杉科植物的起源、演化及其分布

本文根据对杉科的系统发育、现代分布和化石分布的研究,结合古地理和古气候资料,讨论了杉科的起源、演化和现代分布格局的成因。杉科基本上是一个亚热带科,我国长江、秦岭以南至华南一带是其现代分布中心。东亚中高纬度的东北地区可能是其起源中心和早期分化中心。起源时间为早侏罗纪或晚三叠纪。杉科植物的各种类型很可能在早白垩纪甚至晚侏罗纪就已分化出来。杉科植物于东亚起源后,在当时劳亚古陆尚未完全解体、气候分带现象尚不甚明显的情况下跨越欧亚大陆散布到北美,并扩散到南半球。自晚白垩纪,白令陆桥和北大西洋陆桥对其在北半球的散布发挥了重要作用。杉科植物目前虽处于衰退状态,但在地质史上却曾经经历过极其繁盛的时代。在中生代中晚期和早第三纪,杉科植物种类繁多,广布于北半球,向北扩散到北极圈内的高纬度地区,是当时的大科。大多数现存属曾分别有过3个或2个分布中心：水松属、落羽杉属和北美红杉属在东亚、北美西部和欧洲;水杉属在东亚和北美西部;柳杉属、杉木属,很可能也包括台湾杉属在东亚和欧洲;巨杉属在欧洲、北美和东亚。在晚白垩纪和第三纪,现存属特别是水松属、落羽杉属、水杉属、北美红杉属和巨杉属,曾是北半球森林植被的重要组成成分。南半球也曾有少量种类,分布亦远较现代普遍。杉科在白垩纪的多样性达到鼎盛,具所有的现代属和大量的化石器官属,但在以后漫长的历史发展过程中,由于地质变迁、气候变化,大量类群绝灭。晚第三纪全球性的气温下降迫使杉科逐渐从高纬度地区撤出。第四纪冰期气候的剧烈恶化使杉科分布区进一步显著退缩至中、低纬度地区,最后在欧洲全部消失,仅在东亚、北美及澳大利亚的少数几个植物 “避难所”中残存下来。现今各属多分布于环太平洋地区极为狭窄的局部范围,在分布区内呈现出孤立或星散的残遗分布式样。杉科现存各属均为古老的孑遗或残遗类群。

ORIGIN, EVOLUTION AND DISTRIBUTION OF THE TAXODIACEAE