气候带区系特点

5．1．2　气候带区系特点

气候对生物的分布、分区有着重要意义，因而识别各主要气候带区系的特点就显得十分重要。

5．1．2．1　热带、亚热带区系的生物特点

1．生物高分异度大多数生物类别的分异度在热带和亚热带为最高，高分异度现象不分海、陆，不分动、植物，而且古、今都一样。现代各类生物在不同气候带有不同的分异度是众所周知，地史时期各类生物在不同气候带亦有不同的分异度(表5．1)。

表5．1　地史时期各类生物在不同气候区内的分异度(据殷鸿福，1988)

从表5．1可知，温带与热带生物分异度比例一般为1∶1．5～1∶3左右，现代少数门类达到1∶10。热带、亚热带区生物高分异度特征显而易见，由此导致生物的热带起源说。华南在地史时期长时间处于热带，因而常常有作为某类生物起源的报道。

2．地方性分子的高比例热带生态区生物多样，而且生物的地方性分子比例很高。生态区根据地方性生物来划分，因而每一个生态区的面积较小，例如加拿大从生态角度可分出7个生物省，美国18个，面积狭小的中美洲达25个(Kendeigh，1961)。每一个区都有自己的地方性分子，陆地植被区和海洋生物区都是这样。

地史时期，中国热带区生物高地方性比例最早的例子当数志留纪的扬子地区，据李志明(1988)资料，该地区各重要门类的地方性分子百分比见表5．2。扬子区是中国志留纪生物分异度最高之区，具有许多热带型生物，所以这是一个典型的高地方性比例的热带区。

表5．2　扬子区志留纪各门类生物的地方性百分比统计(李志明，1988)

Tozer(1981)统计三叠纪菊石在不同气候区的分异度及地方性比例，显示热带生物的地方性分子比例远高于温寒带(表5．3)。

表5．3　三叠纪菊石在不同气候区的分异度及地方性比例(据Tozer，1981)

①总属数为每一古气候带4个生物地理区的属数和。

3．存在热带生物群热带生物群包含礁相生物群、其他热带海洋生物群和热带、亚热带植物群。

(1)礁相生物群。它是指示热带、亚热带区的标志，地史时期礁相生物群见表5．4。

(2)其他热带海洋生物群。显生宙大部分时代的热带生物群已能确定，早古生代的大部分三叶虫、鹦鹉螺、喙壳动物;泥盆纪、石炭纪南方型的腕足、珊瑚、棱菊石动物(海神石动物除外);二叠纪的Waagenophyllidae、Iranophyllidae珊瑚，Verbeekinidae科;中、新生代的异形(不规则卷曲)菊石和腹足、伟齿蛤、固着蛤、货币虫等类动物，这些都是热带生物标志。双壳动物中表生种类的高比例(相对于穴居种类)常常是热带的标志。棘皮动物主要分布于热带。现代放射虫软泥亦主要分布于热带大洋。颜色鲜艳的生物也可作为热带生物的标志。以上各类动物大多数亦出现在礁相中，成为伴礁生物。上述类别亦可以少量出现于温带甚至寒带区，因此，必须根据大量出现作为判别标志。

(3)热带、亚热带植物群。中国各时代的热带、亚热带植物群有泥盆纪的Drepanophycus-Zosterophyllum组合(D₁)，Protolepidodendron scharyanum-Barrandeina dusliana组合(D₂)，Lepidophloeum rhombicum组合(D₃);早、晚石炭世的欧美植物群及晚石炭世至二叠纪的华夏植物群;早、中三叠世的Voltzia-Pleuromeia组合;晚三叠世的Dictyophyllum-Clathropteris组合;早、中侏罗世的Ptilophyllum-Coniopteris组合;晚侏罗世到古近纪、新近纪各热带、亚热带植物群。大体上说，古生代的石松、节蕨植物，中生代苏铁植物，新生代的棕榈、樟树等为热带植物标志。上述古生代植物树皮及髓部发达，没有年轮，树干粗大，通气组织发育。新生代的多为阔叶，常绿。

5．1．2．2　温带区系的生物特点

1．生物分异度比热带显著降低现代从热带及亚热带生物区系至温带区系，海洋动物群的成分和分异度有明显的突变。斯费德鲁普等(1959)统计了不同海区中终生浮游动物的种数，如表5．5。

从表5．5可看出热(亚热)带有1378种终生浮游动物，而非热带仅有180种终生浮游动物，两者种数有巨大差异。

生物从热带至温带的突变在无脊椎动物、脊椎动物及植物中都能见到，在地史时期同样如此。因此，热带与温带的界线，经常是划分一级生物地理大区的界线。当大致沿纬向分布的动物群分异度突然下降或大量类别消失时，很可能为热带、温带的界线。例如Stehli(1973)对二叠纪腕足、珊瑚、类动物分布的研究表明，55°N处上述类别的分异度突然下降，甚至有些属种消失，因而认为55°N是二叠纪热带的北界。

表5．4　地史时期礁相生物群(范嘉松等，1985)

表5．5　不同海区中终生浮游动物的种数

3．存在温带生物群北方大区和冈瓦纳大区(部分)生物区系在显生宙的大部分时期为温带区系。属温带区系的生物群中，动物有志留纪的图瓦贝组合，晚古生代小型单体珊瑚、管孔石燕动物、单通道动物，双壳动物中的Atomodesmidae类及雏蛤类(Buchiidae)，某些游泳型菊石如泥盆纪的Sooradoceras，二叠纪的Uraloceras，三叠纪的Otoceras等是温带甚至凉寒带的标志。植物有晚古生代的安加拉植物群，三叠纪的Dicroidium植物群(冈瓦纳)，中、新生代各期的温带植物群。温带植物群的特点是:树木有年轮;蕨类植物中不含热带种类;裸子植物中以银杏、松柏为主，苏铁衰落;被子植物以针叶、阔叶混交林为特点，阔叶植物落叶。

5．1．2．3　寒带区系的特点

1．寒带海洋区系　寒带海洋区系的特点是生物分异度低，据Parker (1964)统计，同一面积内表生群落生物种数，热带为凉、寒带的5～10倍。另一特点是优势种的丰度高，如环南极带海中生物主要为浮游生活的南极磷虾，密集处其丰度可达6×10⁹个/m³，整个南极海域磷虾蕴藏量估计50亿～60亿t。第三个特点是以硅质微生物为主，硅藻软泥主要分布在中、高纬海区(及淡水)，现代南纬50°左右有一环南极辐聚带，带南为极地水体，以硅质微生物为主，带北为亚南极温水体，以钙质生物为主。因此，可据这一生物区系的变化判断寒带区系的开始。

2．寒带植物区系　寒带植物区系的特点是分异度低，缺乏木本植物和蕨类植物，在北极和寒带大片地区为苔原。但在现代的亚寒带(北欧、加拿大、西伯利亚南部)则有针叶林覆盖。地史时期，寒带植物区系很少看到，但古近纪的格陵兰、斯匹次卑尔根和新西伯利亚岛的温带落叶林亦可分布到北极区，因为此时北极区仍有足够的阳光。如果海洋性气候能使其年温差均一化一些，有可能形成寒带区系的森林。

3．地史时期寒带生物区系很少且不易判别　在寒武纪至早奥陶世，中、晚志留世至泥盆纪，整个中生代及古近纪，地球气候均比现在温暖，这些时期是否存在寒带气候尚待论证。接近现代或比现代冷的时期有:晚奥陶世至早志留世、石炭纪至二叠纪、新近纪至第四纪。上述时期均伴随有冰期，形成冰盖，因此肯定有寒带。但寒带生物区系还不大清楚，只是有人根据放射虫、有孔虫、孢粉、沟鞭藻等冷水类型生物的丰度以及硅藻岩相的迁移，试图推论新近纪和第四纪有过寒带区系。一般文献只是笼统地提到冷水动物区系和寒凉气候植物区系。

寒带生物区系与温带生物区系(非热带生物区系)的世界性分子多，地方性分子少;广温性分子多，窄温性(喜冷性)分子少。

热带生物区系以高地方性分子比例为特点，这些地方性分子通常都是窄温性分子。温带生物区系的地方性分子或窄温性分子比例降低，寒带生物区系更低。