植物地理學

植物地理學（phytogeography）研究地球表面植被空間分佈規律的學科。又稱地植物學。地理學和植物學的邊緣學科。中國的《詩經》、《考工記》以及《管子·地員》和《尚書·禹貢》中已有植物分佈的記載。西方最早關於植物分佈的記述為公元前334～前332年間古希臘學者泰奧弗拉斯托所著的《植被歷史》和《關於植被的論文》。但植物地理學作為一門科學則出現於18世紀末到19世紀初。德國A.von洪堡在1807年論述植物分佈與氣候、環境的關係，首先提出了植物地理學概念，認識到植被垂直帶的存在，山地上部垂直帶與北方平原植被帶的相似性，提出植物種起源中心和向外散布的思想等。至20世紀上半期，植物地理學逐步發展為3個分支：①區系植物地理學。包括植物種類地理學和歷史植物地理學。研究植物的起源、分佈和變化歷史。②植物生態地理學。在植物生態學的基礎上，研究植物分佈的環境原因與規律。③植物群落地理學或植被地理學。研究植物群落、植被帶以及各種植被類型在地球表面的分佈、形成、變化和發展趨向等。此外，植物地理學還研究植物地理氣候指標、植物地理先兆法則、指示植物、植被區劃和植被製圖等。

地球上已知大約有30多萬種植物，還會有許多類型尚待發現。在過去某個時期生活過而現在消失了的物種，也可能比現存的還要多。無論現存的或過去生存過的植物種，都有其獨特的地理分佈。每一個種(或屬、科)都不是在地球表面普遍分佈，而只是出現於某種生境，佔據地表某一有限範圍，它的分佈的地理範圍也不斷地發生變化。在它所佔據的地理範圍的不同部分，它的分佈多度也是不同的。此外，植物種在自然界通常是與他種結合形成群落出現的，植物群落也同樣具有自己的獨特分佈格局，植物種和植物群落的分佈格局，就是植物地理學所研究的對象。

植物地理學是地理學和植物學的一門邊緣學科。植物學家把植物分佈看成是植物或植物群落的一種性質進行研究；地理學家則把植被作為自然地理環境的一個重要組分，是鑒別區域特徵，進行自然區劃時不可缺少的參量。此外，植物地理學與生態學、地質學、古生物學、氣候學、土壤學等密切相關，利用這些學科的研究幫助研究植物和植被的分佈現象。

植物地理知識的萌芽十分古老。在中國，成書於公元前六世紀前的《詩經》就記載有植物分佈的知識，裡面多處提到“山”與“隰”(低下的濕地)生長著不同的植物。特別是對“樞”(刺榆)和“榆”這兩種性質非常相近的榆科樹木，當時已觀察到它們分佈的生境不同：一在山地，一在於原。

約於公元前六世紀成書的《考工記》中，已提出因地形、氣候差異，中國植物南北分佈存在的界限。成書於公元前五世紀的《管子·地員》中，已述及山地植物的垂直分佈現象以及陰、陽坡的差異，還記載了隨地形變化的植物分佈，列舉了從水中到陸地依次更替的12種植物。而成書於公元前三世紀的地理著作《尚書·禹貢》已有植被水平地帶分佈的記載。東晉時期稽含所著《南方草木狀》中，則提出南嶺為中國植物分佈的一條界限。

在西方，最早報道植物的地理變化的是古希臘學者泰奧弗拉斯托，他於公元前334～前332年隨亞歷山大大帝東征印度，把他沿途觀察到的植被(草原、荒漠和熱帶森林)變化，記述在《植被歷史》和《關於植被的論文》兩書中。不過近代植物地理學的建立則是在18世紀末和19世紀初，當時的一些歐洲國家，為了尋找工業原料和海外市場，多次派出有自然科學家參加的考察隊，進行世界範圍的大規模考察。這些考察不斷發現和記錄新的植物種和植被現象，從而為植物地理學的建立和發展奠定了基礎。

德國的洪堡德在做了大量野外考察，特別是1799～1804年的南美、中美之行的基礎上，把植物地理的知識系統化，為植物地理學的建立奠定了基礎，被稱為“植物地理學之父”。他發表的一系列著作中，首先提出了植物地理學的概念，並指出了植物分佈對氣候的依賴性，山地上部垂直帶與北方平原植被帶的相似性；他還確定了垂直帶的存在，並指出垂直帶系統在熱帶、溫帶和寒帶氣候的山地具有不同的結構；他分析了地球歷史在植物現代分佈中的意義，提出關於存在植物種的起源中心和向外散布這一事實的思想；此外，他提出了植物外貌的概念，認為外貌表現植物生活地方的自然地理特性，並分出19個植物外貌形式，成為後來的生活型概念的開端。

在洪堡德的思想影響下，與他同時代和稍後的學者，如德堪多、紹夫、格里澤巴赫、席姆佩爾都對植物地理學的發展做出了重要貢獻。德堪多的《植物地理學》，格里澤巴赫的《地球植被》，席姆佩爾的《生理學基礎上的植物地理學》都產生很大影響，長時期成為關於世界植被知識的基本來源。尤其是《生理學基礎上的植物地理學》，詳細地總結了全世界植物的形式和習性，多次再版，至今沒有失去它的意義。由於這些學者的工作，形成了傳統的“生態植物地理學”方向。

在這期間，達爾文提出了通過自然選擇的物種起源、進化的理論，給植物地理學帶來深刻影響，使生物分佈規律的解釋具備了正確的理論基礎。此外，達爾文關於有機界發展的理論，提出環境是進化過程的重要推動力，賦予有機體與環境相互關係的研究以重要意義。柯本於20世紀前期提出的氣候分類，以植被為基礎，確立符合植被主要類型之間的邊界的氣候參數，一直為許多自然地理學教科書所採用。19世紀末～20世紀初，俄國土壤學家道庫恰耶夫建立了關於自然地帶的學說，促進了植被地帶性規律的研究。

20世紀60年代，隨著“板塊構造說”的出現，韋格納於1912年提出的“大陸漂移說”受到廣泛重視。板塊構造說和大陸漂移理論在60年代和70年代初，廣泛為生物地理學家所接受，解釋了許多植物的分佈現象，並使傳統的“歷史植物地理學”發生了革命，促使學者們重新考慮植物分佈類型。60年代後期，麥克阿瑟和威爾遜提出：島嶼上的生物種的數目，代表定居和消失的相反速率之間的平衡，與它們的系統發生的親合性無關，而與該島嶼距離種源(大陸)的遠近和島嶼面積的大小相關。麥克阿瑟的島嶼生物地理理論產生廣泛影響，成為植物地理學進一步發展的重要理論基礎之一。20世紀70年代以來，出現了不少以“生物地理學”命名的著作，其中都有植物地理的內容。聯邦德國地植物學家瓦爾特的三卷《地球植被》，總結了他本人在世界各地考察以及同時代人和前人的工作，在內容的豐富方面和闡述的精確方面，都超過以往同類著作。

隨著科學新理論的出現和新的研究手段的採用，植物地理學正面臨變革。這種變革的兩個最明顯的趨勢是：由定性走向定量，描述配合實驗。在植物區系研究中，為了獲得可靠的、有實踐意義的數據，必須不僅繪出種(或屬、科)的分佈區，而且要提供在其分佈區的不同部分數量的估算。對於植物群落的研究，則要求定量地估算每一組分在該地方植被中的作用。在進行植物地理區劃時，不僅要考慮某個種是否存在於該植物地理區或亞區，還要提供作為該地區或亞區特徵的種的或群落的定量鑒定。不僅如此，無論進行植被調查或植物區系分析，都要求廣泛採用統計技術以使調查分析結果能更精確地反映研究對象之間的關係。

隨著電子計算機的推廣應用，為植物地理學研究搜集、儲存和處理巨大容量數據提供了可能性，使植物地理學得以向更廣泛、更深入的方向發展。一些植物地理學工作者正是藉助於電子計算機這一有效工具，致力於建立和檢驗理論(數學)模型，並根據模型進行植被類型及其動態的預測。另一方面，植物地理學研究已開始運用實驗方法。在麥克阿瑟理論影響下，已有少數科學家從事於生物地理的實驗。他們操縱的雖然是小型系統—小的島嶼，卻取得了令人滿意的結果。然而，由於植物地理學的大多數重要問題涉及時間長、範圍廣，不可能或不容易進行實驗。

傳統的植物地理學分為三個部分：區系植物地理學、生態植物地理學和歷史植物地理學。

歷史植物地理學研究植被的時間發展規律，現代植被空間規律的闡明要藉助於歷史植物地理學研究的結淪。生態植物地理學與植物生理學的成就結合，已經發展成為植物生態學。從地理學的觀點來看，植被由不同種類的植物組成，而不同種類的植物個體在自然界極少孤立出現，總是與其他植物結合形成群落存在，植物地理學的研究只能根據研究對象，在兩個水平上進行：在種屬(包括種以下和屬以上的單位)水平上進行和在群落水平上進行。前者是植物種類地理，後者是植物群落地理。

植物種類地理主要內容包括：植物生態地理群，植物分佈區，植物特有種植物殘遺種和植物替代種，植物區系，地球植物區系分區，以及栽培植物起源中心說等。植物群落地理主要內容包括：植物群落、植被動態、植被帶以及各種植被類型。此外，植物地理學還研究植物地理氣候指標、植物地理先兆法則、指示植物、植被區劃和植被製圖等。

海洋與陸地的環境條件差異很大，海洋植物的生活有不同於陸地植物的規律。海洋生物的分佈首先取決於水的鹽度、深度(光透入的深度)以及隨深度的增加所引起的壓力的增大等因素。海洋中溫度在空間上和時間上的變化遠比陸地上的微弱和平緩。因此，在陸地上決定植物和植物群落分佈的基本因素是空氣和土壤的溫度和水分，而在海洋並不是如此。海洋植物地理研究的領域還有待於進一步的開拓和發展。通過植物地理的研究，可以了解各類植物和植物群落在地球表面多種多樣的分佈類型，以及這些分佈類型的形成、變化和發展趨向等等。

植物地理學可以提供關於植物資源的分佈和儲量的資料，並通過植物地理考察發現新的有用植物；一個地區引種某種植物能否正常生長和繁殖，以及能否提供滿足人類要求的生產力，也有賴於植物地理的知識；植物地理學還對防護林的配置、綠地的安排，包括其構成植物的種類都有指導作用；植物和植物群落是環境的綜合指示體。在勘探金屬礦床、尋找地下水，確定荒地開墾的可能性和利用方向等工作中，利用指示植物和指示群落司大大節約時間和投資；植被地圖和其他植物地理圖是國土規劃和整治的重要參考資料；同動物地理學的研究一道，為確定自然保護對象，自然保護區設置地點、範圍以及保護區網的布設，提供依據。

1822年，丹麥人斯考（J. F. Schow）發表了《普通植物地理學基礎》，明確描述了植物地理學的三個經典方向，即:

研究各種植物分佈規律和各地區植物區系的種類組成的區系植物地理學

研究植物區系的起源及其發展歷史的歷史植物地理學

研究植被的結構、功能、分佈及其與環境之間關係的生態植物地理學