全 文 ：武汉植物学研究 2004，22(3)：226～230
Journal of Wuhan Botanical Research
中国部分地区种子植物区系亲缘关系的研究
闫双喜。，杨秋生，王鹏飞，刘秋原，金 红
(河南农业大学林学园艺学院，郑州 450002)
摘 要：以植物属分布区类型的百分比为指标，分别采用系统聚类分析的最短距离法、最长距离法、中间距离法、重
心法、离差平方和法、类平均法和可变法等 7种方法，对中国 46个地区的植物区系进行了分析研究，给出了其种子
植物属的分布区类型的树状聚类图，求得各地区植物区系之间的亲缘关系。结果表明：在一定的经度范围内(中国
东半部地区)，两个地区植物区系之间的亲缘关系与其所处的纬度相关，即纬度相近其亲缘关系也相近，反之即疏
远。运用系统聚类分析方法所得到的中国46个地区植物区系之间亲缘关系的结果与经典的理论基本吻合。
关键词：植物区系；亲缘关系 ；系统聚类分析
中圈分类号：Q948．2 文献标识码：A 文章编号 ：1000—47ox(20o4)o3—0226—05
Study on the Flora Com parison of Partial Areas in China
YAN Shuang—Xi。，YANG Qiu—Sheng，WANG Peng—Fei，LIU Qiu—Yuan，JIN Hong
(Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China)
Abstract：Percentage of generic areal—types of seed plants in 46 areas of China were analysed
through sevens ways of system cluster，they are：the longest distance way，the shortest distance
way，the middle distance way，the gravity center way，the disparity square sum way，the average
way and the variety way．The cluster tree of generic areal—types of seed plants in 46 areas of
China was given in the paper．The floristic relationship among different areas in China was also
compared in the paper． The results showed that： the resemblance degree between regions
depends on their latitude in the certain longitude(in the east half part of China)．
Key words：Spermatophyte flora；Relationship；System cluster analysis
中国疆域广阔，地形复杂，植物区系类型多种多
样。研究各地区植物区系之间的亲缘关系，对于研
究植物区系的演化具有重要的意义。
用数学方法研究植物区系之间的亲缘关系，经
典的方法是计算两个植物区系科、属、种的相似性系
数[1]。随后有些学者采用主成分分析(PCA)的方法
来研究植物 区系之 间的亲缘关系[2 ]。高峻等用
Fuzzy聚类方法对万木林等 15个 山地进行了聚类
分析 ]，但其所采用的指标是植物区系属的相似性
系数。而以植物属分布区类型的百分比为指标，采用
系统聚类分析方法对植物区系之间的亲缘关系进行
分析与研究，本文属首次报道 ，其效果极为理想。研
究结果表明：用此方法对各地区植物区系进行比较
研究所得到的结果，在理论上反映了不同地区植物
区系之间的联系和差异 ，可以加以推广运用。
1 材料与方法
1．1 数据来源
数据来 自1993年以来国内公开出版的植物学
及相关方面的期刊——武汉植物学研究[1,s-1o]、云南
收稿日期：2003—12—01，修回日期：2004—04—22。
基金项目：河南省重大科技攻关项目(122012200)。
作者简介：闰双喜(1963一)，男，讲师，硕士，主要从事树木学和植物区系的教学和研究工作。
· 通讯作者(E—mail：ysx2003@163．corn)。
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第 3期 闰双喜等：中国部分地区种子植物区系亲缘关系的研究 227
植物研究 ¨ 、广西植物[az,a3]、植物研究 z 和河南科
学 ‘。
1．2 聚类方法
数量分类是根据聚类分析数学模型，求得类间
距离距阵，然后采用系统聚类方法进行聚类分析。
设有 Ⅳ 个 M 维样本数据 X i一1，2，⋯⋯，
Ⅳ； 一1，2，⋯⋯，M。首先计算样本间的标准欧氏距
吖
离的平方。 D&一∑(x 厂 x ，)。／s；。
其中 ；为第 个变量的方差。把每个样本年
看成一类，将相距最近的两类合并成一个新类。分
别采用最短距离法、最长距离法、中间距离法、重心
法、离差平方和法、类平均法和可变法求出其聚类分
析数据，分别作出树状聚类图。本项研究的数据运
算在奔腾IV计算机上完成。
2 系统聚类分析
2．1 属的分布区类型
中国 46个地区种子植物属的分布区类型[ s 百
分比见表 1。
表 1 中国 46个地区种子植物晨分布区类型
Table 1 Generic areal—types of seed plants in 46 areas of China (％)
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228 武 汉 植 物 学 研 究 第 22卷
注：分布区类型中的F2、F3、F 4、F5、F6、F7、F8、F9、F10、F11、F12、F13、FI4、FI5分别表示泛热带分布，热带亚洲至热带美洲间断分布，旧
世界热带分布，热带亚洲至热带大洋洲分布，热带亚洲至热带非洲分布，热带亚洲分布，北温带分布，东亚和北美间断分布，旧世界温带分布，温
带亚洲分布，地中海、西亚至中亚分布，中亚分布，东亚分布 ，中国特有分布[”]的植物属数占该地区总属数(扣除世界分布类型属数)的百分比。
Notes：F2．Pantropie；F3．Trop．Asia＆Trop．Amer disjuncted}F4．Old World Tropics；F5．Trop．Asia and Trop．Australasia；F6．
Trop．Asia to Trop．Africa；F7．Trop．Asia(Indo—Malesia)’F8．North Temperate；F9．E．Asia 8L N．Ame r．disjuneted；F10．OId WorId
Temperate；F11．Temp．Asia；FI2．M editerranea，W ．Asia tO C．Asia；F13．C．Asia；F14．E．Asia；F15．Endemic to China
．
2．2 聚类结果
用最短距离法、最长距离法、中间距离法、重心
法、离差平方和法、类平均法和可变法等 7种方法对
中国 46个地区种子植物属的地理成分进行聚类，其
结果近似，其中以可变法为好，聚类结果如图 1。
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第 3期 闫双喜等：中国部分地区种子植物区系亲缘关系的研究
1 9 7 4 2 5 3 8 13 6 16 18 10 1426 12 15 17 11 23 30 19 33 202729 402825 21 22 36 39 3441 3l 37 38 24 32 35 44 45 46 42 43
3 结论与讨论
图 1 中国 46个地区种子植物属的分布区类型的树状聚类图
Fig．1 Cluster tree of generic areal—types of seed plants in 46 areas of China
图 1是以可变法求得的中国 46个地区种子植
物属的区系地理成分的系统聚类分析树状图。从图
中可看出，当 6．83< <7．25时，图中 46个地区可
分为 12类 ：
第 1类包括 2个地区，即黑龙江大兴安岭和山
西小五台山，分别位于北纬 48。O2 ，东经 122。21 和
北纬 39。55 ，东经 114。58 。此类地区植物区系的特
点是具有较高的北温带成分，黑龙江大兴安岭的北
温带分布类型属的总数占总属数(扣除世界广布属，
下同)的百分比为 48．9％，山西小五台山为 46．4 ，
又由于两者其它分布类型又极相近而聚为向一类。
第 2类只有 1个地区，即山西芦芽山，因其具有
较高的北温带分布类型(43．2 oA)的同时，又具有较
高的热带分布类型(19．3 )而单独聚为一类 ，其热
带分 布类型 比例与前 4类其他地 区相 比均高 出
4．71个百分点以上。
第 3类仅有宁夏贺兰山，其单独聚成一类的原
因是其具有较高的北温带分布类型(43．6％)的同
时，又具有较高的旧世界温带分布类型(18．5 )。
第 4类包括 2个地区，即吉林长白山和宁夏六
盘山，两者之所以聚为一类 ，是其具有较高的北温带
分布类型 比例，分别为 47．7 和 48．O 。
第 1～4类地区属的分布类型以北温带成分为
主，其 比例从 43．2 oA(山西芦芽山)至 48．9 (大兴
安岭)，平均值为 46．3 ，而其属 的泛热带分布较
少，仅从 5．77 (大兴安 岭)至 lO．5 (山西芦 芽
山)，平均值仅为 7．9％。上述 4类地区的地理位置
同处于我国北部，其纬度在北纬 35。25 (宁夏六盘
山)"-51。36 (大兴安岭)范围内，属于我国的中温带
和北温带地区，其所属大多数地区的植物区系在中
国植物区划中属于泛北极植物区、中国～日本森林植
物亚区的华北和东北植物地区。
第 5类包括 9个地区，分别为陕西太白山、河南
小秦岭、河南老君山、山西中条山、河南嵩山、北京东
灵山、山东泰山、河南浮戏山、安徽皇藏峪。以上 9个
地区位于我国的中北部，在地理上属于南温带至中温
带地区，多数地区的纬度在北纬 33。42 (河南老君山)
"-37。31 (山东泰山)之间，仅北京东灵山纬度较高，
达北纬 4O。25 。北京东灵山之所以聚为此类，是因为
其属的分布区类型中含有较高的泛热带分布类型，达
12．4 ，与本类的其它地区相近。此类地区种子植物
区系的特点是泛热带分布类型 比例范围从 11．8 9，5
(陕西太白山)至 24．2 oA(安徽皇藏峪)，平均值为
15．5 ；其北温带分布类型比例范围从 29．3 (安徽
皇藏峪)至 4O．8 (北京东灵山)，平均值为 33．2 9／5。
第 6类包括 16个地区，即河南鸡公山、河南大
别山、河南桐柏山、河南伏牛山、湖南佼母溪、安徽板
桥山、安徽天堂寨、安徽清凉峰、湖北大老岭、湖北大
洪山、湖北神农架、湖北木林子、浙江天台山、浙江西
天 目山、四川金佛山和湖南壶瓶山。以上 16个地区
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23O 武 汉 植 物 学 研 究 第 22卷
多位于我国中部，其纬度在 28。53 (湖南佼母溪)～
33。30 (河南伏牛山)，多数地区位于我国中亚热带
至北亚热带，此类地区种子植物区系的特点是泛热
带分布类型逐渐增加，其比例范围从 13．1 (湖北
神农架)至 2o．1 (河南鸡公山)，平均值为 16．4 ；
北温带成分逐渐减少，其比例范围从 2O．1 (湖南
壶瓶山)至 29．O (湖北大老岭)，平均值为 23．2 。
第 7类包括 9个地区，即江西井冈山、贵州梵净
山、福建武夷山、广西苗儿山、浙江金华北山、江西庐
山、江西三清山、安徽大历山和浙江九龙山。以上 9
个地区位于我国的中南部，属于我国的南亚热带地
区，其纬度在 25。52 (广西苗儿山)～3O。O3 (安徽大
历山)范围内。此类地区种子植物区系的特点是泛热
带分布类型进一步增加，其比例范围从 17．2 (浙
江 九 龙 山)至 23．7 (广西 苗儿 山)，平均 值为
20．5 ；北温带成分进一步减少，其 比例范围从
13．4 (广西苗儿山)至 23．6 (浙江金华北山)，平
均值为 18．5 。
第 8类仅有福建万木林。福建万木林处于北纬
27。O3 ，东经 121。10 ，由于其独特的植物区系成分而
聚为一类。此类地区种子植物区系的特点是：与其同
纬度的其它地区相比较，其泛热带分布类型所占比
例较高，多达 29．O ，又具有一定比例的北温带分
布类型(15．1 )。
第 9类包括 2个地区，即广东鼎湖山和海南五
指山，其地理坐标分别为北纬 23。1O ，东经 112。34
和北纬 18。59 ，东经 109。32 。此类地区植物区系的
特点是具有较高的泛热带分布类型比例，其比例分
别为 3O．7 和 28．9 ，又由于两者其它分布类型又
极相近而聚在一类。
第 1O类为云南西双版纳，位于北纬 21。3O ，东经
100。53 。此类地区植物区系的特点是，热带分布类型
中除泛热带分布类型比例(25．1 )之外，其它分布类
型的比例均位于所有地区之首，而单独聚为一类。
第 11类为广西大瑶山，地理坐标为北纬 23。
54 ，东经 110—8。此类地区植物区系的特点是泛热
带分布类型比例较低(11．O )，因而单独聚为一类。
第 12类为广东车八岭，处于北纬 24。43 ，东经
114。12 。此类地区植物区系的特点是热带亚洲和热
带美洲间断分布类型和北温带分布类型比例高，分
别为 7．1 和 15．2 ，因此两者聚为一类。
第 8～12类地区位于我国的南部，地理上处于
南亚热带至热带地区，其纬度从 18。59 (海南五指
山)～23。54 (广西大瑶山)，其中多数地区的植物区
系成分中含有较高的泛热带类型和热带亚洲分布类
型，其中热带亚洲分布类型均在 18．1 以上。
应用系统聚类分析不同地区植物区系的亲缘关
系，方法简便，借助计算机运算可以进行多个地区植
物区系亲缘关系的比较研究，其结果用树状图来表
示，比较直观，此手段在植物区系比较研究中具有重
要的应用价值。
研究结果表明：在一定的经度范围内(中国东半
部地区)，两个地区植物区系之间的亲缘关系与其所
处的纬度相关，即纬度相近其亲缘关系也相近，反之
即疏远；系统聚类分析得到的中国 46个地区植物区
系之间亲缘关系的结果与经典理论基本吻合。
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