植物地理基础数据
地球上已知的植物大约有30万种,还有很多类型有待发现。可能有比今天更多的物种生活在过去的某个时期,而现在消失了。不管是什么植物物种存在或者曾经生活过,都有其独特的地理分布。
每个种(或属、科)一般不是分布在地球表面,而是只出现在一定的栖息地,占据地表有限的范围,其地理分布是不断变化的。在其地理区域的不同部分,其分布程度也不同。此外,在自然界中,植物物种通常与其他物种结合形成群落,植物群落也有自己独特的分布格局。植物物种和植物群落的分布格局是植物地理学的研究对象。植物地理知识的萌芽是很古老的。在中国,公元前6世纪以前的《诗经》就记载了植物分布的知识,很多地方都提到“山”和“嵇”(低湿地)生长着不同的植物。特别是对于“树”(刺榆)和“白榆”这两种性质非常相似的榆树,当时观察到它们的栖息地是不同的:一个在山里,一个在原始里。
在公元前6世纪的《花王公基》一书中,已经指出,由于地形和气候的差异,中国植物的南北分布有一个界限。写于公元前5世纪的《管子·元帝》一书已经描述了山地植物的垂直分布以及阴坡和阳坡的区别。还记录了随地形变化的植物分布情况,依次列出了12种由水到陆变化的植物。公元前三世纪的地理学著作《尚书·龚宇》记载了水平带的植被分布。东晋韩吉所著《南方植被》中,提出南岭是中国植物分布的一个界线。
在西方,古希腊学者泰·奥夫拉·斯托最早报道了植物的地理变迁。他于公元前334年至公元前332年随亚历山大大帝向印度进军,并将沿途观察到的植被(草原、沙漠和热带森林)变化记录在《植被史》和《植被论文》两本书中。但是现代植物地理学是在18年底和19年初建立的。当时,为了寻找工业原料和海外市场,一些欧洲国家派出了许多有自然科学家的探险队,在世界各地进行大规模的调查。这些调查不断发现和记录新的植物物种和植被现象,从而为植物地理学的建立和发展奠定了基础。
德国的洪堡特在大量实地考察的基础上,特别是1799 ~ 1804的南美和中国之行,使植物地理学知识系统化,为植物地理学的建立奠定了基础,被称为“植物地理学之父”。在他的系列著作中,首次提出了植物地理学的概念,指出了植物分布对气候的依赖性,以及山地上部的垂直带与北部平原的植被带的相似性;他还证实了垂直带的存在,并指出在热带、温带和寒带气候的山区,垂直带系统具有不同的结构;他分析了地球历史在植物现代分布中的意义,提出了起源中心的存在和植物物种向外传播的观点。此外,他提出了植物外貌的概念,认为外貌代表了植物生活的地方的自然地理特征,划分了19种植物外貌形式,成为后来生活方式概念的开端。
在洪堡思想的影响下,他同时代的人和后来的学者,如德·坎多、绍夫、格里塞巴赫和辛佩尔,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》、格里塞巴赫的《地球植被》和辛佩尔的《生理学基础上的植物地理学》都产生了巨大的影响,长期以来成为世界植被知识的基本来源。尤其是以生理学为基础的植物地理学,详细总结了世界各地植物的形态和习性,多次再版,至今仍不失其意义。由于这些学者的工作,形成了“生态植物地理学”的传统方向。
在这一时期,达尔文提出了物种通过自然选择起源和进化的理论,对植物地理学产生了深远的影响,为解释生物分布规律提供了正确的理论基础。此外,达尔文关于有机世界发展的理论提出,环境是进化过程中的重要驱动力,这对于研究生物与环境的关系具有重要意义。
柯本在20世纪初提出的气候分类,以植被为基础,建立了符合主要植被类型之间界限的气候参数,并被许多自然地理教科书所采用。19年末至20世纪初,俄罗斯土壤学家道库恰耶夫建立了自然地带理论,推动了植被地带性的研究。
20世纪60年代,随着板块构造学说的出现,魏格纳在1912提出的大陆漂移学说受到广泛关注。在20世纪60年代和70年代初,板块构造和大陆漂移理论被生物地理学家广泛接受,它解释了许多植物的分布,革新了传统的“历史植物地理学”,促使学者们重新考虑植物的分布类型。
20世纪60年代末,麦克阿瑟和威尔逊提出,岛屿上生物物种的数量代表了相反的定居和消失速率之间的平衡,与它们的系统亲缘关系无关,而与岛屿和种源(大陆)的距离以及岛屿面积的大小有关。麦克阿瑟的岛屿生物地理学理论影响广泛,已成为植物地理学进一步发展的重要理论基础之一。
自20世纪70年代以来,出现了许多名为《生物地理学》的著作,这些著作都有植物地理学的内容。德国地植物学家瓦尔特的《地球植被》三卷本,总结了自己在世界各地的考察以及同时代人和前人的工作,在内容的丰富性和阐述的准确性方面都超过了以往的同类著作。