Русский ботаник, академик Петербургской АН (с 1896). Родился в Астрахани. Окончил Казанский университет (1885). В 1888 - 1892 - профессор Томского университета, с 1892 - главный ботаник Петербургского ботанического сада, с 1893 - директор Ботанического музея Петербургской АН.

Основные научные работы относятся к ботанической географии, систематике, флористике. Дал первое описание растительности Средней Азии, предложил общее ботанико - географическое районирование России. Один из основоположников фитоценологии, автор теории наступления леса на степи. В отличие от А. Н. Краснова,A. Н. Бекетова, Г. И. Танфильева,B. В. Докучаева, считал, что причиной безлесья степей являются не почвенно - климатические условия, а антагонистическое взаимодействие двух растительных формаций - леса и степи . Развивал географо - морфологический метод в систематике растений и метод исторического анализа флор. Ввел в систематику понятие «раса» и дал его четкое определение. Сделал попытку построить систематику видов, опираясь на это понятие. Для определения степени родства между расами различного географического происхождения предложил метод гибридизации, предвосхитив, таким образом, позднейшие генетические методы. Результаты изучения культурных сортов винограда обобщил в труде «Ампелография Крыма» (1904). Начал (совместно с Д. И. Литвиновым) издание «Критического гербария русской флоры» (1898). Опередив Г. Де Фриза, в работе «Гетерогенезис и эволюция» (1899) развил мутационную теорию происхождения видов (теория гетерогенезиса), противопоставив ее дарвинизму. Впервые показал возможность искусственного индукцирования полиплоидии у растений. Основатель казанской школы ботаников - географов.