植物地理学：第一章 植物分类类群、演化与地球环境(六)
植物地理学第一章
植物分类类群、 植物分类类群、演化与地球环境
1. 植物分类系统与方法 2. 植物的系统进化
1. 植物的分类地位
两界系统（林奈，1753）：植物界、动物界 三界系统（海克尔，1866）：原核生物界、植物界和动物 界 四界系统（科普兰，1938）：原核生物界、原始有核界、 后生植物界、后生动物界 五界系统（怀塔克，1969）：原核生物界、原生生物界、 植物界、真菌界和动物界 生态学理解的生物：植物、动物、微生物 广义理解植物界：植物、真菌和原核生物 16届国际植物学大会宣布：植物界分为绿色植物、褐色植 物、红色植物和真菌。
3. 分类等级与分类单位
中文 界 门 纲 目 科 属 拉丁文 Regnum Divisio Classis Ordo Familia Genus 英文 kingdom phylum(division) class order family genus species -ales -aceae 词尾 -phyta
种 Species
分类单位举例
界： 植物界 Regnum vegitabile 门： 种子植物门 Spermatophyta 纲 ： 双子叶植物纲 Dicotyledoneae 目： 蔷薇目 Rosales 科 ： 蔷薇科 Rosaceae 属： 李属 Prunus 种： 桃 Prunus persica
系统发育分类与系统
恩格勒系统（1897）：认为葇荑（读作ti）花序类植 物（即木本植物中花单性、无花被、花序轴柔软者， 如杨柳科）为双子叶植物种的原始类型； 哈钦松系统（1926）：认为单性花比两性花要进化， 木兰目是最原始的被子植物。 前苏联植物分类学家塔赫他间（A. Takhtajan，1954） 系统和美国纽约植物园前主任柯朗奎斯特（A. Cronquist，1958）系统。他们都承认木兰目的原始 地位。 分子系统学研究认为：木兰目不是最原始的被子植物。
植物地理学1 植物类群
第一章 植物分类类群、演化与地球环境
第一节 植物分类与植物系统进化 一、植物分类原则、单位和命名 二、植物界的大类群 三、植物的个体发育和系统发育 第二节植物进化与地球环境 一、藻菌植物时代 二、蕨类植物时代 三、裸子植物时代 四、被子植物时代 五、地球-生命耦合系统
（一） 物种
种（species)是生物分类的基本单位，包 含若干起源于共同祖先、形态和生物学特 征极为相似的植物个体。种内的个体间可 以交配繁殖产生新个体，不同物种见存在 生殖隔离。
孢子植物 (Spore plants) 又: 隐花植物 (Cryptogamae)
种子植物(seed plants) 又：显花植物
Phanerogamae
裸藻门(Euglenophyta)
绿藻门(Chlorophyta)
轮藻门(Charophyta)
金藻门(Chrysophyta) 甲藻门(Pyrrophyta) 褐藻门(Phaeophyta)
藻类植物 algae
红藻门(Rhodophyta)
蓝藻门(Cyanophyta)
细菌门(Bacteriophyta) 粘菌门(Myxomycota)
菌类植物
真菌门(Eumycota)
Fungi
地衣门(Lichens)
苔藓植物门(Bryophyta)
颈卵器植物
蕨类植物门(Pteridophyta)
Archegoniatae
裸子植物门(Gymnospermae) 维管束植物
被子植物门(Angiospermae) Vascular plants
植物地理学 第一章
地质年代时期
纪
第四纪 第三纪 白垩纪
晚 早
同位素年龄（亿年）
0.025
0.65 1 1.36 1.90 2.25
晚 早
各类植物繁盛时期
新生代
被子植物时代 裸子植物时代（共约
1.4亿年）
中生代
侏罗纪 三叠纪 二叠纪
石炭纪 晚
2.40 2.80 3.45 3.65 3.95 4.30 5 5.7
蕨类植物世代 （共约1.6
在石炭纪和二叠纪之交，地球自然环境发生变 化，裸子植物在生存竞争中获得优势：
－ 根系和维管束发达
－ 叶片角质层发达
－ 受精作用不再依赖水的存在
更加适应 陆地生活
中生代是裸子植物最繁盛的时期，为全球第二个 成煤期
四.被子植物时代
被子植物的发展与地球环境 － 晚白垩纪始，被子植物爆发 － 最发达，种类最多 － 被子植物形态的多样性是对自然环境广泛适 应而产生多种变异的结果
改变地球气候条件，全球性降温造成丰富多样 的小生境
为动、植物的分化奠定的基石。绿藻可能就是 30万种现有高等植物的远祖
二.蕨类植物时代
约志留纪末期至二叠纪
植物离开大海，产生了以裸蕨为代表的第
一批陆生植物 蕨类植物向着发展孢子体的方向进化，苔藓植物 却是朝着发展配子体的方向演进 全球第一个成煤期
三.裸子植物时代
（1）细菌门(SCHIZOMYCOPHYTA)
细菌是最古老的也是最小的生物。 细菌按形态特征区别出球菌、杆菌和螺旋菌， 作用：很多种是严重影响人体和动物健康的异养型病菌， 也有些种类是可以进行特殊的细菌光和作用或化能合成作 用的自养型细菌。
（2）蓝藻门
1. 蓝藻是一类细胞中含有叶绿素和蓝藻素，可进 行光合作用的自养生物。有机体有单细胞的群 体和多细胞丝状体等结构。 2. 分布很普遍，有些种类甚至出现于某些极端严 酷的环境中。 3. 许多蓝藻能固定大气中的氮，当藻体死后释放 出较多的含氮化合物 ，为其他植物提供氮肥
植物地理学
植物地理学：研究生物圈中各种植物和植被的地理分布规律、生物圈各结构单元（各地区）的植物种类组成、植被特征及其与自然环境之间相互关系的科学。
引言生物圈1.生物圈：地球上所有生物及其生活领域的总和.是自然环境的有机部分.2.生物膜：地表上下100m的区域,生物繁衍最集中的范围.3.植物有机体占生命有机体的99％。
第一章植物的基本类群1.生物特征：新陈代谢、生长繁殖、遗传变异进化、应激性2.植物繁殖的三种方式：营养繁殖、无性生殖、有性生殖3.植物的分类单位：界、门、纲、目、科、属、种4.植物的分类原则：自然分类法（林奈）5.植物界六大类群：藻类植物、菌类植物、地衣植物、苔藓植物、蕨类植物、种子植物6.种：具有一定形态和生理特征，局限在一定区域的生物类群。
7.种群：植物种内的个体常分成若干群，每个群成片地分布在某个地段内各群在在空间上互有间断即为种群。
8.世代交替：在植物的生活史中，有性世代和无性世代交替的现象。
9.亚热带常绿阔叶林代表科：木兰科、樟科、壳斗科、山茶科。
10.第二章植物的生活和环境生态：生物及其环境之间的形式或者总体生物与环境的关系：适应、塑造、改造一、环境与生态因子1.环境：指某一特定主体周围一切事物及现象的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。
2.生态因子(ecological factors)：环境中对植物生命活动（生长、发育、生殖、行为和分布）有直接或间接影响的环境因子。
3.生态因子分类（简述）4.环境胁迫：当环境中某种生存条件出现异常变化，便会抑制植物生命活动或威胁植物生存，这种现象成为环境胁迫。
5.干扰：动物啃食、寄生、风、火、土壤侵蚀等部分或全部地破坏植物的现象，称为干扰。
6.限制因子：任何一种生态因子只要接近或超过植物所能忍受的最低限度，就成为这种植物的限制因子。
二、生态因子的作用（简述）①综合作用：1）不可替代性2)互相作用（各生态因子彼此联系、相互影响）②主导因子作用：所有因子不变，某一因子的变化引起生态关系变化，影响植物的生长、发育。
植物地理学重点知识梳理
生态成分：是按植物种的适应生境而定。这类成分对于研究一个植物区系的历史及其所经历的气候变化有极大意义。
植物区系相似性：p47
中国植物区系的特点及p61图表：
丰富的植物种类
起源古老，具有演化系统中的各种类群
入侵物种：生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象，我们把它称之为外来物种的入侵。
物种形成方式三种：
异地（域）物种形成
发生的条件：一个物种的种群因为地理环境改变（例如造山运动）或种群本身发生改变（例如种群的迁出）而被隔离；
隔离的种群会在基因型及／或表形上发生趋异，原因为：隔离的种群与原本的种群面临不同的选择压力，或各自发生遗传漂变，又或各自的基因池发生突变。
双名法：双名法（binomial nomenclature)：林奈创立。即给植物种的命名用两个拉丁词或拉丁化形式的词构成的方法——每种植物只有一种合法名称:学名。
基本形式是：属名+种名属名为名词，种名为形容词，第一个字母必须大写。
原核生物：单细胞生物；有细胞壁，由非纤维素多糖和氨基酸结合物构成；无细胞核结构；无性生殖：细胞分裂；包括细菌和蓝藻
地衣：多年生，是自养型蓝藻或绿藻与异养型真菌共生体；提供光合产物，吸收养分和水分；根据形态分为——叶状、壳状、枝状；先锋植物——适应恶劣环境的能力很强
苔藓植物：呈叶状或有茎叶分化；无完善的输导组织，无根的分化——植株矮小；自养型，可进行光合作用；世代交替——有性繁殖世代＋无性繁殖世代，分别形成配子，形成孢子；多生于潮湿的环境，在苔原、泥炭沼泽或高山可能成优势种；分为苔纲、藓纲
植物地理学复习范围
2010级《植物地理学》复习资料红色标记为西南大学地理科学学院2010级名词解释、论述简答题，黑色粗体为选择题。
引言一、名词解释1.生物圈（biosphere）：生物圈(biosphere)就是地球上存在生命的部分，由大气圈的下层(对流层)，水圈和岩石圈的上层(风化壳)组成。
根据生物分布的幅度，生物圈的上限可达到海平面以上10km的高度，下限可以达到12km的深度。
但是绝大多数生物集中生活在地面100m以内和水体之下100m的范围内。
2.植被（Vegetation）：一个地区内所有植物群落共同形成的植物覆被层称为植被。
P2二、问答题1.植物的生态作用。
P1答：（1）植物是生产者（2）植物参与了自然界的物质循环（3）对环境的作用（4）植物为地球上其他生物提供了赖以生存和繁衍后代的场所和物质基础2.植物地理学的研究对象。
P2答：植物地理学的研究对象：植被。
植物地理学定义植物地理学是研究植被的空间分布规律的学科，它研究植被的组分、性质、分布类型及其形成原因、动态以及实践中的应用等。
3.植物地理学研究的基本内容。
P2答：（1）地球上植被的组成结构、动态变化和分级分类。
（2）植被与环境之间的相互关系。
（3）植物分布区和植物区系的形成和演变。
（4）岛屿植物种的拓殖和灭绝等。
第一章植物分类类群、演化与环境一、名词解释1.种（species）：是植物分类的基本单位。
物种是起源于共同祖先，具有极为相似的形态和生理特征，且能自然交配，产生正常(主要指可育性)后代，并具有一定自然分布区的生物类群。
P62.种群（population）：植物种之间的个体（植株）常分成若干群，每个群成片的分布在某个地段内，即各群在空间上互有间断，称为种群。
P63.双受精现象：种子里的胚（通常由胚芽、胚轴、胚根和子叶构成）由花粉管（由成熟的花粉粒萌发而成）中的一个精子与胚囊中的卵细胞结合发育而成，而胚乳由另一个精子与胚囊里的两个中央细胞（极核）结合发育而成，这就是双受精现象。
植物地理学复习
植物地理复习1．植物地理学的定义及分支学科（一）定义1807年，亚历山大.洪堡德（Alexander Von Humboldt）发表《植物地理知识》标志中植物地理学的创立。
植物地理学是研究生物圈中各种植物和各种植被的地理分布规律、生物圈各结构单元(各地区)的植物种类组成、植被特征及其与自然环境之间相互关系的科学。
研究对象：植被（二）植物地理学的分支学科：植物区系地理学、历史植物地理学、植被地理学（植被生态学）第一章植物分类类群、演化与环境•植物物种：种是包含若干起源于共同祖先，形态和生物学特征极为相似的植物个体。
•物种命名：拉丁双名法（属+种加词）•植物的大类群：原核生物（细菌、蓝藻）；真核藻类和真菌、地衣（藻类、真菌、地衣）；苔藓和蕨类植物（苔藓、蕨类）；种子植物（裸子、被子）•维管束：由木质部和韧皮部构成的束状结构，是植物体内的输导组织。
木质部是由导管分子、管胞、纤维和薄壁细胞等多种细胞构成的一种复合组织，负责运输水分和无机养料。
韧皮部由筛管分子(sievetube element)或筛胞(sieve cell)(统称筛分子)、伴胞、薄壁细胞和纤维等多种不同类型的细胞构成，是维管植物体内负责运输有机物质的组织。
第二章植物区系空间分异和环境演变•植物区系：是某一地区、某一时期、某一分类群等所有植物种类的总称。
•植物分布取得表示方法：点图法、轮廓法、涂斑法•植物分布区的形状类型：连续分布和间断分布。
连续分布：分布区内该种植物重复出现在适宜它生存的生境，各部分间没有不可逾越障碍阻断而失去交流繁殖体的可能性。
植物的区系分析：•统计：属种数目统计单型科（属）•成分：地理成分、发生成分、迁移成分、历史成分、生态成分•区系比较：相似性计算•根据植物的区系成分，可以把物种分为外来种和本地种。
•外来种若在生态系统中定居，并形成群落，对生态系统和人类健康造成损害或生态灾难，就变成外来入侵种。
•外来物种入侵的途径植物生活型：（一）生活型系统1.概念：植物对于综合生境长期适应而在外貌上反映出来的植物类型。
植物地理学
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监测植物 对有毒气体特别敏感 的植物，可利用它们 来监测有毒气体的浓 度，指示环境污染程 度，这种植物就称为 监测植物。
植物为地球上其他生物提供了赖以生存 和繁衍后代的场所和物质基础
粮食 药材 工业原料 纤维
植物地理学的发展简史
古代植物地理学的萌芽
《诗经》 《管子.地员篇》 《禹贡》 《本草纲目》 《左传》 《周礼.冬官考工记》 提奥夫拉斯特(Theophrastus ）《植物历史》和 《关于植被的论文》 1807年，Humboldt发表《植物地理学知识》，使 植物地理学成为一门独立的学科。
重要期刊
植物生态学报 生态学报 应用生态学报 生态学杂志 Ecology（Ecological Society of America ） Advances in ecological research（Academic Press） Oikos
网络资源
植物地理学 Plant Geography
邹俊 云南师范大学旅地学院
教学内容
第一章 绪论
第二章 植物的形态结构和基本类群 第三章 植物区系地理
第四章 植物生活与环境
第五章 植物种群
第六章 植物群落
第七章 世界植被地理
第一章 绪论
植物地理学的研究对象和内容 植物在自然界中的作用 植物地理学的发展简史
主要参考书
• 王伯荪.植物群落学.北京：高等教育出版社， 1987 • 曲仲湘，吴玉树，王焕校等.植物生态学（第二 版）.北京：高等教育出版社，1983 • 李博，杨持，林鹏.生态学.北京：高等教育出 版社，2000 • 宗浩，蒋光藻，刘智慧，马丹炜，陈自勉.生态 学原理.成都：电子科技大学出版社，1996
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古代自然地理环境的演变
中生代（距今0.7～2.3亿年） 中生代自晚二叠纪起，泛大陆再次分裂，造山运动强烈。 从三叠纪中期开始到侏罗纪中期为止，温暖潮湿的气候类型 占优势；从侏罗纪末期开始到白垩纪中期为止，气候的地域 差异性逐渐增大；各大陆不仅有热带和温带的差别，而且还 有沿海温润气候区和内陆干燥气候区的差异。 裸子植物代替了蕨类植物，爬行动物一度繁盛之后又走向灭 绝，鸟类、哺乳动物、被子植物欣欣向荣。
植物进化与地球环境
自然地理环境发展演化检索表
植物界的主要发展阶段
➢前寒武纪—— 34亿年前：单细胞原核生物； 20亿年前：单细胞真核藻类； 8亿年前：多细胞生物
➢古生代—— 寒武纪：生物大爆发，藻类、蕨类植物 奥陶纪和志留纪：植物由水生到陆生的进化 泥盆纪：裸蕨植物时代 石炭纪：蕨类植物时代 二叠纪：裸子植物繁茂
－ 根系和维管束发达 － 叶片角质层发达 － 受精作用不再依赖水的存在
中生代是裸子植物最繁盛的时期，为全球第二 个成煤期
ห้องสมุดไป่ตู้子植物时代
被子植物的发展与地球环境 － 晚白垩纪始，被子植物爆发 － 最发达，种类最多 － 被子植物形态的多样性是对自然环境广泛 适应而产生多种变异的结果
－ 与动物界，特别是昆虫动物的协同进化也
尤其 是动、植物呼吸所必须的游离氧更为缺乏。 ◆原始海洋面积可能比现代海洋大，但相当浅，且为酸性矿化水，缺乏
现在海水中所含的各种盐类物质。
古代自然地理环境的演变
元古代（距今6～25亿年）
大陆地壳逐渐扩大、增厚，地能对自然地理系统的作用减弱，太阳辐射 能逐渐成为自然地理系统的主要能源。火山活动相对减弱，大气中CO2 浓度降低，游离氧增加。从原核生物进化为真核生物，从单细胞进化到 多细胞，从异养生物转化为自养生物，从厌氧生物进化为喜氧生物，地 球表层进化史进入一个新阶段。
生物圈和生命的历史是通过其不连续的化石数据 识别的，这些不连续的变化在地球历史中同生物进 化的新进出、新的生命栖息地形成和“生物大灭亡” 密切相关。
自然地理环境的发展演化
古代自然地理环境的演变
原始状态 元古代 古生代 中生代
新生代自然地理系统的变化
海陆变迁 气候变化 生物演进
自然地理环境发展演化检索表
通过这些变化，生物界也在变化。
古代自然地理环境的演变
在距今40～25亿年期间
地球内部热量大量积聚，使地球物质熔融，火山喷发十分频繁，喷溢出 大量的岩浆、气体和水蒸汽，形成了原始的岩石圈、水圈和大气圈。
◆原始的岩石圈主要是由玄武岩类的岩石所组成，没有沉积岩。 ◆原始的大气圈主要成分是H2O、CO2、CO、CH4和NH3等，缺乏O2，
是被子植物得以发展的重要原因之一
被子植物系统进化的总趋势
进化方向
木本，多年生 常绿 具两性花、花部分离 双被花 虫媒花 多雄蕊、雌蕊
草本，一年生 落叶 具单性花、花部联合 无被花 风媒花 少雄蕊、雌蕊
地球－生命耦合系统
植物界的发生、发展自始至终表现为从低级向高级， 从简单到复杂的新陈代谢的过程
地球系统受生物过程和物理化学过程的动力学交 互作用控制
古生代早期，泛大陆分裂，形成冈瓦纳、北美、欧洲和亚洲四个大陆。
气候随海陆范围的改变呈现规律性变化：当海侵范围扩大时，气候区 相吻合，海洋性气候特征比较明显，气候的地域差异性很小； 当陆地 面积增大时，气候的干燥程度增强，大陆性气候特征较明显，气候的 地带性和非地带性差异显著。
加里东运动后，古欧洲和北美合并成一个大陆；海西运动后，欧美大 陆和冈瓦纳大陆合并；晚二叠纪，亚欧大陆形成，至此新的泛大陆宣 告形成，海退现象相伴而生；
古代自然地理环境的演变
40亿年以前的地球发展史称为地球的天文时期，40亿年以来 称为地球的地质时期。古代自然地理系统的变化，从宏观上 看，主要包括：
● 由于构造运动而引起的全球性的海陆变迁、陆地表面 起伏程度的改变以及地面物质的大规模迁移。
● 由于气候变化而引起的全球性的或大范围的冷、暖、 干、湿变化，以及与其相应的大气环流和气候带的变化。
由于光合作用，原始大气的成分逐渐从还原型转变成氧化型，大气圈的 上层形成了臭氧层，吸收对生物有杀伤力的短波紫外线，为生物在地球 表层中的繁衍创造了有利条件，物种数量增多。植物经历第一次大发展， 晚期出现了原始动物。造山运动多次发生，并使小陆块逐渐拼合为泛古 陆。
古代自然地理环境的演变
古生代（距今2.3～6亿年）
第一章
植物分类类群、演化 与地球环境（六）
植物的个体发育
（ontogeny)——某种
植物从其生命的某个阶段
（如孢子、合子、种子等）
开始，经过萌发、生长、
分化、发育、成熟和生殖
等一系列形态和生理的发
展变化，再出现和开始那
个发育阶段相同的第二代
的全过程。即为植物的生 活史（life history)或生 活周期（life cycle)。
➢中生代—裸子植物时代
三叠纪： 侏罗纪： 白垩纪：恐龙灭绝、昆虫和有花植物分化
➢新生代—被子植物时代
第三纪：昆虫与被子植物继续繁盛分化、出现鸟 类和大量哺乳动物 第四纪：灵长类一支进化为人类
藻菌植物时代
约太古代晚期至古生代志留纪 改变大气组成
累积有机质
改变地球气候条件，全球性降温造成丰富多 样的小生境
为动、植物的分化奠定的基石。绿藻可能就是 30万种现有高等植物的远祖
蕨类植物时代
约志留纪末期至二叠纪
植物离开大海，产生了以裸蕨为代表的第
一批陆生植物 蕨类植物向着发展孢子体的方向进化，苔藓植
物却是朝着发展配子体的方向演进 全球第一个成煤期
裸子植物时代
在石炭纪和二叠纪之交，地球自然环境发生 变化，裸子植物在生存竞争中获得优势：
罂粟的一生
植物的系统发育（phylogeny)
一种生物或一个生物类群，在地球上的发生、发 展演化和衰亡的历史过程。以银杏为例。
个体发育与系统发育的关系
个体发育是系统发育的前提和基础，没有个体 发育，系统发育就会停止
个体发育受系统发育的影响和制约
个体发育和系统发育是推动生物进化的
两种不可分割的过程