一、植物区系的形成和发展

北美洲在植物区系上大部分属于泛北极植物区系中的四个亚区,即北极植物亚区、北美大西洋植物亚区、北美干草原(普列利亚群落)植物亚区和北美太平洋植物亚区。南部属于新热带植物区系中的两个亚区,即中美干燥植物亚区和中美地峡、西印度群岛、佛罗里达半岛南端的热带植物亚区。

北美洲植物区系的形成和演变,与大陆发展过程有密切联系。北美和亚欧大陆北部纬度位置相仿,在白垩纪和第三纪,两大陆曾几度相连,因此它们具有共同的植物起源——第三纪植物区系。第三纪初期,热带以外的北半球陆地,气候比较温暖,植物群落相当一致。当时北美大陆中部为海水所淹,它的东部和西部象南伸的半岛,在植物区系上基本一致,由比较喜温的乔木树种构成,格陵兰岛甚至还生长着红杉属、木兰属 榕属植物。此后,气候逐渐变冷,北方开始出现落叶乔木,喜温植物向南迁移。随着大规模造山运动的发生,北美和亚欧大陆都出现巨大山系,两大陆原来彼此一致的植物区系开始分化。由于科迪勒拉山系的形成,北美大陆中部海水相继退出,并处于内陆背风位置,逐渐产生了旱生植物群落,如普列利亚草原群落。同时,太平洋沿岸和大西洋沿岸的气候也明显分异,促使东、西部森林植物区系的组成发生差别,而北部寒冷的气候也破坏了它们之间的连接带,加剧了分化。

第四纪大陆冰川,毁灭了北美大部分植物。但另一方面,北美南北纵列的结构又利于部分喜温植物向南退却,冰期过后,它们又从自己的“避难所”向北推移,回到从前的生境中。因此,在北美洲不少第三纪的针叶树种和阔叶树种被保存下来。而在亚欧大陆,因东西向山脉成为植物南北迁移的巨大障碍,除东亚地区外,第三纪的种类成分很少得到保存。

这一发展过程,反映在北美现代植物区系上,一方面它与亚欧大陆有着共同性,同属泛北极植物区系,许多种类成分一致;另一方面又具有特殊性,它与亚欧大陆分属具不同特征的植物亚区。种类成分虽不如东亚多样,但比欧洲丰富得多,尤其是针叶树种丰富。如北美太平洋植物亚区的西北部沿海,所拥有的针叶树种之多在世界上首屈一指,其中很多为北美特有种。

北美南部,从第三纪初就已为热带植物区系占据,在种类成分上与欧洲的始新世植物区系有许多共同特征。到中新世,北美西部气候趋于干旱,这个植物区系的旱生成分开始大举向北渗入,逐步演变为现代荒漠、半荒漠和干草原。北美南部与南美大陆气候相似,并通过中美陆桥建立直接联系,两者之间也发生种属成分的交换,例如南美的仙人掌科植物进入北美,泛北极区的植物也进入南美。