植物地理分布格局是植物起源、演化和扩散，以及环境筛选的共同结果。气候因子随经纬度、海拔的不同发生空间变化，随年代和季节变换发生时间变化。植物一方面具有生态位保守性，另一方面为了适应这些环境变化，在扩散和演化过程中产生生理生态分化，在短期的迁移和定居过程中表现出空间上和时间上的生理生态可塑性。研究植物的生理生态特征与其地理分布格局的相关性有助于从生理生态层面理解植物在不同区域的适应性差异，并且有助于预测不同物种在全球变化背景下的发展趋势。木兰科植物是最古老的被子植物类群之一，分布广泛且分化明显，对它的研究有助于理解被子植物起源、演化和植物地理分布。因此，本论文在南亚热带（华南植物园，SCBG）和北亚热带（武汉植物园，WBG）开展了三个方面的研究:(1)木兰科植物生理生态性状与系统发育的关系;(2)木兰科常见种生理生态性状的区域适应性，以及(3)季节适应性。主要研究方法和结果如下:　　(1)本研究在华南植物园测定了中国木兰科四个最大属中27个种的20个与资源获取有关的关键功能性状（主要是水力和光合性状），结合这些物种的系统发育信息，分析了每个性状的系统发育信号和性状之间的演化关系。研究发现，与水力传导和养分利用相关性状具有系统发育生态位保守性(Phylogenetic nicheconservatism，PNC)以及几个重要功能性状在演化中相互协同。相对于木莲属（Manglietia）和含笑属（Michelia），同是热带起源的长喙木兰属（Lirianthe）水力导度和光合速率更低、耐旱性更强;温带起源且主要是落叶物种的玉兰属（Yulania）表现出较高的水力导度和光合速率，以及较弱的耐旱性。研究阐述了木兰科不同类群在温带-热带区域适应性分化过程中的水力和光合调节机制，从而解释了木兰科各类群之间生理生态性状较强的系统发育信号。　　(2)在生长季从两个植物园中选取四种共有种（两种落叶植物和两种常绿植物），对比它们的生理生态性状在两地间的种内差异。结果发现叶片膨压丧失点水势在两地间没有显著差异，但是WBG的植株比SCBG的植株具有显著较低的凌晨和中午水势，表明WBG植株遭受的水分亏缺更严重，相应地，WBG植株的气孔导度、光合速率以及气孔面积指数较低。木质部发育对气候差异的敏感性在落叶物种和常绿物种的之间表现不同，两种落叶物种叶片和茎的水力导度在WBG更低，而常绿物种则没有显著差异。四种植物的比叶面积和边材密度在两地间没有显著差异。研究表明这四种木兰科植物对气候区域变化的适应主要通过气孔调节，而叶片和茎的水力导度和结构性状的种内变异相对有限。　　(3)本研究分别从两个植物园选取三种木兰科常绿植物，在一月、四月和八月测定其生理生态性状的在两地的季节动态，然后分别对干湿季差异更典型的南亚热带的华南植物园种的25种及北亚热带的武汉植物园中的四种木兰科常绿植物进行季节动态和日动态观测，分析这些植物对季节变化的适应策略。结果发现，光合速率、氮磷光合利用效率、叶片导水率和比叶面积以及枝条导水率均受温度影响，气孔导度、水分光合利用效率、叶片膨压丧失点、叶片磷含量的变化则主要受降水和温度影响;冬季期间，所有受测植物的光反应中心PSⅡ的活性没有明显受到抑制，但含笑属两种植物PSⅡ反应中心活性较低且对温度更敏感，茎叶活细胞没有受到不可逆的损伤，但茎活细胞对温度更敏感表明受测植物在更低温的环境中可能失去修复导管栓塞的能力。研究表明受测植物通过调节叶片的气孔导度、耐旱能力及养分含量和枝条及叶片的水力导度保证整株水平的水力安全和叶片光合活性，从而适应季节性高温和水分亏缺，表现出季节适应过程中的光合—水力协同调节;受测植物在冬季的水力安全策略与其他季节相同（牺牲末端器官保护茎干器官）;木兰科四种代表性植物光反应中心及水力系统具有足够的耐寒性和耐旱性适应北亚热带的季节性低温和干旱。