区系的类型：1 、气候因子为主的植物区系

– 热带植物区系– 亚热带植物区系– 温带植物区系– 冻原植物区系 冰雪植物区系 (cryoflora) （冰雪衣藻Chlamydomonas sp.: 因所含色素有变化，形成红雪、绿雪、黄雪。）

绿雪

红雪Chlamydomonas nivalis

南极藻类

2、水因子为主的植物区系 – 海洋植物区系– 陆地植物区系（大陆区系、岛屿区系）– 高山植物区系– 水生植物区系 (江河湖泊 )– 沙漠植物区系– 海岸红树林植物区系 具有 3 大生态特点：

• 胎萌现象• 抗盐、泌盐、耐盐• 防风、抗浪、固堤；富生物多样性

3 、以自然地理区为主导的“区域植物区系” – 亚洲植物区系 （亚洲热带区系、亚洲温带区系）– 非洲植物区系– 北美洲植物区系– 南美洲植物区系– 澳洲植物区系 （澳大利亚、南极洲、好望角）– 欧洲植物区系

• 植物区系“地理分区” (1) 区划等级 :

– 区 (Kingdom) 、地区 (Region) 、省 (Province)

(2) 六大植物区 (Takhtajan, 1969)– 泛北极植物区– 古热带植物区– 新热带植物区– 澳洲植物区– 好望角植物区– 南极植物区 ☆ 海洋植物带 (Engler, 1936)

• 中国植物区系的地位 (1) Takhtajan （ 1969 ）

– 泛北极植物区 东亚地区 ( 中国 -日本植物地区 )

(2) 吴征镒 (Wu Zhengyi ， 1979) 2 区 , 7亚区 , 23 地区

– 泛北极植物区 东亚地区 ( 中国 -日本 ; 中国 -喜马拉雅 )

– 古热带植物区 (3) 张宏达 (Chang Hungta ， 1994)

– 华夏植物区（ 3 个地区） 东亚、印度 -喜马拉雅、马来西亚地区问题：喜马拉雅植物区系是何时如何发生的？

张宏达：中国植物区系区划

• 中国植物区系分区

•全球植物区系分区（前苏联：阿略兴）

•吴征镒：中国植物区系分区

III、被子植物起源的理论

1 、三大“起源理论”：

– 北极起源说

– 热带起源说

– 华夏植物区系学说 ( 亚热带起源说 )争论的焦点： 起源的时间、地点、祖先，演化路线。

• 单元论 (Monophyletic Theory)J.Hutchinson, A.Thkhtajan, A.Cronquist,H.T.Chang

• 二元论 (Diphyletic Theory)A.Engler 恩格勒

• 多元论 (Polylephyletic Theory)G.R.Wieland 维兰德 ,Hallier, Meeuse米塞 , Lam兰姆 , 胡先马肃 (1950)– 种系形成：单境起源说、多境起源说、 单境多元发生论、泛境发生论。– 散布、迁移、分化：均受到地质因素、气候因素、 海陆变迁的影响。– 分布区的形成：散布（风播、水播、动物传播、自 播）；迁移；分化。

2 、三种发生“方式”：

• 单元论 (Monophyletic Theory)A. Thkhtajan, A. Cronquist, H. T. Ch

ang– 被子植物来自一个前被子植物 ,例如

多心皮类的木兰目 ;– 哈钦松：多心皮学派的首创者，原始

的类群演化形成木本群的木兰目和草本群的毛茛目，后分别演化出现代被子植物的木本群和草本群；

– 张宏达 (1994): 认为被子具有较完整的发育体系，是单元多系的。认为裸子、双子叶、单子叶植物在发展的前期就各自分化；如果坚持单元单系，最终将会陷入多元起源。

•

单元论

• 二元论 (Diphyletic Theory)A.Engler恩格勒木兰类是原始的，但柔荑花序类的化石在侏罗纪地层中已有发现，地史上不比多心皮类晚，因此两者不存在直接联系，可能是平等发展的。A.Engler 是二元论的代表，他认为柔荑花序

类可能来自具有轴生胚珠的孢子穗类（ Stachyospermae ）远祖；多心皮类来自具有叶生胚珠的孢子叶类（ Phyllosporae ）。从两者的关系看，张宏达也认为金缕梅类

（柔荑花序类）、木兰类，不能认为那个更原始，那个更进化，是平行发展关系；但两者有共同的祖先。

•

二元论

真花说与假花说示意图

• 真花说 (Euanthium Theory)• 假花说 (Pseudanthium Theory)• 初学者理解较困难 。

• 图 1 真花说与假花说的原示意图• 引自：中山大学生物系等编 , 1978 ：图 7-84

• 教材中谈到：主轴、不育苞片、苞片、小苞片、雄花、雌花、花被、心皮、雄蕊、胚珠等名词；

• 但在图示中没有加图注 , 影响了阅读和理解。

真花说与假花说的原型

裸子植物亚门 -麻黄科

麻黄

裸子植物亚门 -麻黄科

麻黄

• 多元论 (Polylephyletic Theory) G.R.Wieland维兰德 , Hallier哈利叶 , Meeu

se米塞 , Lam兰姆 ,胡先马肃 (1950)

– 认为被子植物来自许多不相近亲的类群，彼此平等发展。

– 由此，形成被子植物系统发育的两大学派；例如毛茛学派、恩格勒学派；相应地其基础理论称为真花说和假花说。

– 在此基础上， 19世纪形成了许多不同的被子植物发育系统。

•

多元论

生物地理区系发生的几种假说

北极圈

华夏亚热带

阿萨姆 -斐济岛

• 世界植物区系 -- 起源的地点

3 、有花植物起源的地点

（ 1 ）北极起源说的要点– Heer, Engler– 以早期在北极地区发现的大量化石植物区系为论据，如Magnolia, Hamamelis, Taxus等。

– 自北极起源后，沿 3条路线向南发展：

Adolf Engler (1844-1930) • 欧洲 非洲植物• 欧亚大陆 日本、中国 大洋洲• 加拿大 北美 南美

• 冰期植物区系向南迁移的线路

• 但：目前发现那些化石大多也出现在东亚和北美的中低纬度地区等。

（ 2）热带起源说的要点– A. Takhtajan ( 地点：印度阿萨姆 -西南太平洋斐济岛 )

– A. C. Smith ( 地点：日本 -新西兰 )

– 以现代植物区系为依据，大量原始的科属出现在这一地区，如Dengeria 单心木兰、八角属 Illicia 、林仙科的 Drimys ，以及 Austrobaileya, Bubbia, Himentendraceae等。

– 特别是单心木兰属 Degeneria ，心皮保持开放式，尚未完全闭合。

Armen L. Takhtajan (1910- )

西南太平洋群岛

联合古陆：印度阿萨姆至西南太平洋群岛

Degeneria ritensisbotit.botany.wisc.edu

Degeneria spwww.hope.edu

Bubbia biodiversity.uno.edu

• Drimys 林仙树

Drimys 林仙树

他赫木（新拟）

（ 3 ）亚热带（华夏）起源说的要点– 张宏达 （ H.T. Chang,1974,1980,1996）– 以化石植物区系、现代植物区系为依据，说明

有花植物区系起源于联合古陆时期；– 用“动态”的观点分析植物区系的起源；– 创立“植物区系学”： Florology ，以区别

于传统的植物地理学、区系植物地理学。

华夏植物区系学说(Cathasian Theory)

创始人：张宏达教授

全国模范教师 (1998)

华夏具有丰富的各类代表：• 种子蕨、肉籽植物、前有花植物、原始被子植物 ·····

中国植物区系分区的观点： 植物自然地理区（域、区）： (1) Takhtajan （ 1969）• 泛北极植物区（界） 东亚地区 (喜马拉雅 - 日本地区 ) (2) 吴征镒 (Wu Zhengyi ， 1979)• 泛北极植物区 中国 - 日本亚区 ; 中国 -喜马拉雅亚区

• 古热带植物区（界） (3) 张宏达 (Chang Hungta ， 1994)• 华夏植物区（界）

东亚、印度 -喜马拉雅、 马来西亚地区

分区的必要性与重要性：1 、针对错误观点：中国植物区系哪里来的？• 日本植物区系？• 印度植物区系？• 喜马拉植物区系？2、编写《中国植物志》的理论指导！• 讨论分类群的演化或分化趋势时会有不同的看

法？！！ 20 年代 -30 年代 -40 年代 -50 年代 60 年代 -70 年代 -80 年代 -90 年代3 、先驱们的努力：• 胡先马肃，汤佩松，陈焕镛，钱崇树，刘慎愕，钟观光，秦仁昌···

（ 1 ）中国植物区系学研究的历史： A L Wegener, 1912; E B吴鲁夫 , 1943; A T

akhtajan, 1969。 张宏达 , 1955, 1962, 1974, 1980, 1985, 1988, 1990, 1994, 1995。

吴征镒 , 1957, 1964, 1965, 1979, 1985, 1987, 1991, 1994, 1996。

Komarov, Diels, Handel-Mazzetti, 胡先马肃 , 刘慎谔 , 钱崇澍 , 李惠林 , 钱明 , 汤彦承 , 王文采 , 李锡文 , 李恒 , 路安民 , 俞德俊 , 郑勉 , 王荷生 , 费多罗夫 , 应俊生 , 李治基 , 钟章成 , 郭双兴 , 陶君容 , 徐仁···

（ 2）张宏达华夏植物区系学思想： 广东鼎湖山植物群落之研究。 1955。 广东植物区系的特点。 1962。 华夏植物区系的起源和发展。 1974, 1980 。 植被地理问题初释。 1984。 大陆漂移与有花植物区系的发展。 1985。 地球植物区系分区。华夏植物界建立。 198

7, 1994。 亚洲热带亚热带地区植物区系和群落的整体

性。 1993 。 再论华夏植物区系起源。 1995。

（ 3 ）吴征镒植物区系学思想： 云南热带亚热带地区植物区系研究的初步 I. 195

7 。 中国植物学年会。讨论种子植物属 , 2980 属。

1964。区系植物地理学教学大纲。 中国植物区系的热带亲缘。 1965。 中国植物区系的分区问题。 1979。 中国自然地理。植物地理。 1985。 西藏植物区系的性质和特点。 1987 。 中国种子植物区系属的分布区类型。 1991 。 中国种子植物区系名录。 1994。 东区植物区 ( 界 )建立。 1996。

吴征镒“八纲系统”（ 2000 ）

吴征镒，路安民，汤彦承，陈之端，李德株， 2004

分类学、系统学、区系学、生态学相关问题 :(1) 针叶树问题、落叶树问题、起源的时间、起源的地点、起

源的祖先、演化路线。(2) 对“喜马拉雅－日本”分布区类型的批判。(3) 亚热带起源论 : 对阳性先锋树种分化形成的看法。如 : 柃、荷木、枫香、五列木、漆树、粘木等 , 认为是森林迁移和退化的结果 , 原始林退化后易形成 , 退化后留下阳性树种 , 则从林外向林内发展 , 裸地上逐渐形成次生常绿林。

(4) 注重种子植物属的分布、分布区图、分布区类型。(5) 云南热带亚热带植物考察报告 , 影响极深 , 形成了早期的

热带起源概念。(6) 云南热带亚热带植物考察报告 , 古热带成分、第三纪成分影响深刻 , 形成了中国－日本 , 中国－喜马拉雅分布的概念。

(7) 着重植被分析。植被区划与植物区系区划异曲同工。并形成区系分析的方法。

(8) 对阳性树种演化的看法 , 认为从林内向林外发展 , 亦即先锋树种 , 热带起源思想。

• 华夏植物区系理论的证据及贡献： （张宏达华夏植物区系学说）华夏植物区系的起源与发展 , 1980大陆漂移与有花植物区系的发展， 1986再论华夏植物区系的起源 , 1994全球植物区系的分区 , 1993热带亚热带植物区系整体性 , 1993– 大量原始类群出现于华夏： 木兰科 200/240,昆栏树科 ,连香树科 ,水青树科 ,杜仲科 ,毛茛科 ( 目 ),木通科 , 八角科 ,马尾树科 ,金缕梅科（ 120/180 ）等。

• 特别是存在大量特有科、属，形成：四个特有现象中心

东亚发现最古老的被子植物化石： 辽宁古果 (Archaefructus liaoningensis Sun et al.; Science, 1998)

依据一：单元论• 系统发育理论：基于被子植物的独特性、高度特

化的同一性，认为有花植物不可能起源两次：•双受精作用；•三倍体胚乳形成；•花粉囊特有的药室内壁，绒毡层；•雄蕊、雌蕊相似的排列方式和位置；•筛管与伴胞的存在，及来源的特殊性。

• 4、被子植物：全球统一起源的证据

肉籽纲

• 张宏达：种子植物新系统 !

张宏达被子植物系统图， 2004

• 依据二：大陆漂移理论，联合古陆

地质年代

大 陆 漂 移

• 古地中海出现，形成两大古陆

• 白垩纪，分离加剧

• 第三纪，各陆块的位置

大 陆 漂 移

• 古气候曲线图

• 依据三：地质时期相似的古植物区系– 联合古陆，分裂形成 4大古陆： 劳亚古陆 (Laurasia) 北极区（欧洲 - 北美区） (Euramerica) 安格拉区 (Angara) 华夏区 (Cathaysia) 贡瓦纳古陆 (Gondwana)– 南北古陆共有：鳞木、栉羊齿、舌羊齿、脉羊齿、杯叶、楔叶、扇叶、匙叶、贡瓦纳羊齿等。

– 四大陆块，古植物区系主要物种有：1 ：鳞木、栉羊齿、舌羊齿、芦木、封印木···2：鳞木、栉羊齿、舌羊齿、大羽羊齿···3 ：鳞木、栉羊齿、舌羊齿、脉羊齿、大羽···4：鳞木、栉羊齿、舌羊齿、芦木、脉羊齿···

鳞木 - 化石复原

芦木 - 化石复原

• 第三纪，全球四大古植物区系

图 1-6 第三纪全球四大植物区系1. 泛北极植物区 ; 2. 新热带植物区 ;

3. 古热带植物区 ; 4. 南极植物区

2

1

3

4

依据四：• 全球植物区系相似性：

– 全球有花植物区系 300-400 科，约 23-25 万种。– 每一个大洲特有科仅 5-12个，特有属较多。– 澳洲： 2483 属， 15000 种，特有 714属；– 非洲： 25000 种，特有 898 属；– 南美： 3617 属， 40000 种，特有 1448 属；– 北美： 17000 种（包括加拿大）；– 欧洲：约 10000 种；– 中国：约 30000 种。

• 体现有共通成分：全球植物区系间断分布： – 东亚 -南美，共有 2121 属 (除泛热带 1711 属 )– 东亚 - 北美，共有 200 多属，除北温带广布属外– 东亚 -澳洲，共有 988 属– 澳洲 - 北半球，共有 1173 属– 澳洲 -南古大陆区系，共有 559属

• 以海南岛为轴心，与世界各植物区系的联系 (辐射性 ) ：

植物科学进展2000

世界著名植物标本馆：• 英国邱园： 650万份• 美国哈佛大学： 500万份• 列宁格勒科马洛夫植物所： 450万份• 瑞士国家植物园： 400万份• 美国自然博物馆： 300万份• 美国纽约植物园： 300万份• 美国密苏里植物园： 220万份• 中国北京植物研究所： 250万份• 中国华南植物研究所： 100万份• 中国西北植物研究所： 60万份

依据五：关于“华植物区系成分” • 地理成分 (geographical elements)• 发生成分 (developmental elements)• 迁移成分 (immigrant elements)• 历史成分 (historical elements)• 生态成分 (ecological elements)

• Engler ：“北极第三纪 (孑遗 ) 成分” , 以松杉、落叶树等为特征组成“北极第三纪植物区系”，发展形成“泛北极植物区” 。

• 张宏达：华夏植物区系成分，确认单元起源论，以大陆漂移理论为基础，以华夏存在众多的原始裸子植物、原始木兰科、金缕梅科等为依据，综合分析五类植物区系成分，用动态、发展的观点进行分析。

1 、世界植物志、中国植物志英文版2、分子系统学研究

– 红树植物遗传多样性研究– 金缕梅科分子系统学研究– 金花茶组分子系统学研究

3 、分子生态学研究– 生态环境变化对种群遗传多样性的影响– 热带雨林建群种的分子遗传特性及形成机理

4、生物地理学研究– 地带性分化研究（分类学、系统学等）– 洲际间断分布研究– 岛屿生物地理学研究

5、系统发育进化生物学研究– 结构植物学– 分类学与进化植物学– 发育生理与系统进化生物学

现代植物区系的研究热点

IV、全球植物区系的实践意义

1 、植物多样性2、植物种质资源

• 定义：生物多样性是指地球上或某地区生物基因、物种和生态系统多样性的总和。是地球上生命经过 30多亿年发展进化的结果，是人类赖以生存的物质基础。也是生物与环境形成的各种生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。• • 据经科学描述过的现存生物：约 175万种。其中植物界：约 30-50余万种。

• 生物多样性的“通俗”含义

• 生物多样性有三方面的含义： 生物学的：植物、动物、微生物 ··· 生态学的：水体、陆地、森林 ··· 生物地理学的：物种迁移进化、地带性• 生物多样性有三个层次： 遗传多样性：一母生九子，子子不同 物种多样性：生物世界，生生不息 生态系统多样性：热带森林、沙漠绿洲···• 无法再现的基因、物种和生态系统正以人类历史上前所未有的速度消失。

独立寒秋，湘江北去， 橘子洲头。看万山红遍， 层林尽染； 漫江碧透， 百舸争流。 鹰击长空， 鱼翔浅底， 万类霜天竞自由。

怅寥廓， 问苍茫大地， 谁主沉浮？

携来百侣曾游，忆往昔峥嵘 岁月稠。恰同学少年，风华正茂；书生意气，挥斥万遒。指点江山，激杨文字，粪土当年万户侯。曾记否，到中流击水，浪遏飞舟！

– 生命生生不息？无时不在，无处不有？– 问题：生物多样性是如何维持的 ?

泌园春· 长沙· 1925 毛泽东

生物多样性图景

- 多样性–遗传多样性（微观）–物种多样性（中观）–生态系统多样性、景观多样性（宏观）

- 多样性–随：生态环境梯度而变化

- 多样性–结构、生态环境与功能的关系

•层次、梯度、功能

• 生物多样性研究

全球生物多样性·会议

中国生物多样性·期刊

• 生态环境的多样性 – 海洋– 陆地 丘陵 高山 亚高山 湖泊 雪地、极地 沙漠– 亚气生（岩石、树皮、墙壁、空气中）

• 生物多样性的相关因素

• 极度生命 在恶劣环境条件下生存的有各类微生物。– 高温环境– 低温环境– 高压环境– 高盐环境– 强碱环境– 强酸环境– 强辐射环境– 贫营养环境

热带雨林 -2

热带雨林是地球的宝贵资源

热带雨林 -3

热带稀树草原景观

落叶林景观

温带植被　

典型草原景观

• 资源植物学—生物多样性的意义之一：• 资源植物、地理分布、有用物质积蓄量• 资源植物有用物质的研究、提取及利用• 资源植物化学成分的形成和积累与生态环境及其季节性变化规律的关系• 植物化学成分演变与植物系统演化的关系• 植物资源基因库的利用、保护、可持续发展• 中药材、道地药材、有效成分、功能基因改良

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• 中国中药区划图：道地药材

• 植物资源在中医、中药学上的应用

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•中药五味：酸苦甘辛咸

• 中医、中药—五行、五脏、五味

•四时五行—相生相克

•春夏秋冬四时交替，木火土金水五行生克，产生了寒暑燥湿风的气候，又形成了万物生、长、化、收、藏的规律。

•人与自然息息相关，生命本身就是阴阳，故古人以四时配五行来说明四时五行对五脏的影响。

•顺应四时。五行生克相当，则身体健康······

.• 道地药材：中华民族的瑰宝！

雁荡山采药人

• ···再回顾片头的几个例子：• 植物多样性的实践意义

例子 1：–太平洋紫杉 Taxus brevifolia Nutt.

据美国 Montana 技术学院 G A Strobel 博士的研究，在太平洋紫杉的树皮中找到一种真菌，命名为 Taxomyces andreanae, 它与紫杉醇的产生有某些功能关系。

南方红豆杉

红豆杉科白豆杉

台湾穗花杉

• 植物多样性的实践意义例子 2：–樱井草 Petrosavia sinii (Kr.) Gagn.

井樱草科 Petrosaviaceae, 产 : 南岭沟谷季雨林（川桂粤台）中，腐生兰，生长在橡树类的腐根上，被认为是第三纪古热带常绿阔叶林向南退却后留下的孑遗属。

• 生物多样性的实践意义 ---- 生物进化的潜能

例子 3：–银杏 Ginkgo biloba L. ，是孑遗种 ,现代银杏在植物形态上与中生代早期的化石并无多大变化，但序列测定表明在分子水平上相似性极少 ,差别极大。

–非洲爪蟾 (Xenopus), 属间形态差别不大 , 但序列分析发现相近两属之间的差异，远大于一般动物分类单位‘目’之间的差别。

–物种存在进化潜能，很多古老类群，其形态分化远小于分子水平上的分化。

例子 4 、新疆野果林

• 野苹果• 野杏• 野梨• 野樱桃

• 重要参考文献• 威尔逊 , J.T. 等著 , 《大陆漂移》翻译组译 , 1975. 大陆漂移 . 北京 : 科学出版社

• 吴鲁夫 , E.B. 著 , 仲崇信等译 , 1964. 历史植物地理学 . 北京 : 科学出版社

• 吴征镒 , 1965. 中国植物区系的热带亲缘 . 科学通报 , 1月号 : 25-33

• 张宏达 , 1980. 华夏植物区系的起源和发展 . 中山大学学报 , (1): 89-96

• 张宏达 , 1984. 从印度板块的漂移论喜马拉雅植物区系的特点 . 中山大学学报 , (4): 93-101

• 张宏达 , 1986. 大陆漂移与有花植物区系的发展 . 中山大学学报 , ⑶: 1-11

• 张宏达 , 1993. 地球植物区系分区提纲 . 中山大学学报 , 33(3): 73-80

• 张宏达， 1994. 再论华夏植物区系的起源 . 中山大学学报 , 33(2): 1-9

• Good, R. 1974. The Geography of The Flowering Plants (4th. ed). London

• Hu, S. Y., 1980. The Metasequoia flora and its phytogeographic significance. J. of the Arnold Arboretum, 61: 41-94

• MacArthur, R. H. & E. O. Wilson, 1967. The theory of Island Biogeography. Princeton

• Takhtajan, A. 1969. Flowering Plants, Origin and Disperal. Edinburgh: Oliver and Boyd. LTD

• Takhtajan, A., 1986. Floristic regions of the World. University of California Press, Los Angeles, 1-522

• Wu, C. Y., 1983. On the significance of pacific intercontinental discontinuity. Ann. Missouri Bot. Gard. 70: 577-590

• 重要参考文献