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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、性质的分布类型,及其形成的原因、动态以及实践中的应用等。
地球植被分陆地的和海洋的两部分,陆地植被中的自然植被和栽培植被都在植物地理学的研究范围之内。海洋植物地理一直研究的很少,所以现在的植物地理学主要指陆地植物地理学。
地球上已知大约有30多万种植物,还会有许多类型尚待发现。在过去某个时期生活过而现在消失了的物种,也可能比现存的还要多。无论现存的或过去生存过的植物种,都有其独特的地理分布。
每一个种(或属、科)都不是在地球表面普遍分布,而只是出现于某种生境,占据地表某一有限范围,它的分布的地理范围也不断地发生变化。在它所占据的地理范围的不同部分,它的分布多度也是不同的。此外,植物种在自然界通常是与他种结合形成群落出现的,植物群落也同样具有自己的独特分布格局,植物种和植物群落的分布格局,就是植物地理学所研究的对象。
植物地理学是地理学和植物学的一门边缘学科。植物学家把植物分布看成是植物或植物群落的一种性质进行研究;地理学家则把植被作为自然地理环境的一个重要组分,是鉴别区域特征,进行自然区划时不可缺少的参量。此外,植物地理学与生态学、地质学、古生物学、气候学、土壤学等密切相关,利用这些学科的研究帮助研究植物和植被的分布现象。
植物地理学发展简史
植物地理知识的萌芽十分古老。在中国,成书于公元前六世纪前的《诗经》就记载有植物分布的知识,里面多处提到“山”与“隰”(低下的湿地)生长着不同的植物。特别是对“枢”(刺榆)和“榆”这两种性质非常相近的榆科树木,当时已观察到它们分布的生境不同:一在山地,一在于原。
约于公元前六世纪成书的《考工记》中,已提出因地形、气候差异,中国植物南北分布存在的界限。成书于公元前五世纪的《管子·地员》中,已述及山地植物的垂直分布现象以及阴、阳坡的差异,还记载了随地形变化的植物分布,列举了从水中到陆地依次更替的12种植物。而成书于公元前三世纪的地理著作《尚书·禹贡》已有植被水平地带分布的记载。东晋时期稽含所著《南方草木状》中,则提出南岭为中国植物分布的一条界限。
在西方,最早报道植物的地理变化的是古希腊学者泰奥弗拉斯托,他于公元前334~前332年随亚历山大大帝东征印度,把他沿途观察到的植被(草原、荒漠和热带森林)变化,记述在《植被历史》和《关于植被的论文》两书中。
不过近代植物地理学的建立则是在18世纪末和19世纪初,当时的一些欧洲国家,为了寻找工业原料和海外市场,多次派出有自然科学家参加的考察队,进行世界范围的大规模考察。这些考察不断发现和记录新的植物种和植被现象,从而为植物地理学的建立和发展奠定了基础。
德国的洪堡德在做了大量野外考察,特别是1799~1804年的南美、中美之行的基础上,把植物地理的知识系统化,为植物地理学的建立奠定了基础,被称为“植物地理学之父”。他发表的一系列著作中,首先提出了植物地理学的概念,并指出了植物分布对气候的依赖性,山地上部垂直带与北方平原植被带的相似性;他还确定了垂直带的存在,并指出垂直带系统在热带、温带和寒带气候的山地具有不同的结构;他分析了地球历史在植物现代分布中的意义,提出关于存在植物种的起源中心和向外散布这一事实的思想;此外,他提出了植物外貌的概念,认为外貌表现植物生活地方的自然地理特性,并分出19个植物外貌形式,成为后来的生活型概念的开端。
在洪堡德的思想影响下,与他同时代和稍后的学者,如德堪多、绍夫、格里泽巴赫、席姆佩尔都对植物地理学的发展做出了重要贡献。德堪多的《植物地理学》,格里泽巴赫的《地球植被》,席姆佩尔的《生理学基础上的植物地理学》都产生很大影响,长时期成为关于世界植被知识的基本来源。尤其是《生理学基础上的植物地理学》,详细地总结了全世界植物的形式和习性,多次再版,至今没有失去它的意义。由于这些学者的工作,形成了传统的“生态植物地理学”方向。
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