本文对独活属的11种植物的花粉形态和9种12个居群的叶表皮微形态进行1了观察：独活属花粉为伞形科中比较进化的矩形型和赤道收缩形型。花粉赤道面观、大小、外壁纹饰等均有明显差异，为系统学研究提供了重要的依据；叶片下表皮细胞垂周壁几乎全为不同程度的波状(深波状、波状和浅波状)，气孔器多为无规则型排列，密集等性状，与上表皮细胞垂周壁多样化(平直或稍弯曲、深波状、波状和浅波状)，无气孔或稀少等有别。不同种之间差异较大，结合叶片解剖，具有一定的分类价值。其中9种独活属植物的叶表皮微形态为首次报道。 运用分支分类学原理和方法，对独活属20个种及近缘的三个属7种植物进行了分支分类学研究，供研究分析的形态性状27条，细胞学性状1条，比较解剖学性状2条，花粉形态学性状5条，运用国际国内流行的分支分类学软件PAUP4.0B10，构建了独活属及近缘3属的分支系统树，结果表明四瓣芹属(Tetrataenium)与独活属聚在一起，表明这两个属具有较近的亲缘关系，可以合并成一个属。大瓣芹属的四个种与独活属的多裂组聚在一起，表现出密切的亲缘关系。 本文通过对独活属及其近缘类群的形态性状认为：大瓣芹属和四带芹属与独活属具有亲密的亲缘关系。四瓣芹属因为分生果油管不到底，基生叶羽状分裂等与独活属相似，本文把该属划入独活属中讨论，其中尼泊尔四带芹油管多数，与独活属的二管独活、印度独活和汶川独活相近，同列为多管组。以形态性状为基础，并结合实验和分支分析结果，把独活属分为5组即：少管组Sect.WendtiaHoffm.manden、独活组Sect.Heracleum、多管组Sect.PlurivittataPuetX.J.He.、长毛组Sect.VillosaManden.和多裂组Sect.MillefoliaTS.WangetShan。 根据对独活属及近缘3个属的形态学研究和独活属部分植物的解剖学、孢粉特征、叶表皮微形态特征观察，并结合分支分类学研究结果推断，推测独活属和近缘类群的形态演化趋势为：植株由高大粗壮，向矮小纤细的方向演化；茎下部叶片由羽状分裂、一至二回羽状向多回羽状分裂或三出式羽状分裂的方向演化；伞辐有多数向少数演化；花粉由近菱形，矩形向长矩形，赤道收缩形方向演化；果实有不甚压扁到高度压扁，侧棱翅由宽短向菲薄细长的方向演化；小裂片由卵圆形或阔卵形向长椭圆形至披针形方向进化。