棕榈科是单子叶植物中最古老的类群之一，迄今已发现大量化石，其泛热带分布及大量的海岛特有属对推断其起源时间，研究物种形成机制具有重要价值。也正因为如此，棕榈科的种系发生也成为近期系统植物学的国际研究热点之一。另一方面，棕榈科是重要的经济作物和观赏植物，故对其综合研究，尤其是对其系统学的深入研究是很有意义的。棕榈科的种类众多，本论文以棕榈科的初级姐妹群、第2级姐妹群和第3级姐妹群的支序格局以及系统定级作为研究重点，这也是棕榈科系统学研究的主要难点。种系发生研究和系统定级涉及到单系、并系、多系和阶层制等系统生物学的基本理论，因而需要先行探讨解决。“并系”接受与否是综合系统学派和分支系统学派的分水岭，“并系”命名与否是Linnaean系统和谱系法规的基本分歧之一，它的准确定义有利于所有生物类群的系统定级与命名。但“并系”和与之密切相关的“单系”、“多系”迄今没有被准确地定义。按照目前多数专著所引用的定义，可导出悖论，因而在本论文的第一章中先给出单系、并系、多系的定义。　　 基于系统生物学的格局支序论、离散数学的集合论和图论分析以往的单系、并系和多系的定义及其它系统生物学术语。提出新的“二分镜像法”以研究外群难以确定的单系内群的种系发生，此新方法能避免基于单纯的内群比较所引起的同远态与同近态的颠倒，即对于一个单系内群M，若无法确定与之构成姐妹群系统的外群时，以演化的普遍趋势等方法来分析该内群，当且仅当把该内群聚合为2支即M1和M2时，则分别用M1和M2作为M2和M1的外群以获得M的第2级的支序格局。在获得了棕榈科的初级姐妹群支序格局后，运用模糊聚类(2种数据预处理和11种标定方法相组合)这一动态方法，求解棕榈科第2级姐妹群和第3级姐妹群的支序格局。采用野外调查、标本查证、模式标本比较、电镜观察等方法修订类元，编制检索表。　　 基于集合论阐述以往定义不能区分并系和多系的原因，并给出新的单系、并系和多系的定义，单系：任意1个种(或亚种)或等级不低于种的类元之组合，该组合的每一个类元的支序对偶子都能在这个组合中找到；并系：非单系的组群，并且，和含有这一组群的最小单系相比，仅缺少该组群的一个或多个类元的支序对偶子或由该组群的多个类元所构成的单系的支序对偶子；多系：非单系的组群，并且，和含有这一组群的最小单系相比，至少缺乏某l类元，该类元的支序对偶子仅部分属于该组群。获得了棕榈科初级姐妹群的支序格局，即水椰属Nypa和棕榈科其他188属构成初级姐妹群，并进一步获得了棕榈科第2级、第3级姐妹群的支序格局。给出新的棕榈科分类系统，即棕榈科分4个亚科，水椰亚科NypoideaeGriff.(1属)、省藤亚科Calamoideae Beilschm.(22属)、贝叶棕亚科CoryphoideaeBurn.(43属)、槟榔亚科Arecoideae Burn.(123属)，其支序格局：水椰亚科∽(省藤亚科∽(贝叶棕亚科∽槟榔亚科))，同时列出亚科的检索表。给出新组合的贝叶棕亚科的族和属的检索表；列出省藤亚科新的族和属的检索表；给出新组合的槟榔亚科的族的检索表；将《中国植物志》、《云南植物志》中的“Phoenix sylvestrisRoxb.”订为P. reclinata Jacq.，并给出了中国现有枣椰属Phoenix的种的检索表。