植物资源学-第1章

第一章植物资源的特性与分类讲述要点植物资源的再生性；分布地域性；化学成份相似性；开发利用时间性；用途多样性；资源植物分类。第一节植物资源的再生性植物资源的再生性是指植物自身具有的繁衍能力，由老的个体产生新的个体，而且若需要，新的个体数量多于老的个体，使种群得以延续、扩展，这就为种群持续利用奠定了基础。这种特性对人类有着巨大经济意义和生态意义。正是由于植物资源的再生性，才使人类有持续利用的可能。一再生方式是指植物的繁殖方式1.孢子繁殖：植物通过孢子繁殖形成新个体。如苔藓（Bryophyta）及蕨类（Pteridophyta）植物的繁殖。2.营养繁殖：植物利用自身营养体的一部分生长发育成一个新的植物体。2.1天然营养繁殖：植物通过根、茎、断开母体，形成新的植物个体的过程称为自然营养繁殖。2.2人工营养繁殖：借助人为的力量，将植物体与母体分开，使之形成新个体。其中包括分离法（分根培养）、扦插法（根插、枝插、叶插）、压条法和嫁接法。2.3有性繁殖：用种子繁殖的植物。有性繁殖对植物种群遗传多样性维持意义重大，是种群持续发展的基础。二、生长规律生长是植物体重量和体积的累积过程。植物生长过程，有其自身的规律性，也受外界环境条件的影响。各种植物表现是不同的。生长的快与慢，因种而异，但均有一定的周期性。植物资源的再生性为人类持续利用奠定了基础。植物资源的再生能力有一定限度。再生能力受其生存的生态条件制约的。因此，植物资源在开发利用前，应在野外调查的基础上测算出所开发利用植物资源的贮量，生长量、以确定适当的保护措施，保障实现植物资源的永续利用。第二节植物资源分布的地域性任何植物都具有其固定分布范围和适生范围。在最适分布范围以内植物发育最好，超出了这个范围植物的分布就减少，甚至完全消失。这样就形成植物资源分布的区域性。如：香樟（Cinnamomumcamphora）是重要的芳香植物资源，主要分布在我国西南、华南地区。而山葡萄（Vitisamurensis）则主要分布在我国的东北、华北等地。可见，每种植物资源由于受生态因子的制约，在分布上具有明显的区域性特征。一、植物资源分布的广布性和特有性（一）植物资源的广布性植物资源广布性指植物分布地域的广泛程度。某些植物分布幅度大，能够广泛分布至世界各大洲，这样的植物种称为世界广布种。如花卉植物资源中的睡莲（Nymphacatetragona）、纤维植物中的芦苇（Phragmiteacommunis）、浮叶眼子菜（Potamogetonnatans）等，遍布于北半球。有些植物分布在全国大多数省区，称为全国广布种。如栓皮栎。（二）特有性植物的分布都局限在某个局部地区，这些植物种则称为这个地区的特有种（或狭域种）。这些植物资源就成为该地区特有的植物资源。如药用植物人参（Panaxginseng）主要分布于我国东北东部山地，是生长在红松阔叶林下特有的药用植物；当归（Angelicasinensis）则分布于甘肃、云南、四川、陕西、宁夏、贵州、湖北等地。（三）分布中心分布区中心有几种类型，起源中心、分化中心、多度中心。我们着重介绍多度中心（即集中分布区）。多度中心：在一个植物种分布区内，该种个体数量最多、最密集的地方，即为多度中心。分多度中心的生境是该种的最适宜的生境。研究某种植物资源的分布区中心（即集中分布区），也是开发利用植物资源的重要基础。掌握这一点对我们进行植物资源的引种驯化有重要的参考价值。对于狭域分布的植物资源，只有充分掌握各种植物资源分布规律、中心分布区，才能预见某一植物资源引种的可能性及其开发价值，才能把本地区的植物资源优势转化为经济优势。二、植物资源分布的区域与环境因素的关系（一）气候因素有些植物的现代分布严格地受某些气候条件的限制。如赤松、马尾松，红松都有特殊分布区域，受特殊气候因素决定（二）土壤因素土壤类型或土壤的某些特殊理化性质也是某些植物分布的决定因素。如喜酸植物、喜钙植物。（三）地形因素海洋、山脉等自然屏障往往成为分布区的天然界限，自然屏障的作用，使该区气候改变，致使植物中断侵移。（四）生物因素由于食物链、寄生等造成植物分布。例如，对于某些寄生植物的分布区由寄主植物分布区决定。（五）地质历史因素地史变迁、气候变迁对植物分布造成影响。如板块运动、大陆飘移对植物分布造成隔离；冰期造成植物灭绝等。（六）人为因素人类活动对植物分布的影响很大，不仅可以使某个种的分布区域扩大，还能使其缩小以至消亡。对人类生活密切相关经济植物都有引种历史。例如中国栽培花生、西红柿、烟草橡胶树等都来自南美。三、植物资源分布的区域性原理在生产实践中有重要的指导意义（一）人工栽培对一些经济价值大，野生贮量较少的植物资源进行人工栽培，是保证原料供应的一个重要手段。自然界植物地理分布范围是长期进化适应史场地人工栽培资源植物必须在其适宜地理分布范围。地域性在植物资源开发利用很重，必须处理好植物资源与各种生态因子之间的协调关系。1.光与植物资源的人工栽培：光周期、光强、光质。2.水与植物资源的人工栽培：降雨量分布、多少；空气湿度。3.土壤与植物资源的人工栽培：土壤肥力、酸碱度、质地。植物栽培应该注意的环境因素（二）引种驯化引种是从外地或国外引入经济价值较大的植物，在本地区栽培，以满足社会生活、生产的需要；驯化是指引种后通过栽培使植物在生理生态上通过调整，适应当地气候土壤条件产生与原产地相似的经济效果。一般情况气候土壤条件相似的地域引种容易成功。引种驯化中应该注意如下问题：1.水分与引种驯化2.温度与引种驯化（1）北种南移比南种北移容易成功（2）草本植物比木本植物容易引种成功3.土壤与引种驯化第三节植物近缘类群化学成分的相似性一、外部形态愈相似的或者近缘类群（同类）植物中，其代谢产物具有相似性。植物的遗传物质决定着植物代谢产物。有时在形态并不相似的科属中也可以同时存在相似化学物质，这样就反映出一定的亲缘关系。这是植物分类的依据，也是植物资源开发利用，寻找具有相似特性的新植物资源提供线索。植物的代谢产物主要有以下几类：脂肪族化合物；芳香族化合物；含氧杂环化合物；脂环族化合物；非碱性含氧化合物。二、植物化学成分与资源利用有两个规律可以利用：1．在近缘物种中寻求具有相似化学内含物：植物在系统进化中的位置与其化学成分有密切关系，是寻找新资源的途径：亲缘关系越近，化学成分相似性越大；植物生物碱越复杂，其进化地位越高。壳斗科植物总苞含栲胶（板栗、橡碗都含栲胶）2．在具有相似化学成分的植物中，寻找更多的经济植物种类：扩展新的资源途径，利用植物近缘种的相似性来寻找新植物，以节省人力、物力、财力，走捷径，节省时间。因此，植物资源近缘种化学成分的相似性理论，对植物资源开发利用具有得要的指导意义。栓皮栎壳斗含栲胶，其他栎类是否也含栲胶。第四节植物资源开发利用的时间性植物生长、生命和体内代谢都有周期性。植物组织和器官所含的成分及其结构也相应地随时间而变化。因此，植物资源开发利用是有严格的时间限制，即具有确定的时间性，这是植物资源开发利用中首先须遵守的原则之一。植物资源开发利用的时间性包括：采集时间性、收获物保鲜时间性和产品的保存时间性。一、采集时间性（一）地下器官类包括根、根茎、球茎、鳞茎、块茎等。对于栽培的植物资源一般2-5年以上采收。在秋末当地上部分已经枯萎或在早春植物返青以前进行采收。这时植物的养分及有效成分多集中在地下器官中。（二）皮类通常在春天或初夏（4、5月）采收。此时植物体内汁液充沛，树皮容易从木质部剥下，但有些根皮类往往以秋季采收为佳。桂皮、厚朴。（三）叶类通常在花蕾开放时采收。此时正是植物生长最旺期，质量好。例如：嫩叶，茶叶。但某些叶需在秋天霜降后采收或采集地上落叶，这要以具体用途而定。例如：老叶，柿树叶，桑叶。（四）花类因一般花期较短，如采收时间不当，对品质影响较大，如金银花、月季花（Rosaspp.）、丁香花（Syringaspp.）都应在一定大小的花蕾时采，开花后，颜色变淡，易脱落，对香料和色素的提取不利，也不能入药。（五）果实种子类一般在果实充分成熟或将成熟时采收，有的果实在成熟经霜后采收为佳。如山茱萸要在经霜变红后采收，有的果实的成熟期不一致，要随熟随采，以免影响质量，如山楂等。（六）全株利用类要根据具体用途的不同而定，如药用，一般多在植株生长最盛而且开花后采。例如，黄花败酱、龙芽败酱。麻黄、鱼腥草、薄荷、藿香。山查二、收获物保鲜时间性植物器官收获后，在贮藏过程中，由于光合作用停止，植物体内代谢被破坏，许多细胞器的膜发生解体，易受微生物侵染而腐烂变质，保鲜时间是有限的。如新鲜针叶的保存期（在20℃左右条件下）不应超过3天。第五节植物资源用途的多样性植物资源用途的多样性是指一种植物资源有多种用途。植物种类的多样性，植物营养器官和体内所含化学成分的丰富性，决定了植物资源用途的多样性。一、从群体上看植物资源用途的多样性:从植物群体整体性上看，乔木、灌木、草本植物由于自身存在，对环境产生生态效应。不同的植被类型的形式（例如，森林、草原、荒漠，农田、湿地等），在提供原料、保护水土、改良土壤、防风固沙，指示探矿和保护环境等各方面发挥作用。从植物群体内部看，在个体构造上又有更加丰富的利用价值:以树木群体为例，以一个典型木本植物为例来说明，见表1-1。表1-1一种木本植物利用途径举例名称用途树冠叶可制维生素粉、叶绿素膏、针叶医用浸膏、药材、香精油、饲料等枝工艺木片、人造板、薪炭等花可用作观赏、蜜源、提取芳香油果实及种子做森林更新种源，食用，提取维生素、油脂、蛋白质，做饲料树干活树干树脂、橡胶、漆、树汁（桦汁等）伐倒木木材、胶合板材、造纸、树皮可制焦油、栲胶、药材根系针叶树树脂、栲胶、松节油、木炭、松香、油漆等阔叶树萃取的原料、木炭、培养基、工艺品等二、从种群角度看植物资源用途的多样性某一地区同种植物的个体总和体称之为种群。从种群角度看，由于植物体内所含丰富的营养成分，植物营养器官的结构特性等，使植物种群具有多种多样的用途。1.沙棘果实含有多种营养成分，饮料和食品原料。2.果实是多功能的药用植物，也是轻化工业原料。3.植物体可以是能源和饲料植物。4.群体（群落）是重要水土保持林、主要树种。胡颓子科落叶灌木沙棘（Hippophaerhamnoides）三、从某类营养器官的角度看植物资源用途的多样性1作为工业原料：一类原料有多种用途（栲胶，鞣皮革，自来水管净化）。2重要的药用资源，一种药材治疗几种疾病（丹参）。3重要的畜禽饲料（紫穗槐叶片）4肥料的重要来源（豆科植物叶片和根瘤菌）四、从开发利用层次看植物资源作用的多样性以原料为主要目标的植物资源开发属于一级开发，应用的手段侧重于生物学、农学和林学方面。其次是以发展产品为主要目的的二级开发。例如，成品药品，针剂、片剂。其次是以发展新产品为主要内容的三级开发。例如，在中药植物资源的开发方面，西洋参（Panaxquinquefolium）、天麻（Gastrodiaelata）和冬虫夏草等药材的开发属于一级开发；野生资源沙棘、刺五加和绞股兰等系列药品、饮品的开发属于二级开发；石杉碱甲、灯盏花素、雷公藤总皂甙等新药的开发属于三级开发。第六节植物资源分类一、以用途为核心的传统植物资源分类我国对植物资源研究起步较晚，对植物资源的分类则更晚，基本是依据植物资源的用途、化学特征或从研究领域进行分类。目前常用的是按照用途习惯用途进行的分类方法，将植物资源分为16类。（一）油脂植物资源（二）药用植物资源（三）果树植物资源（四）芳香植物资源（五）纤维植物资源（六）淀粉植物资源（七）鞣质、染料植物资源（八）树脂、树胶植物资源（九）饮料植物资源（十）食用野菜植物资源（十一）观赏绿化植物资源（十二）饲料植物资源（十三）农药植物资源（十四）育种植物资源（十五）色素、维生素、（十六）木材植物资源二、以功能为核心的植物资源三级分类系统（一）以植物资源被利用的植物体特点为第一级(高级)--植物资源型：对植物体内成分的利用，称为成分功用植物资源型。对个体、群体的利用，则称之为株体功用植物资源型。（二）以植物资