水底植物区系

中文名称

水底植物区系

英文名称

benthic flora;bottom flora

定　　义

附着在水底基质上的所有大型植物和藻类。

应用学科

生态学（一级学科），水域生态学（二级学科）

植物区系包括自然植物区系和栽培植物区系，但一般是指自然植物区系；根据不同原则或分布区特点，可划分为几类区系成分。通常将某地区全部植物种类按科、属、种进行数量统计，然后按地理分布、起源地、迁移路线、历史成分和生态成分划分成若干类群，分别称为植物区系的地理成分、发生成分、迁移成分、历史成分、生态成分等，以便全面了解一个地区植物区系的种类组成、分布区类型以及发生、发展等重要特征。

我国现代植物区系的形成和特点是在特定自然地理条件，特别是自然历史条件综合作用下，和植物界本身发展演化的结果。其特征主要可归纳以下几个方面。

植物区系植物种类丰富

中国维管束植物共约353科，3184属，2.715万多种，分别占世界科、属、种数的 56.9%、24.5%和11.4%。就种数而言，仅次于世界上植物区系丰富的马来西亚植物区（约4.5万种）和巴西（约4万种），居世界第3位。从植物科属的大小，即其含有种数的多少来看，现知世界种子植物中含有万种以上的4个特大科,在中国也都含有千种以上。另有50科在中国含有100～1000种,如蔷薇科、唇形科、杜鹃花科等，共有1.97万余种，约占全国种子植物80%以上，构成中国植物区系的基本骨干。

植物区系起源古老

根据古地理研究，我国白垩纪至第三纪时期，大部地区气候暖热。第四纪冰期，也仅受到寒冷气候影响或一些地方受到山地冰川影响。由于我国地处中低纬度，加之地形复杂，便成为许多古老植物的避难所或新生孤立类群的发源地。因此，我国具有许多古老的孑遗植物及系统演化上原始或孤立的科属。

我国现有种子植物2980属中，单型属（只含1种）422属、少型属（含2—6种）713属，合计占全国属数的38%。我国特有的190多属中，单型属和少数型属的比例更高达97%。只含1属1种的科也有16个之多。这些种类多是第三纪古热带植物区系的孑遗或更古老的成分。如水杉（Metasequoia glyptostroboides）、银杏（Ginkgo biloba）、鹅掌楸（Liriodendron chinense）等号称活化石。此外还有银杉（Cathaya argyrophylia）、金钱松（Pseudolarix amabilis）、白豆杉（Pseudotaxuschienii）、柳杉（Cryptomeria，2种）、水松（Glyptostrobus Pensilis）、台湾杉（Taiwania，2种）等古老的裸子植物，以及被子植物中钟萼树（Brctuhneidera，1-2种）、连香树（Cercidiphyllum japon-icum）、青钱柳（Cyclocarya paliurus）、珙桐（Davidia involucrata）、金钱槭（Dipteronia2种）、杜仲（Eucommia ulmoides）、马尾树（Rhoiptelea chiliantha）、水青树（Tetracentron siense），等等。它们主要产于我国亚热带、热带森林中。

我国温带针阔叶混交林也残存着一些古老成分，如木兰（Magnolia）、五味子（Schisandra）、猕猴桃（Actinidia）、南蛇藤（Celastrus）、鹅耳枥（Carpinus）、梣（Fraxinus）、胡桃（Juglans）、黄檗（Phellodendron）、以及葡萄等属的个别种。西北荒漠植被中，也保存许多古地中海或古南大陆的古老或孑遗成分，如蒺藜科的白刺（Nitraia）、骆驼蓬（Peganum）、油柴（Tetraena）、木霸王（Zygo-phyllum）、豆科的沙冬青（Ammopiptanthus）、蔷薇科的绵剌（Potaninia）等等。由此可见，我国各地区的植物区系大多是起源古老的，而与之相应的就是这些地区的优势植被类型有些也是古老的。

植物区系地理成分复杂

植物区系的地理成分是根据植物种或科属的现代地理分布而确定的。植物种、属或科分布的区域（即它们分布于一定空间的总和），称为植物分市区。植物分布区是由于植物种（或属科）的发生历史对环境的长期适应，以及许多自然因素对其影响的结果。在植物界中，不同的植物种（属或科）的分布区域是各不相同的，从而表现出各种的分布区类型。虽然植物任何分类单位都有其分布区类型，但从植物地理学观点出发，植物属比科能够更具体地反映植物的系统发育、进化分异情况及地理特征。因为在分类学上同一个属所包含的种常具有同一起源和相似的进化趋势，属的分类学特征也相对稳定，占有比较稳定的分布区，同时在其进化过程中，随着地理环境的变化发生分异，而有比较明显的地区性差异。根据对我国种子植物2980个属的比较分析，可划分为15个分布区类型：1）世界分布108属，占属总数的3.6%；2）泛热带分布372属；占属总数的13%；3）热带亚洲和热带美洲间断分布89属；占属总数的3.1%；4）旧世界热带分布163属；占属总数的5.7%；5）热带亚洲至热带大洋洲分布150属；占属总数的5.2%；6）热带亚洲至热带非洲分布151属；占属总数的5.2%；7）热带亚洲分布542属；占属总数的18.8%；8）北温带分布296属；占属总数的10.3%；9）东亚和北美洲间断分布117属；占属总数的4.1%；10）旧世界温带分布175属；占属总数的5.5%；11）温带亚洲分布63属；占属总数的2.2%；12）地中海区，西亚至中亚分布166属；占属总数的5.8%；13）中亚分布112属；占属总数的3.9%；14）东亚分布298属；占属总数的10.4%；15）中国特有分布196属；占属总数的6.8% 。

植物区系特有成分繁多

中国特有植物计有200属左右,归72科，其中含10属或10属以上的为菊科、苦苣苔科、伞形科、兰科和唇形科5科,但多数为热带—亚热带(29)和温带(22)分布科。银杏科、钟萼树科、珙桐科及杜仲科为4个特有科。

这些属中除铁线山柳和川木香、毛舌菊等5～6属为多种属外，其余95%以上都是单种或少种属，并且绝大多数是古老或原始的类型，如前所述的白豆杉等，还有如五加科的通脱木、马兜铃科的马蹄香、蜡梅科的蜡梅、榛科的虎榛子、石竹科的金铁锁、金缕梅科的牛鼻栓、半枫荷、毛茛科的独叶草及菊科中少有的木本属蚂蚱腿子和栌菊木等。4个特有科也都是单种的古老科。 它们主要分布在秦岭—山东以南的亚热带和热带地区，特别集中于西南至华中—华东。

国内关于植物区系和植物地理学的研究起步较晚，然而在几代科学工作者的努力下，特别是在吴征镒先生和张宏达先生等带领下，如今我国植物区系地理理论研究已具有世界先进水平。具代表性著作有5中国种子植物属的分布区类型6、5中国植物区系的起源和发展6、5华夏植物区系的起源与发展6、5中国植物志6、5种子植物分布区类型及其起源和分化6等。

现阶段植物区系研究领域最具有代表性的研究是基于植物区系地理学，结合分子生物学的方法对间断分布，特有或其它分布类群进行研究，运用分支系统学,结合地质学和化石资料的证据，探讨其间断、特有等分布格局形成的历史成因。如汤彦承等根据八纲系统提出被子植物原始类群有60科，并以分子系统学提出的狭义的基部类群32科为对比，进行了植物地理学研究，分析显示环太平洋4个地区原始被子植物科的分布格局和被子植物起源地与扩散以及太平洋的形成历史有关；选择若干特殊及重要或孤立类群，运用植物系统学、分类学、形态学、生理生态学、分子生物学、细胞学、地质学及古植物学的方法和手段探索其分布模式,解释全球气候变迁与植物分布模式形成的关系。如孙航等在研究青藏高原隆起对古地中海植物区系演变和发展的作用中，以黄花木属、沙冬青属等类群分布区和地理分布格局的形成，说明旱生的地中海成分随着青藏高原的隆升进一步分化形成了中亚、地中海)西亚)中亚、旧世界温带等成分。

在植物系统发育与演化研究方面则是对某些高级孤立类群和重要特征成分在比较形态学的基础上进行系统学研究，明确其系统位置，进而确定其定向成分,深入论证东亚植物区的起源和与相关植物区系的联系。结合分子生物学，以植物分子地理学和重要科属的系统发育学为主要研究方向，并涉及特殊功能基因的探索和珍稀濒危植物的遗传多样性及保护生物学研究，以及多学科交叉结合研究特殊地区或热点地区地质变化对植物区系形成发展的影响等。同时依托青藏高原和横断山脉等地区研究现代北温带植物区系及部分被子植物起源、进化和新种起源过程、区域植物区系的形成与地质历史重大事件相关性等为研究热点。如陈生云等对青藏高原及邻近地区生长高山草本植物条纹狭蕊龙胆多个居群内个体的叶绿体基因组(cpDNA)非编码片段trnH(GUG)-psbA基因间区序列变异检测,以发现的各种单倍型在高原东南部横断山区分布很集中、遗传多样性也相对较高，且居群间的遗传分化很高，有着显著的亲缘地理学结构，从而推测青藏高原东南部横断山区是该植物第四纪冰期时可能的避难所。