植物界的基本類群

最原始的植物大約在太古代的34億年前出現，在以后極漫長的時間里，這些最原始植物的一部分經遺傳保留下來了；另一部分則逐漸演化成新的植物。隨著地質的變遷和時間的推移，新的植物種類不斷產生，但也有一部分老的植物由于各種因素消亡了，這樣經過不斷的遺傳、變異和演化就形成了今天地球上這樣豐富多樣的植物。

根據植物構造的完善程度、形態(tài)結構、生活習性、親緣關系將植物分為高等植物和低等植物兩大類。每一大類又可分為若干小類。

低等植物是植物界起源較早，構造簡單的一群植物，主要特征是水生或濕生，沒有根、莖、葉的分化；生殖器官是單細胞，有性生殖的合子不形成胚，直接萌發(fā)成新植物體。低等植物可分為藻類、菌類和地衣。

高等植物大多陸生。它們的植物常有根、莖、葉的分化（苔蘚植物可例外），雌性生殖器官是由多個細胞構成的。受精卵形成胚，再長成植物體。

植物的帶狀分布

植物的生存必須依賴環(huán)境條件，其中最主要的因素是氣候條件。我們都知道，地球上的氣候是呈帶狀分布的，相應的，植物也呈帶狀分布，從赤道到兩極。

我們都知道，地球上有五帶，即熱帶、南北溫帶和南北寒帶。如果再細分，還可以分為赤道帶、熱帶、亞熱帶、暖溫帶、中溫帶、寒溫帶、亞寒帶和寒帶等。這些地帶的劃分，主要依據是太陽的熱量在地球上的分布狀況。這些不同的地帶大致呈橫向條帶，順著緯線方向（東西方向）延伸著。從赤道向兩極，一個地帶轉換成另一個地帶，是順著經線方向（南北方向）交替排列。這種分布狀況稱為地帶性分布或稱緯度地帶性分布。因此，在分布問題上，人們把緯度稱為地帶性因素。我們可以這樣概括：地球上熱量帶的分布狀況是地帶性分布，影響熱量分布的主要因素是緯度。除此以外的分布狀況，我們統(tǒng)稱之為非地帶性分布。例如，中國的降水量東南部多，越向西北降水越少。從東南向西北可以按干濕情況劃分幾個地帶，即濕潤地區(qū)、半濕潤地區(qū)、半干旱地區(qū)和干旱地區(qū)。我國東南沿海皆屬濕潤地區(qū)，新疆則處于干旱地區(qū)。這種分布狀況就不是地帶性的，而是非地帶性分布。造成這種分布狀況的原因，很明顯不是由于緯度，而是由于降水情況。距海遠近是造成這種分布的主要因素。

由于氣溫、氣壓、風向、降水等天氣現象是相互影響的，地球上氣溫、降水的分布都具有地帶性的特點，而氣溫與降水更直接影響植物的生長，因此，地球上各大陸大部分地區(qū)的植被分布就是地帶性的了。

植物的生長需要一定的熱量，所以氣溫過低的兩極地帶就缺乏植被。對于水分的要求，樹木與草類不同。樹木比草需要更多的水，所以在一定的溫度條件下，森林生長在濕潤或比較濕潤的地區(qū)，而在比較干旱的地區(qū)，樹木不易生長，植被以草原為主，非常干旱的地區(qū)則只有荒漠植被。

熱帶雨林主要集中分布在南、北緯10°之間的亞馬遜河流域、剛果河流域和東南亞地區(qū)，它是分布在熱帶高溫潮濕氣候區(qū)的常綠森林，樹種繁多。喬木高達30米以上，有的甚至可達40～60米，主干挺直，通常可分出3層結構。熱帶雨林的植物量（主要是木材）占全球陸地總植物量的40％。它的盛衰直接影響著全球環(huán)境，保護熱帶雨林已成為當前世界關注的緊迫問題之一。

熱帶季雨林分布在熱帶雨林外圍，主要分布在東南亞和印度半島等地區(qū)。它形成于干濕季節(jié)交替的熱帶氣候條件下，又稱季風林或熱帶季節(jié)林。和熱帶雨林相比，結構較簡單，喬木只分上下兩層。由于氣候的影響，熱帶季雨林可分為兩大類型：落葉季雨林和半常綠季雨林（常綠季雨林）。落葉季雨林分布在年降水量500～1500毫米且有較長干季的地區(qū)，大多數樹種在干季落葉。半常綠季雨林分布在年降水量1500～2500毫米、水熱結合良好的地區(qū)，在短暫的干季，高大的喬木可出現幾天到幾周的無葉期。熱帶季雨林與熱帶雨林之間難能劃分出明確的界線，呈逐漸過渡的形勢。

亞熱帶常綠闊葉林主要分布在東亞，即亞熱帶季風氣候區(qū)，這里夏季炎熱而潮濕，年平均氣溫15℃～21℃，年降水量1000～2000毫米。終年常綠，樹冠渾圓。亞熱帶常綠闊葉林植物資源非常豐富，有許多珍貴林木、速生林木和經濟林木。常綠闊葉林保存面積不大，在我國，從秦嶺山地到云貴高原和西藏南部山地都有廣泛分布，在開發(fā)利用的同時，已加強培育和保護。

夏綠闊葉林又稱落葉闊葉林，主要分布在西歐、中歐、東亞和北美東部等地。這里夏季炎熱多雨，冬季寒冷，年降水量在500～1200毫米。林木冬季落葉。亞洲的夏綠闊葉林主要分布在我國華北、東北南部的暖溫帶地區(qū)，以及朝鮮和日本的北部，由于人類經濟活動，已無原始林。

寒溫帶針葉林又稱北方針葉林或泰加林。分布在亞歐大陸和北美洲的北部，在中、低緯度的高山地區(qū)也有分布。由耐寒的針葉喬木組成。這里夏季溫濕，冬季嚴寒而漫長，年降水量300～600毫米。針葉林常由單一樹種構成，樹干直立。云杉和冷杉屬耐陰樹種，林內較陰暗，被稱為陰暗針葉林。松樹和落葉松為喜陽樹種，林內較明亮，稱為明亮針葉林。亞歐大陸北部寒溫帶針葉林面積非常廣闊，自斯堪的納維亞半島經芬蘭、俄羅斯、我國黑龍江北部到堪察加半島。歐洲及西伯利亞地區(qū)以常綠針葉林為主，亞歐大陸東部則以興安落葉松占多數。北美洲的寒溫帶針葉林主要分布在阿拉斯加和拉布拉多半島的大部分，以及這兩個半島之間的廣大地區(qū)。西部地區(qū)，特別是沿太平洋沿岸，針葉林種屬豐富，與歐洲北部相似，有松、云杉、落葉松等；東部地區(qū)與東亞相似，落葉松廣泛分布。

從山麓到山頂

如果有人問：在盛夏，中國哪個省區(qū)最涼爽？而你回答：黑龍江省緯度最高，是中國夏季最涼爽的省。那就錯了，西藏才是中國夏季最涼快的地方。西藏的絕大部分地區(qū)7月平均氣溫在16℃以下，其中很多地區(qū)在8℃以下，比黑龍江省的7月平均氣溫低得多。西藏的緯度相當于亞熱帶，那么，為什么一個亞熱帶地區(qū)夏季竟如此涼爽呢？原來，西藏夏日低溫的原因，不是由于緯度低，而是由于它的地勢高——號稱世界屋脊的青藏高原，平均海拔高度在4500米以上。

地球上的氣溫是隨緯度而變化的，緯度愈高，氣溫愈低。同時，大氣的溫度還隨地勢的高度而變化，地勢愈高，氣溫愈低。科學研究證明：海拔高度每上升180米，氣溫下降約1℃。

地帶性規(guī)律說明，緯度的高低對植被分布的影響很明顯。地帶性規(guī)律是植被分布的基本規(guī)律，而非地帶性因素如海洋濕氣流的強弱對氣候的影響則可以使植被形成森林、草原、荒漠的區(qū)別。地勢高低也是影響植被分布的非地帶性因素，那么地勢高低怎樣影響植被的分布呢？讓我們先看看下面的例子。

乞力馬扎羅山是非洲第一高峰，海拔高度約5895米。山上植被繁茂，遠看一片濃綠，但如果仔細觀察就會發(fā)現，山上的植被實際是呈帶狀分布的。

從山麓到山頂的植被分布情況是有明顯變化的。而這種變化恰與植被的地帶性分布（即從赤道向極地的變化）大致相似。但二者也有區(qū)別：

（1）植被的地帶性分布是水平方向的變化，高山植被的變化是垂直方向的變化，所以我們將高山植被分布的這個特點稱為植被的垂直分布。

（2）植被隨緯度的變化是緩慢的，從熱帶雨林到冰原，要經過數千公里，而植被的垂直變化卻很快，從熱帶雨林到積雪冰川只經過從山麓到山頂的數千米距離。

（3）二者在具體植被類型的變化上并不完全相似。

我們把山地植被分布的這種示意圖稱為垂直帶譜，它的最下層稱為基帶。不同地區(qū)的高山，它們的帶譜很可能不同，有的復雜，有的簡單。同一座山南坡與北坡的垂直帶譜常很不相同。在北半球，山南坡稱為陽坡，北坡稱為陰坡；南半球的情況正好相反。基帶是垂直帶譜的起始帶，基帶的植被類型就是這座山所在地的植被類型，例如乞力馬扎羅山位于赤道附近，山下的植被當然是熱帶雨林了。從基帶向山上走，植被隨氣溫下降而發(fā)生變化：從亞熱帶森林，溫帶森林一直到5200米以上的積雪冰川等，形成六個層次。我國安徽省的黃山，它的地理位置在亞熱帶，基帶就是亞熱帶常綠闊葉林，它的垂直帶譜中就沒有熱帶雨林。長白山位于我國東北吉林省，垂直帶譜的基帶是溫帶落葉闊葉林，在長白山的垂直帶譜中當然不會出現熱帶與亞熱帶植被。高山植被的垂直帶譜是在基帶基礎上發(fā)展的，而基帶的植被類型是與山體所在地的典型植被相一致的。

再讓我們看看天山的植被分布。天山位于我國新疆中部，它是東西走向的山脈，北面是準噶爾盆地，地勢較低；南面是塔里木盆地，地勢較高。新疆的氣候是溫帶大陸性氣候，干旱少雨，荒漠就分布在天山腳下。看看天山植被的分布，天山的北坡和南坡植被情況便可一目了然。

由圖看出，因南北兩坡山麓的海拔高度不同，從南坡（陽坡）看天山比較低，而從北坡（陰坡）看天山比較高。兩坡植被的垂直帶譜大致相似（都包括荒漠——蒿類荒漠——山地草原——針葉林——高山草甸——積雪冰川），山下是荒漠，山上出現草地，草地之上出現森林。這種帶譜是地帶性分布規(guī)律所沒有的，這說明山地的氣溫隨地勢升高而下降，山到一定高度，空氣中的水汽就會凝結，形成降水，以致荒漠消失，代之以草原和森林。森林以上空氣中水汽已少，降水也就少了，于是形成高山草甸。這種現象是荒漠地區(qū)的高山植被中常見到的。

但陰坡與陽坡的植被繁茂程度卻有很大區(qū)別。陰坡植被要比陽坡茂盛，表現在陰坡森林面積遠遠大于陽坡，林地上下的草地面積也是陰坡大于陽坡。而荒漠面積相反，陽坡大于陰坡。這是因為這里熱量非常豐富，陰坡的熱量也能滿足植物生長的需要，而陽坡陽光更強，熱量比陰坡更多，水汽在高溫條件下不易凝結，所以陰坡降水多于陽坡。這也是高山植被分布的規(guī)律之一。當然在特別條件下也有例外，例如喜瑪拉雅山的陽坡植被就遠比陰坡繁茂，這個例外現象產生的原因在于山的特殊高大，山的陽坡下是熱帶季風氣候區(qū)，高溫而多雨；山的陰坡下是世界屋脊青藏高原，是寒冷而干旱的高寒氣候區(qū)。

通過以上幾個例子，我們可以概括成以下幾點：

（1）山的高度：山必須有相當的高度，才能出現垂直分布現象，如果山體矮小，山上山下的氣候區(qū)別不大，自然也不可能出現多種植被帶。山地植被的垂直帶譜最高層不一定都有積雪冰川帶，例如我國南方的黃山、北方的大興安嶺，它們各有自己的植被垂直帶譜，但它們都沒有積雪冰川帶，主要原因是這些山都不夠高。冰雪帶的下限稱雪線，雪線的高度受山上氣候的影響，也受山高的影響。

（2）山體所在緯度：如果山體位于低緯地區(qū)，且降雨較多，山上植被就會呈現復雜的垂直帶譜。如果山體位于緯度較高的地方，山下本已寒冷，山上溫度更低，植被當然稀少。垂直帶譜的基帶植被就是山體所在地區(qū)的典型植被，表現了在緯度因素影響下形成的地帶性分布的特點。

（3）山的坡向：山的坡向明顯地影響植被分布，坡向不同，植被得到的陽光熱量也不同：陽坡熱量多于陰坡，因而氣溫高，水蒸氣不易凝結，降水少；陰坡處于背光的一面，氣溫較陽坡低，水蒸氣較易凝結，因而水分條件比陽坡優(yōu)越。因此，同一座山的陰坡和陽坡植被的垂直帶譜往往不同，一般來說，陰坡植被比陽坡茂盛。

種子的種類

種子的大家庭可謂種類繁多，約有20萬種。它們都是種子植物的小寶寶，而種子植物約占世界植物的2／3還要多。

種子中的大王應屬復椰子了，這種形似椰子的種子可比椰子大得多，而且中央有道溝，像是把兩個椰子重合在一起，所以叫它為復椰子。那還是1000多年前，在印度洋的馬爾代夫島上，島民們在沙灘上看見了這種大個兒果子。

他們不知這是否是椰子，于是劈開它，吃果肉、喝汁液，發(fā)現和椰子差不多，便給它取名為寶貝。人們1000年后才明白這是復椰子，是遠涉重洋從塞舌爾海島漂來的。復椰子重約20公斤，里面的種子則有15公斤之多，真是大個頭了，于是許多國家的植物博物館里都把它用作標本。

下面說說最小的種子，我們常說丟了西瓜揀了芝麻!芝麻的種子要25萬粒才有1公斤重，看來芝麻種子是夠小的了。而煙草的種子要700萬粒才達到1公斤重，即7000粒才重1克。然而這還不是最小的種子，真正的小種子是斑葉蘭的種子，200萬粒才重1克，輕得如同灰塵。

種子的顏色也包含了世上所有的顏色，而其中約有一半是黑色和棕色。豆科中的紅豆，是帶有光澤的深紅色，它也叫相思豆。它寄托了遠隔千山萬水的戀人們的相思之情，并流傳了許多數不盡的動人故事。

種子有圓有扁，也有的是長方形，有的竟是三角形或多角形。大多數的種子是比較光滑的，但也有的表面凹凸不平，還有的長著絨毛和翅膀，像個小昆蟲。誰敢輕視這些小小的種子呢，有時只需一粒，它居然能發(fā)育成直入云霄的參天巨樹呢。

人造種子

傳統(tǒng)的農業(yè)技術是用天然種子播種而獲得豐收及再獲得種子以備來年之用，而人造種子的出現則將改變這一傳統(tǒng)的舊面貌，成為一項植物快速繁殖的新技術而被各國所重視。

人造種子的研制從理論性地提出到某些植物人工種子的成功研制經歷了相當長的歷史，首先是德國植物學家哈勃蘭特根據細胞學說的理論，大膽預言植物身體上的每一個細胞在脫離母體后，只要給它合適的生活條件，都將能發(fā)育成跟原來植物體一模一樣的植株。經過許許多多的科學家的努力，直到1958年，美國植物學家用液體懸浮培養(yǎng)法培養(yǎng)胡蘿卜的體細胞，得到胚狀體，它是具有分裂能力的細胞團，胚狀體進而發(fā)育成了完整植株，并能開花，結果，使得哈勃蘭特的預言變成了現實。

到1978年，有人提出人工種子的設想，立即得到許多國家的響應，現已有美、法、日等國均在開展此項研究，在歐洲的尤里卡高技術計劃中，人工種子占有顯著地位。我國在七·五期間己開展此項研究。

為什么世界上如此多的國家重視人工種子的研制呢？人工種子與天然種子有何異同？