运用数学方法研究植物区系地理

本文对植物区系地理学中区系丰富性、区系相似性、区系成分划分及其区系区划等几个基本问题,在应用数学方法研究的现状进行了评述.本文指出了应用数学方法研究植物区系地理学中存在且亟待解决的几个重要的理论与实际问题.     

植物区系地理研究现状及发展趋势

中国植物区系地理学在植物区系的调查、分布区类型的划分和研究、植物区系分区以及区域植物区系的分析等方面有了丰富的研究积累。但这些研究绝大部分是利用传统方法对植物物种或分类群数据进行统计分析,因此仍处于对区系现象的认识和描述阶段,缺乏空间格局形成过程、形成机制方面的深入探索。此外,还存在植物区系调查薄弱甚至是空白的地区,许多植物标本缺乏详细或精确的信息,植物物种鉴定的准确性还需要提高。同时,随着植物区系地理以及相关学科的快速发展,植物区系地理学的研究步入了多学科交叉融合、综合研究分析的阶段,学科界限趋于模糊。一方面,利用物种信息数据库,融合生态学、古植物学以及地质历史等探讨区系空间地理格局的成因;另一方面,结合系统发育、分子系统进化(甚至到进化基因组学)、生命之树以及分子生物地理学等揭示区系的起源和进化;同时,各学科的快速发展,产生了大量的数据,新的分析方法或新理论的出现和运用,使植物区系地理研究也进入到了大数据时代,进而使得植物区系地理研究由定性的现象认识和描述,逐步深入到了定量地解释区系现象和探索其形成机制的时代。     

中国种子植物区系定量化研究 V．区系相似性

本文总结了应用相似系数即关联系数进行植物区系相似性分析的现状,指出了存在的问题．然后,从集合论角度讨论了区系相似性、相似关系及其相似系数的实质．作者以为在区系相似性分析中应用Ｒ．Ｒ．Ｓｏｋａｌ和Ｃ．Ｄ．Ｍｉｃｈｅｎｅｒ（１９５８）提出的简单匹配系数比较适宜,同时亦能避免以往区系相似性分析中缺乏可比性及某些“表相”相似等问题．最后,还提出了总体相似系数和类型相似系数二个新概念,以便按照吴征镒教授关于中国植物区系研究的学术思想统一研究各个不同地区植物区系的相似性．对此,作者用了６个区系实例进行了演算说明．     

多学科融合、多尺度探索——植物区系地理研究的新趋势

<正>植物区系地理学(Floristic Geography)是以植物分类学为基础,从空间格局(地理分布)上来探讨地球上或一定区域内植物的构成及其地理格局形成和起源演化过程的学科。当今的植物区系地理学研究正从两大方面发展:宏观上从地质历史–生态环境–植物群落–植物区系及大尺度空间格局方面探讨区系地理格局的成因;微观上从生命之树–物种形成–分子机制(基因组进化)揭示区系地理成分的     

秦岭种子植物区系的性质和特点及其与毗邻地区植物区系关系

依据秦岭种子植物补遗和相关文献资料,采用植物区系地理学研究方法,分析了秦岭地区种子植物区系的性质、特点,并与其它7个毗邻地区植物区系进行比较。结果表明:(1)秦岭山地植物种类繁多,区系成分极为丰富,种子植物164科,1 052属,3 839种。(2)秦岭区系是以温带成分为主,温带区系成分占该区总属数的58.75%,具有绝对优势,同时表现出明显的过渡性特点,是亚热带和温带植物区系的交汇区。(3)区系成分中原始种类、孑遗成分多,表现出明显古老性。(4)秦岭植物区系与大别山、巴山、横断山脉植物区系组成相近,有着一定关联性,并且还与西藏色季山区系较为相关,但秦岭植物区系与祁连山北坡、贺兰山有较大差异。     

中国种子植物区系定量化研究 Ⅱ.多地区种子植物区系研究实用程序工作原理(DDBJ-系列程序)

本文介绍了定量化研究多个种子植物区系的电子计算机程序（DDAI）工作原理,简要讨论以共有属构建的区系间相似关系问题。应用本文提出的程序,可一次性完成所有被研究区系种子植物分布区类型的统计及有关的计算工作,同时也可根据各分布区类型及总体共有属,构建各个区系间的相似性系数及其他有关的参数。本文以中国若干种子植物区系原始资料统计计算为例提供的CAR（Computer Aided Research）方法,可对全面深入地研究中国种子植物区系,提供强有力的工具。     

物区系研究中值得注意的几个问题——兼与孙叶根先生商榷

对植物区系的概念、研究对象及研究内容进行讨论。指出植物区系主要研究区系性质、特有现象、地理联系、替代现象、区系区划、与古地理和古环境的关系、区系的起源与演化等问题。还针对当前区系研究中存在的一些问题进行了初步的讨论。     

植物区系研究中值得注意的几个问题——兼与孙叶根先生商榷

对植物区系的概念、研究对象及研究内容进行讨论。指出植物区系主要研究区系性质、特有现象、地理联系、替代现象、区系区划、与古地理和古环境的关系、区系的起源与演化等问题。还针对当前区系研究中存在的一些问题进行了初步的讨论。     

中国西北干旱区和中亚植物区系地理研究

本文简要回顾了我国西北干旱区植物区系地理的研究历史,其中植物区系和科属地理两方面的研究大多集中在1980年代以后。西北干旱区作为中亚干旱区的东部,今后应该拓展到西部的前苏联中亚五国,在一个自然地理区域的基础上开展区系地理研究才有更广泛的意义。分子系统发育和生物地理研究对区系地理研究有重要意义和潜力。对区系和植被中的关键类群,只有进行深入的分子生物地理学研究,才能使区系地理研究向纵深发展。类群的研究,也应该联系青藏高原隆升和古地中海西退等历史和地质事件,因为它们是中亚干旱的非生物的历史成因。     

植物区系研究中值得注意的几个问题：—兼与孙叶根先生商榷

对植物区系的概念、研究对象及研究内容进行讨论,指出植物区系研究区系性质、特有现象、地理联系、替代现象、区系区划、与古地理和古环境的关系、区系的起源与演化等问题。还针对当前区系研究中存在的一些问题进行了初步的讨论。     

浙江金华北山植物区系地理的研究

金华北山约有种子植物１４０科、５１９属、１０５２种。区系成分中,以北温带、泛热带、东亚三种成分为主,植物区系具明显的亚热带性质。以植物地理成分为指标,对金华山与全国其它１４个山地的植物区系进行了模糊聚类分析。结果表明,庐山、天目山植物区系与浙南一闽北的九龙山、武夷山植物区系之间无明显的分界线。     

Composition Patterns of Caribbean Limestone Forests: Are Parsimony,Classification, and Ordination Analyses Congruent?1

This study presents an analysis of floristic composition patterns for limestone vegetation from three Caribbean islands: Hispaniola, Mona, and Puerto Rico. The physical setting of these communities varies from very dry to wet climates, and from ridgetops, slopes, to plateaus. Consequently, vegetation communities have variable species composition. The questions addressed were: (1) What are the patterns of species composition among limestone vegetation types based on a parsimony analysis of species assemblages (PASA) and how congruent are they widi geography, climate, topography, and vegetation physiognomy? and (2) How do PASA patterns compare to floristic patterns obtained with a classification (UPGMA) and an ordination (NMS)? The main distinction of floristic categories was between communities of humid and dry climates, followed by a finer separation of communities congruent with topography; vegetation physiognomy corresponded with both. PASA, UPGMA, and NMS produced highly coincident floristic groups; however, affinities among groups were different. Advantages of PASA over UPGMA and NMS are that PASA produces groupings strictly based on the shared species and provides different measures of support for floristic groups. The three techniques indicated that the humid and dry limestone areas of Puerto Rico had floristically divergent dry‐type vegetation, even when they were structurally and physiognomically convergent. Also, floristic affinities of dry communities in Puerto Rico were stronger with dry communities on other islands than to more humid communities on the same island; thus, humidity regime is stronger than geography in promoting floristic links among limestone vegetation communities of die Caribbean. Almost every conclusion obtained from UPGMA and NMS was also taken from PASA, and so all diree techniques are compatible. The methodological, theoretical, and interpretive simplicity of PASA is what makes it an attractive procedure for studies that examine composition patterns.     

安徽珍稀濒危植物区系探讨

在深入调查的基础上,对安徽珍稀濒危植物区系组成和地理成分进行了详细的统计分析,探讨了该区系的组成特点及地理分布特征。结果表明,该区系属温带亚热带性植物区系,具有珍稀濒危物种丰富,古老、孑遗植物众多;地理成分复杂,区系联系广泛;过渡性质明显,温带亚热带成分占优;特有现象显著,华东区系特征典型等基本特征。在植物区系亲缘上,该区系隶属东亚植物区、中国-日本森林植物亚区、华东地区,与华中植物区系关系密切,受西南植物区系影响深刻。     

中国植物区系地理的文献计量分析

本文采用计量分析方法研究了中国植物区系地理的文献并且初步分析了文献内容的构成。最后,提出了有助于发展中国植物区系地理研究的六点建议。     

“田中线”及其在生物地理上的运用问题

日本学者根据对柑桔种系的地理分布设想了一条从云南西北部(28°N,98°E)向东南部延伸到越南北部东京湾(大约18°45’N或19°N、108°E)的分界线,将其命名为"柑桔分布的田中线",简称"田中线"。后来它被认为在区分中国-日本植物分布属与中国-喜马拉雅分布属上具有生物地理意义,并与一些兰科植物属的分布相结合提出了"田中-楷永线",建议将它作为一条划分东亚植物区系东部的中国-日本植物亚区与西部的中国-喜马拉雅植物亚区的区系线。一些研究显示该线对一些物种的种群分化和谱系地理有意义,但主要是气候和地貌引起的环境梯度变化,不支持它是一条古老的生物地理分界线。另外,这条"柑桔分布的田中线"本身,未得到柑桔属内及其近缘属的系统发育关系研究的支持。云南植物区系的生物地理分异明显,但与"田中线"无显著联系,在云南植物区系分区上,"田中线"也基本无意义。云南复杂的地质历史、多样的气候和地貌,影响了植物区系的生物地理分异,用这条设想的从云南西北部向东南部延伸的斜直线作为一条生物地理界线,与最近的研究具有不相符性。     

Transit towards floristic homogenization on oceanic islands in the south-eastern Pacific: comparing pre-European and current floras

Aim  To quantify the occurrence of processes of homogenization or differentiation in the vascular flora of six oceanic islands.
Location  Six islands in the south-eastern Pacific drawn from the Desventuradas Archipelago, Easter Island and the Juan Fernández Archipelago.
Methods  Using published floristic studies, we determined the floristic composition of each island at two different stages: (1) pre-European colonization and (2) current flora. We compared changes in the number of shared plants and the floristic similarity among islands for each stage.
Results  The number of plant species doubled from 263 in pre-European flora to 531 species currently. Only three native species became extinct, four natives were translocated among the islands and 271 plant species were introduced from outside. The frequency of plant species shared by two or more islands is higher in the post-European floras than prior to European contact, and the level of floristic similarity between islands increased slightly.
Main conclusions  Considering the low naturalization rate of alien plants, the small number of extinctions and the meagre increase in floristic similarity, these islands are undergoing a slow process of floristic homogenization.     

Current progress and future prospects in phylofloristics

The species composition of regional plant assemblages can in large part be explained by a long history of biogeographical and evolutionary events. Traditional attempts of floristic studies typically focus on the analyses of taxonomic composition, often ignoring the rich context that evolutionary history can provide. In 2014, Swenson and Umaña introduced the term ‘phylofloristics’ to define a phylogenetically enabled analysis of the species composition of regional floras. Integrating phylogenetic information into traditional floristic analysis can provide a promising way to explore the ecological, biogeographic, and evolutionary processes that drive plant assemblies at multiple spatial scales. In this review, we summarize the current progress on the phylogenetic structure, spatial phylogenetic pattern, origin and diversification, phylogenetic regionalization of floristic assemblages, and application of phylogenetic information in biodiversity conservation. These summaries highlight the importance of incorporating phylogenetic information to improve our understanding of floristic assembly from an evolutionary perspective. The review ends with a brief outlook on future challenges for phylofloristic studies, including generating a highly resolved species-level phylogenetic tree, compiling detailed and refined information regarding the geographic distribution of all plant life, extracting trait information from publications and herbarium specimens, and developing technological and methodological approaches for big data analysis.     

基因工程技术在花卉中的应用

近年来花卉产业得到了蓬勃发展,不断成熟的基因工程技术为花卉的品质改良提供了新的思路,也为花卉产业化发展带来了新的机遇。本文综述了影响植物花色、花型、花期等相关基因及转基因的研究,展望了基因工程技术在花卉育种和产业化应用的发展前景。