第3章 植物区系地理
1. 植物分布区
1.1 分布区的概念
分布区（areal）是植物分类群（种、属、科等）在地球上分布的区域。以种的分布区为基础，通过合并，形成属和科的分布区。
种的分布区：种分布区是指某种植物所占据的全部地域。
属的分布区：该属所有种分布区总和。单种属的分布区与种分布区一致，但含义不同。属分布区是植物区系研究的重点。
科的分布区：该科各属分布区的总和。
1.2 植物分布区制图
（1）点图法
将某分类单位已知的分布地点用符号标绘在一定比例尺的空白地图上，称为点图法。点图法的精度取决于研究资料的数量和地图比例尺。 （2）轮廓法（周界法）
把图上最外围的各个点连结起来，绘出分布区的轮廓。推测部分用虚线表示。可以把点图法和轮廓法结合起来（图3.1）。
图3.1 用点图法和轮廓法绘制的偃松（Pinus pumila）分布区
1.3 植物分布区的形状和大小
（1）分布区形状和大小
高纬度地区植物种分布区呈东西向展布；热带地区植物种分布区则是南北直径较大；有些植物种的分布区不连续，呈间断分布。 （2）影响分布区的因素
气候因素 土壤因素 地形因素 生物因素 历史因素
人为因素：例如紫茎泽兰(Eupatorium coeletiurn)的分布。
1.4 分布区中心
植物分类群集中分布的区域，称为某分类单位的分布中心。
多度中心：植物分类单位的集中分布区。多度中心不一定在分布区的正中央。 发生(起源)中心：某一植物分类单位在地球表面起源的地点。
变异中心：一个植物种在迁移过程中产生新种，这些新种在起源中心附近集中分布，形成变异中心。
残遗中心：残遗植物现代集中分布地点。地质时期未必是分布中心。
1.5 植物分布区类型
（1）广域分布区
分布区遍及各大洲。分布广泛的种称为广布种。如大车前（Plantago major）、蒲公英等的分布区。
图3.2 大车前（Plantago major）的广域分布区（引自武吉华等，2004）
（2）狭域分布区
多数植物分布区只限于局部，称为狭域分布区。如银杉（Cathaya argyrophylla）只分布在我国广西龙胜和重庆金佛山、湖南城步等地。
特有分布区，指某些特有植物的分布区。这些植物称为该地区的特有种。 古特有种：地质时期残留下来的特有种（地理残遗种）。如水杉（M. glyptostroboides）、银杏（G. biloba）、杜仲（E. ulmoides）等。
新特有种：晚近时期形成的特有种，如我国西南高山地区杜鹃属分化的新特有种。 生态特有种：独特的生态环境形成的特有种。这些特有种生态幅狭窄。 岛屿特有种：岛上植物长期孤立进化，逐渐形成特有种，甚至特有科或属。 （3）连续分布区
植物种(或属、科)连续分布在一个完整区域内。它包括以下类型。 世界分布：分布区遍及各大洲，如大车前。
环极地分布：分布区环北极和南极分布。如十字花科的西北山萮菜。 环北方分布：环绕南北半球高纬度地带分布。如茶藨子属植物（Ribes）。 泛热带分布：贯穿亚、非、拉及大洋洲热带地区，如棕榈科植物。 （4）间断分布区
相同分类学单位占据两个以上相互隔离的区域，称为间断分布区。间断分布具有重要地理学意义，分为以下类型。
泛北极间断分布：分布于亚洲、欧洲、北美洲的广大温带地区。
北极-高山间断分布：某一分类学单位分别分布于北极和温带高山地区，如萝蒂草（Loydia serotina）。
横越大西洋间断分布：分布于大西洋两岸，被大西洋隔开的美洲和欧洲。 环太平洋间断分布：包括北太平洋间断分布，热带亚洲和热带美洲间断分布和南太平洋间断分布。
泛热带间断分布：间断分布与热带和亚热带气候区域内。 泛南极间断分布：间断分布于南美洲。
古热带间断分布：分布区的各部分都在旧大陆的热带范围内，印度、马达加斯加和非洲之间以及东南亚、马来半岛和大洋洲之间。
星散间断分布：有些古老属的植物孤立分布于彼此远隔的各大陆或岛屿上 古地中海间断分布：间断分布于北美东南部、喜马拉雅山、中国西北部。
间断分布的成因：间断分布是由连续分布隔离所致。 自然条件变化：某种植物发生地理分化，造成分布隔离。 陆地下沉：如我国海南岛和雷州半岛是在第四纪隔断。
跳跃式传播：有些植物种子很轻，被洋流、水鸟等带到远处，造成间断分布。 大陆漂移说：提供了“世界植物热带统一起源说”的地质基础，合理解释了洲际间断产生的原因。
人为影响：人为促成某些植物种间断分布，例如橡胶树的分布。 （5）残遗分布区
过去具有广阔的分布区，而现代分布区大大缩小或星散分布，称为残遗分布区。如水杉只分布于我国川、鄂交界的很小地区，第三纪它却广布于北半球（图3.3）。
图3.3 水杉属的分布（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
（6）替代分布区
由一个共同祖先派生出来的、关系密切的亲缘种在地理分布上互相取代，这种替代现象所形成的分布区称为替代分布区。如地中海区域油橄榄（Olea europaea）在撒哈拉地区被非常接近的O. laperrinei所替代。
替代分布的成因：生境变化而分化出新的亚种或变种；气候变迁导致同一祖先的物种失去基因交流，演化为新种，发生替代作用。
图2.4 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.）
2. 植物区系
2.1 植物区系的基本概念
植物区系（flora）是某一地区、某一时期所有植物的总称。
地质古老的地区其植物区系种类比较丰富，年青的地区其植物相对比较贫乏。 （1）植物类群的统计
科属种统计：进行科属种的统计，了解科、属的大小，掌握研究区域植物名录。
图3.5 中国种子植物特有属在各省的分布多度（引自王荷生，1992）
（2）分布多度
分布在某一区域内的植物种或属的数目，表示不同地区的植物种或属的分布情况。
2.2 植物区系地理成分
分布区大致相同的植物种（属、科），划分为相同的地理成分。划分地理成分的依据是分布区类型。 （1）世界地理成分
北极高山成分：分布区一部分在北极，另一部分在北方高山地区。 泛北极成分：以北极为中心，环绕它分布的种。 北温带成分：分布区在北半球温带地区的种。
大西洋成分：分布区在大西洋沿岸海洋性气候地区的种。 东亚-北美成分：分布区在东亚和北美。
东亚成分：分布区在东亚的许多种，含有许多残遗种和特有种。 泛热带成分：起源于古南大陆，而现在广泛分布于各洲的热带种类。
旧世界热带成分：起源于古南大陆，现仅分布于亚洲、大洋洲、非洲的植物。 地中海成分：包括欧洲、非洲地中海沿岸或地中海盆地的植物。 中亚成分：分布区在中亚沙漠、草原及山地的植物。 中国东北成分：分布区包括我国东北及其以东地区的植物。 中国-日本成分：分布区只限于中国和日本的植物。
中国-喜马拉雅成分：分布区在我国横断山脉到喜马拉雅山一带的植物。 印度-马来亚成分：分布区包括印度、中南半岛、马来群岛和我国南方等地。 （2）中国植物地理成分
我国种子植物属（3256属）归纳为15个地理成分。
表3.6 中国种子植物属的地理成分（引自吴征镒，2011）
地理成分
1. 世界广布成分 2. 泛热带成分
3. 热带亚洲和热带美洲成分 4. 旧世界热带成分
5. 热带亚洲－热带大洋洲成分 6. 热带亚洲－热带非洲成分 7. 热带亚洲成分
属数 100 358 80 177 220 136 610
8. 北温带成分 9. 东亚-北美洲成分 10. 旧世界温带成分 11. 温带亚洲成分
12. 地中海区、西亚至中亚成分 13. 中亚成分 14. 东亚成分 15. 中国特有成分 合计
307 133 207 61 150 141 328 248 3 256
（3）地区间植物区系比较
属的相似性系数 两地的共有属数越多，相似性系数越大，其关系越亲近。 设甲乙两地各分布有A与B属植物，两地共有C属植物，按不同的计算方法，均可获得相似性系数：
KJacard=
C
（3.1）
A+B-C
2C
（3.2） A+B
KSorensen=
SSZ=
C
（3.3）
minA,B式中：KJacard，KSorensen 和 SSZ为相似性系数，A为甲地植物属数，B为乙地植物属数 ，C为两地共有属数。
表3.1 非洲北部各地区植物区系属的相似性系数（引自王荷生，1992） 地区
埃及 撒哈拉中部
摩洛哥 苏丹 刚果
埃及 — 83 77 39 11
撒哈拉中部
83 — 86 47 8
摩洛哥 77 86 — 16 5
苏丹 39 47 16 — 53
刚果 11 8 5 53 —
科的相似性系数 常用于更大范围植物区系分析。
某地与对比地区共数有科 （3.4） 相似性系=⨯100
某地全部科数
2.3 植物区系分区（区划）
（1）植物区划
把地理成分相似的区域合并，分成若干等级，便是植物(区系)区划。 植物区划的单位：植物区－植物地区－植物省－植物小区。 植物区（kingdom）：具有一组特有科和共同的发展历史。 植物地区（region）：具有一些特有属及一定数量的优势科。 植物省（province）：具有特有种和优势属。 （2）世界植物区划
表3.2 塔赫他间（1978）世界植物区划方案
（3）中国植物区划
吴征镒(2011)将我国植物区系划分为4个植物区、7个植物亚区、24个植物地区。
表 3.3 吴征镒（2011）中国植物区系分区方案
图 3.8 中国植物区系分区（吴征镒等，2011）
2.4 中国植物区系的基本特征
（1）植物种类丰富
我国维管植物353科3320属27150种。居世界第三位。
表3.5 中国种子植物特大科统计
科名 菊科 禾本科 兰科 蝶形花科
世界属数/种数 900/13 000 688/11 000 869/20 000 425/12 150
中国属数/种数 235/2211 242/1902 177/1 081 124/1 500
中国占世界种数%
17.0 17.3 5.4 12.4
（2）起源古老
我国植物区系中含有大量残遗植物。含有大量单型属和少型属，它们大多是古老的残遗属。 （3）地理成分复杂
吴征镒将中国3256属种子植物划分为15个分布区类型。 （4）各种地理成分联系广泛
我国与世界植物区系联系广泛，各类地理成分在我国交错分布。如我国与热带亚洲(印度-马来西亚)、泛热带、北温带、地中海区至中亚等均有大量共有属。
（5）特有程度高
我国特有植物种类丰富，共有特有属248属，占全国属数的7.86%。钟萼木科、珙桐科、杜仲科、银杏科4科为我国特有科。
2.5 岛屿植物区系分析
（1）面积对植物区系的影响
岛屿中的物种数目与岛屿的面积密切相关，岛屿面积越大，物种数越多。
S＝cA （3.5）
z
或 lg S=lg C+z lg A （3.6）
式中：S：物种数；A：岛屿面积；C：物种密度（单位面积的种数）；z：统计指数。
表3.7 西南太平洋群岛面积与生物属多样性间的关系（引自武吉华等，2004） 群岛名称
所罗门群岛 新喀里多尼亚群岛 斐济群岛
新赫布里底斯群岛 萨摩亚群岛 社会群岛 汤加群岛 库克群岛
面积/km
40 000 22 000 18 500 15 000 3 100 1 700 1 000 250
被子植物属数
654 655 476 396 302 201 263 126
特有属数
3 100 10 0 1 2 0 0
鸟类属数
126 64 54 59 33 17 18 10
（2）距离对岛屿植物区系的影响
遥远和孤立的岛屿植物种类比大群岛或离大陆近的岛屿种类少（表3.8）。
表 3.8 海洋岛屿植物区系特征（引自武吉华等，2004）
传播方式
岛屿名称
与大陆或邻岛距离/km
种的 总数
水播
被子 植物
圣诞岛(古老珊瑚环礁)
费南都迪诺鲁尼亚岛 (古老火山岛群) 可可斯岛 (年轻珊瑚环礁)
240(距爪哇) 370(距巴西) 1 160 (距爪哇)
154 78 23
44 21 17
9 1 0
风播 孢子 植物 43 1
51 56 5 鸟播
（3）岛屿年龄的影响
岛屿形成的年代越久远，特有现象越明显。夏威夷群岛约95%为特有种。
3 人为活动与植物分布
3.1栽培植物的分布
茹可夫斯基划分了栽培植物的12个大基因中心，分别是：
1．中国-日本中心：桃、杏、李、梨、苹果、橙、大豆、黍、白菜、黄瓜、葱、莴苣、枣、柿、栗、薯蓣、桂花、山茶、漆树、猕猴桃以及多种竹。
2．中南半岛-印尼中心：香蕉、橙子、槟榔、菠萝．椰子、甘蔗的原产地。 3．澳大利亚中心；某些棉花、香蕉、多种桉树的原产地。
4．印度中心：稻、茄子、黄麻、柠檬、芒果、胡椒、茶的某些种的原产地。 5．中亚中心：普通小麦、豆类(豌豆、蚕豆)、胡萝卜、洋葱、葱、甜菜的原产地。 6．近东中心；黑麦、燕麦、苜蓿、甜瓜、萝卜、葡萄的原产地。 7．地中海中心：亚麻、鹰嘴豆、石榴、无花果、油橄榄的原产地。
8．非洲中心：某些水稻、高粱、咖啡、油棕、枣椰、葫芦、大麦等的原产地。 9．欧洲－西伯利亚中心：大麻、啤酒花、草莓、薄荷、茶藨子等的原产地。 10．南美中心：玉米、马铃薯、甘薯、番茄、烟草、可可、橡胶等的原产地。 11．中美中心：玉米、马铃薯、甘薯、番茄、烟草、可可、橡胶等的原产地。 12．北美中心：糖槭、某些栗、柿、山核桃等的原产地。
图 3.10 栽培植物的大基因中心（引自北京大学等，1987）
3.2 生物入侵
（1）概念
某一生物由原生地进入新的适宜地区，种群数量和分布区扩大的过程。2003年，我国公布了16种入侵物种名单。
9种植物：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。
7种动物：蔗扁蛾、湿地松粉蚧、强大小蠹(du)、美国白蛾、非洲大蜗牛、福寿螺、牛蛙。
（2）物种入侵的途径
自然途径：风、水流等。
人为途径：无意传入，有意引进。 （3）我国入侵植物的来源
我国的188种外来入侵植物，来自美洲有125种。
北美和东亚处于相同纬度。它们是在被子植物形成后才漂移开的。北美和东亚具有相似的植物区系成分。