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云南植物区系与植被:多样性,起源与演化

  植物多样性与保护研究组朱华和谭运洪研究员对云南的植被与植物区系研究现状、植物多样性、起源与演化进行了评述,并提出了一些有重要意义的科学问题。 

  云南具有复杂的地质历史、特殊的自然地理和地貌特征,创造了极其多样的生态环境,成为中国生物多样性最丰富的省份。它具有全国1/2以上的种子植物,涵盖了亚洲主要的植被类型。云南的种子植物区系具有51%的科和57.5%的属为热带分布,并在属的地理成分上,热带亚洲分布比例最高,显示云南植物区系在后期演化上受热带亚洲植物区系的强烈影响。云南植物区系和植被复杂的分布格局和多样性的形成明显受其特殊的地质历史和季风气候的形成与加强驱动。喜马拉雅-青藏高原的隆升及伴随的地质事件,包括地形、地貌的不同程度抬升、思茅-兰坪地质板块顺时针旋转和向东南的位移、印度支那地质板块向东南亚的逃逸以及河流袭夺,影响了云南植物区系的起源与演化。分析发现,云南的植物区系溯源于古近纪的东亚热带-亚热带植物区系,其西北部主要在新近纪喜马拉雅隆升和气候颤动过程中由北温带和世界性分布的科属通过迅速的物种形成演化为温带性质的植物区系;南部主要随印度支那地质板块向东南亚的逃逸,热带季风气候形成与加强,热带亚洲成分获得发展并演化为热带亚洲特征的植物区系中部则承了大部分的东亚第三纪植物区系成分。西南季风气候的形成与加强云南植被面貌成型的主要因素,特别对云南热带雨林发育一个直接因素云南东南部和南部的植物区系在属、种层面的明显分异反映了它们可能具有不同的起源背景和演化历程。在地质历史上云南东南部主要隶属于南中国地质板块或华南古陆,它的植物区系中具有相对多的东亚亚热带、温带分布科属的物种,如木兰科、山茶科、金缕梅科等,并包括了一些东亚和喜马拉雅的特征成分;云南南部则主要属于掸邦-泰国地质板块,它具有更多的热带亚洲分布属、种,具有明显热带亚洲植物区系特色。 

  在该评论文中,以下论点被提出和强调: 

  1. 云南由于特殊的地形地貌,在短距离上气候和生态系统发生了显著变化,不但在地区尺度,在局部尺度(如在滇西北)均是如此。不论其纬度在云南海拔低的区域都是热带地区,以至于植物地理学家刘慎谔等自然地理学家任美锷等都认为云南是一个基带为热带的大的山原。我们的研究发现在海拔1300 m以下区域都具有热带植物区系和热带植被。进一步研究这一问题,对云南热带植物资源的开发利用具有重要意义。 

  2. 云南的热带植物区系和热带植被(干热河谷除外)均呈西北-东南倾斜分布格局,我们为这个分布格局在印度板块碰撞亚洲板块、喜马拉雅隆升过程中,受到思茅-兰坪地质板块的顺时针旋转和向东南的位移,以及缅甸地质板块向北位移的地质事件直接影响。 

  3依据古植物学研究资料,云南的常绿阔叶林植物区系的分化在晚中新世就已开始,随喜马拉雅隆升和西南季风的形成与加强,促进了它们的分异。云南的常绿阔叶林在植被分类上被分为季风常绿阔叶林、半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林三个植被亚型,它们都以为壳斗科、樟科和茶科植物占优势,暗示了它们有一个共同的早期起源,后来发生了明显分异。在属、种组成上,现在的季风常绿阔叶林植物区系,热带分布属占到总属数的79%, 热带分布种占总种数的70%, 并以热带亚洲分布属、种的比例最高,分别占27%65%;半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林的植物区系温带分布属分别占总属数的46%48%, 其中北温带分布属均占有最高比例,而在种层面,二者都以温带分布种占优势,占到总种数的73~80%,并以中国-喜马拉雅分布种和中国特有种为主。季风常绿阔叶林显然已演化成为一个热带性质的植物区系,而半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林则进一步演化成为温带性质的植物区系 

  4 云南的热带落叶林(季雨林)具有与印度-中南半岛的热带落叶林同样的生态外貌、群落结构特征和基本一致的植物区系组成,它们在上新世至更新世或之前的一个更为干旱的时期曾与东南亚地区的热带落叶林有广泛的联系,现在它们孤立残存在云南的干热河谷和季节性干旱强烈的低丘及盆地,受云南常绿阔叶林植物区系渗透的影响,但也演化了一些特有的成分。因此它们是一种原生、古老、残存的植被类型。 

  5 云南干热河谷的萨王纳样植被也是一类在地质演化过程中形成的古老的植被,它们的演化与喜马拉雅隆升产生的深切河谷及河流袭夺密切相关。云南几大具有深切河谷的河流的形成及袭夺导致这些河谷流域物种隔离和歧化,并进一步促进了物种形成,产生出较多河谷特有属种。这也是云南生物多样性如此丰富的一个因素。 

  6 现今的云南植物区系包含了5类历史植物地理成分:(1) 东亚亚热带植物区系成分 (主要集中分布在云南中部地区) (2) 东南亚热带植物区系成分 (主要在西南至东南部热带地区) (3) 喜马拉雅植物区系成分 (主要在北部地区)  (4) 古地中海残余成分 (在云南广泛分布) (5) 冈瓦那(古南大陆)成分(在干热河谷中有较多残存)。 

  总之,云南在自然地理和生物地理上处在热带东南亚和亚热带-温带的东亚和喜马拉雅交汇地区,这个特殊的条件为它的生物多样性的起源与演化提供了充足的来源。特别的地质历史和地形地貌特征是它极高的生物多样性演化的基础。在这个独特的地理区域,地质事件、季风气候的形成与加强、气候波动等导致了它频繁的物种迁移、隔离、分化及更快速的物种形成与演化。 

  该评论文以Flora and vegetation of Yunnan, southwestern China: diversity, origin, and evolution为题发表在国际学术期刊 Diversity 

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