书城教材教辅植物资源学
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第5章 资源植物和植物资源的分类系统

植物资源类型多样。植物资源分类(classification of plant resources)是根据一定的标准和规律,对植物资源进行归类安排。对植物资源进行研究,首先必须进行分类。分类是对植物资源认识的发展与深化,是利用植物资源,进行植物资源研究的基础工作。植物资源以其在自然界存在的不同形式分为植被资源、物种资源、种质资源;以其在植物界所处的系统位置分为藻类、地衣、真菌、蕨类、种子植物资源;以其目前利用的状况可分为栽培植物资源与野生植物资源;以其性质与用途区分,则有一些不同的分类体系。

1935年,苏联在乌兹别克举行首次植物资源科学会议时曾采用的分类体系是将植物资源分为3大类:工业植物资源、农业植物资源、绿化和改造自然的植物资源;1942年,H。B。巴甫洛夫在他所著的《苏联野生有用和工艺的植物》一书中把植物资源分为药用植物资源、橡胶植物资源等22类;1946年,A。A。格罗斯盖姆发表的关于高加索植物资源的报告中将植物资源分为工艺植物资源与自然原料植物资源两部分,共18类68小类;1948年,M。M。伊里因在他主编的《原料植物野外调查法》一书中将植物资源分为工艺植物资源和自然原料植物资源两大部分,再分为18个大类、68个小类。目前许多国家均按原料分为药用、油脂、鞣料、纤维、淀粉、糖类、树脂、挥发油、蛋白质、维生素等。1961年,由中国科学院植物研究所主编的《中国经济植物志》中按原料的性质分为纤维、淀粉及糖类、油脂类、鞣料类、芳香油类、树脂及树胶类、橡胶及硬橡胶类、药用类、土农药类和其他类;1983年,我国学者吴征镒、周俊、裴盛基提出一个新的分类体系,首先区分为栽培与野生植物资源两大类,其下再区分为食用植物资源、药用植物资源、工业用植物资源、保护和改造环境用植物资源和植物种质资源5大类,再细分为26小类;1987年,王宗训将资源植物分为10类,即纤维植物、淀粉其他类植物、油脂植物、鞣料植物、芳香油植物、树脂植物和树胶植物、保健饮料食品植物、甜味剂植物和色素植物、饲料植物和其他资源植物。

由于植物资源具有多种用途,往往一种植物可归并到几种不同的资源类型中去。因此,任何资源植物的分类均是相对的,在利用时必须权衡得失,综合利用。如桂花(Osmanthus fragrans),“八月桂花开”,可作为观赏树种;花中含有精油,可作为香料植物;花能泡茶,可作饮料;花作食品的添加剂,为黄色染料;其叶脉网状致密,可作书鉴;作为灌木,可作薪材,等等。因此,某种植物资源在系统中的位置不是固定不变的,而是以某一时期植物通过某种“媒介”为人类所利用。如蜜源植物、昆虫寄生植物等,它们是通过昆虫与植物的相互作用,其产物被作为工业或其他资源。

为了便于叙述,将植物资源按植物系统区分为微生物、藻类、地衣、真菌、蕨类和种子植物资源。在种子植物中按用途区分,一般分为8大类、23小类。我们现在采用吴征镒(1983)和刘胜祥(1994)的植物资源分类系统,但作了一些补充和归并。植物的资源按用途可分为食用、药用、工业用、保护和改造环境、种质资源5大类,再细分成28小类。

(一)食用植物资源

食用植物资源包括直接和间接(饲料、饵料)食用的植物,通常分为11小类。

“民以食为天”,植物一直是人类的主要食物来源,食物均直接或间接来源于植物。据统计,人类大约已经使用5000种植物作食物,但只有150种左右进入商品市场,30种左右成为一日三餐的主要粮食植物。因此,还有大量的食用植物资源处于野生或尚未开发状态,人类已经不满足于有限的作物品种,需要更多的品种和风味。随着科技和社会的发展,越来越多的野生植物成为人类的餐桌之馐,丰富人们的饮食文化,野生食用植物资源是满足这一发展趋势的主要途径,发展潜力十分巨大。

(1)淀粉植物。如橡子(Quercus spp。)、薯蓣(Dioscorea opposita)、魔芋(Anor-phophallus konjac)、蕨(Pteridum aquilinum var。latiusculum)、葛根(Pueraria lobata)、百合(Lilium spp。)、慈姑(Sagittaria sagittifolia var。sinensis)、菱(Trapa bispinosa)等,是我国野生淀粉植物中较主要的种类。各种橡子种实淀粉含量多在50%以上,可供食用及酿酒等。含糖及甜味植物有龙眼(Dimocarpus longgana)、荔枝(Litchi chinensis)、柿(Dio-spyros kaki)、枣(Zizyphus jujuba)、罗汉果(Momordica grosvenori)、马槟榔(Capparisma-saikai)、甜茶(石栎(Lithocarpus glabra)幼叶)等。

(2)蛋白质植物。包括小球藻(Chlorella spp。)、叶蛋白、食用菌类、四棱豆(Pso-phocarpus tetragonolobus)等。

(3)食用油脂植物。初步查明全国野生油料植物含油量在15%以上的约1000种。其中木本油料含油量在20%以上的约300种,能够食用的有百余种,如蝴蝶果(Cleidio-carpon cavaleriei)、油瓜(Hodgsoniamacrocarpa)、榛子(Corylus heterophylla)、文冠果(Xanthoceras sorbifolia)、各种野生油茶(Camellia spp。)、核桃(Juglans regia)、松籽(Pinus spp。)、绿玉树(Euphorbia tirucalli)等。

(4)维生素植物。以各种野生植物为主,如猕猴桃(Actinidia chinensis)、阳桃(Aver-rhoa carambola)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、山楂(Crataegus pinnatifida)、海棠(Begonia spp。)及蔷薇属(Rosa)的许多种,其鲜果一般每100g含维生素200~800mg,缫丝花(Rosa roxburghii)可达2000mg。

(5)饮料植物。除茶叶、可可、咖啡三大饮料外,还有若干地区性饮料植物(主要是代茶植物),如扫把茶(Elsholtzia rugulosa)、布渣叶(Microcos paniculata)、鸡蛋花(Plumeria rubra)、槐花(Sophora japonica)、桑叶茶(Morus alba)、菊花茶(Dendranthemamorifolium)、金银花(Lonicera japonica)等。

(6)食用香料。香茅(Cymbopogon citratus)、木姜子(Litsea pungens)、花椒(Zanthox-ylum bungeanum)、吴茱萸(Evodia rutaecarpa)、砂仁(Amomi semen)、三奈(Kaempferia galanga)、八角茴香(Illicium verum)、桂皮(Cinnamomum spp。)等为我国特产调味香料。

(7)色素植物。苏木(Caesalpinia sappan)、茜草(Rubia cordifolia)、红花(Cartham-us tinctorius)、姜黄(Curcuma longa)等为我国传统食用色素。

(8)甜味剂植物。包括甜叶菊(Stevia rebaudiana)、白云参(Phlomis betonicoides)、罗汉果(Momordica grosvenori)、甘草(Glycyrrhiza uralensis)、多穗柯(Lithocarpus polys-tachyus)、马槟榔(Capparismasaikai)、野甘草(Scoparia dulcis)、神秘果(Synsepalum Dulcificum)等。

(9)蜜源植物。紫云英(Astragalus sinicus)、乌桕(Sapium sebiferum)、柃木(Eurya ja-ponica)、椴树(Tilia tuan)、荞麦(Fagopyrum esculentum)、刺槐(Robinia pseudoacacia)等。

(10)果树植物。果树植物是指一些能够提供人类食用的鲜、干果品和作为饮料、食品等加工原料的经济植物。如蔷薇科、壳斗科、芸香科等科中的许多种类。

(11)野菜植物、食用竹类和饲用植物。野菜植物包括目前还在野生状态下,没有人工栽培或极少有人工栽培用作蔬菜的植物,如蕨菜(Pteridum aquilinum),既有野生分布,同时也有部分人工栽培,又如荠菜(Capsella bursa-pastoris)、香椿(Toona sinensis)、蕺菜(Houttuynia cordata)、马齿苋(Portulaca oleracea)等;通常并不做菜用,而是药用、观赏、薪材或其他用途等,如药用枸杞(Lycium barbarum)。食用竹类有淡竹(Phyl-lostachys glauca)、早竹(P。praecox)、麻竹(Sinocalamus latiflorus)、乌哺鸡竹(P。viva)等。饲用植物包括大部分禾草类、豆类的枝叶荚果、构树(Broussonetia papyrifera)叶、高山栎(Quercus semicarpifolia),各种野芭蕉(Musa wilsonii)、芭蕉芋(Canna edulis)、野芋(Colocasia antiquorum)等。

(二)药用植物资源

药用植物资源可分为3小类。

植物是药材的主要来源之一。世界卫生组织确定了2000种药用植物,其中做过详尽研究的不过10%,多数药用植物处于野生和尚未利用状态,许多野生植物资源长期以来一直作为当地主要祛病良药,还有多数野生植物资源的药用价值没有被发现。科技发展会使越来越多的野生植物资源成为重要的药用植物。同时,目前许多人类疾患如癌症、艾滋病、非典型肺炎等还没有有效的治疗药物,常规植物资源已经不可能根本解决这一问题,需要进行更大范围的研究,通过野生植物进行治疗将是未来发展的主要途径之一,越来越多的野生植物的潜在药用价值被认识和利用。

(1)中草药。载于历代本草的中药在500种以上,常用的有300多种,绝大部分来自野生植物,但多逐渐栽培。如人参(Panax ginseng)、党参(Codonopsis pilosula)、丹参(Salviamiltiorrhiza)、杜仲(Eucommia ulmoides)、黄连(Coptis chinensis)、贝母(Fritillar-ia spp。)、天麻(Gastrodia elata)、枸杞(L。barbarum)、当归、川芎(Ligusticum chuanx-iong)、柴胡(Bupleurum chinense)、甘草、栝楼(Trichosanthes kirilowii)、桔梗(Platyc-odon grandiflorum)等,均为名贵或常用药。全国药草达5000种以上,常用的约400种,有些已进行栽培和制造成药,或作为化学药品的原料,如萝芙木(Rauvolfia verticillata)、三尖杉(Cephalotaxus fortunei)、锡生藤(Cissampelos pareira)等。

(2)植物农药。包括土农药植物,如除虫菊(Pyrethrum cinerariifolium)、冲天子(Millettia pachycarpa)、鱼藤(Derris trifoliata)、百部(Stemona spp。)、无叶假木贼(Anabasis aphylla)等共约500种。它们含有除虫菊素、植物碱、糖甙类等物质,有杀虫灭菌或除莠的功能。还有植物激素,如露水草(Cyanotis arachnoides)(含脱皮激素)、胜红蓟(Ageratum conyzoides)(含抗保幼激素)等,也可作农药用。

(3)有毒植物(noxious plant,toxic plant)。我国有毒植物以毛茛科、杜鹃花科、大戟科、茄科、百合科、豆类的有毒种最多,约330种,如乌头碱植物、断肠草(Gelsemium ele-gans)、曼陀罗(Aature Stramonium)、夹竹桃(Nerium spp。)、毒蕈、莽草(Illicium lan-ceolatum)、红茴香(I。henryi)、雷公藤(Tripterygium wilfordii)等。

(三)工业用植物资源

工业用植物资源可分为6小类。

资源短缺将是社会经济发展的重要制约因素之一,植物是工农业生产的主要原料,提供多种产品,如橡胶、蜡、油脂、木材、薪炭、纤维、肥料等。工业化的高速发展需要不断开发新的原料资源。野生植物开发使这一需求成为可能。

(1)纤维资源。我国重要纤维植物有190种,主要利用禾本科、鸢尾科、香蒲科、龙舌兰科、棕榈科等单子叶植物的杆叶、榆(Ulmus pumila)、桑、荨麻(Urtica fissa)、锦葵(Malva sinensis)、木棉(Bombax ceiba)、罗布麻(Apocynum venetum)、苎麻、剑麻(Agave sisalana)等的根、茎、皮部或果实的棉毛,用以纺织、造纸、编制等。竹类、芦苇(Phragmites communis)、稻草、麦秆、玉蜀黍皮资源最丰富,用途最广。

(2)芳香油资源。芳香油植物是提取香料、香精的主要原料,我国种子植物中约有60余科含有芳香油植物。山胡椒(Lindera glauca)、樟(Cinnamomum camphora)、柠檬草(Lemon grass)、依兰(Cananga odorata)、金合欢、安息香(Styrax benzoin)、越南安息香(S。tonkinensis)等都是目前用于生产的香料植物。

(3)鞣料资源。鞣科植物含有丰富的单宁,不仅可以烤胶鞣革、制药,并且还是优良的去水垢物质。各种落叶松(Larix spp。)、云杉(Picea asperata)、铁杉(Tsuga chinen-sis)、黑荆(Acaciamearnsii)、红树(Rhizophora apiculata)、儿茶(Acacia catechu)等都是重要的单宁原料植物。

(4)树脂树胶植物。树脂树胶植物是指富含橡胶、硬胶、树脂、水溶性聚糖胶等的植物,如松科的很多种,豆类的槐(Sophora japonica)、瓜尔豆(Cyamopsis tetragonoloba)、金合欢(Acacia farnesiana)、黄芪(Astragalusmembranaceus)、杜仲(Eucommia ulmoides)、多种卫茅(Euonymus spp。)、夹竹桃科鹿角藤(Chonemorpha eriostylis)、花皮胶藤(Ecdysanthera utilis)、杜仲藤(Parabariummicranthum)及菊科橡胶草(Taraxacum kok-saghyz)、银叶菊(Centaurea cineraria)等。它们分别产各种胶脂,但栽培的三叶橡胶树(Hevea brasiliensis)仍是现今橡胶的主要来源。油桐、漆树(Toxicodendron verniciflu-um)、乌桕、风吹楠属(Horsfieldia)植物等也是重要的树脂植物,桐油、生漆为我国传统的出口商品。

(5)能源植物。能源植物又称石油植物或生物燃料油植物,通常是指那些具有合成较高还原性烃的能力、可产生接近石油成分和可替代使用的产品的植物,以及富含油脂的植物。如油桐、麻疯树(Jatropha curcos)、续随子(Euphorbia lathyris)、马利筋(Asclepias curassavica)、西蒙德木(Simmondsia chinensis)、光皮树(Cornus wilsoniana)等。

(6)资源昆虫寄主植物。资源昆虫是指昆虫产物(分泌物、排泄物、内含物等)或昆虫体本身可作为人类资源利用,具有重大的经济价值,种群数量具有资源特征的一类昆虫。有些植物是这些资源昆虫的寄主植物,如我国已发现紫胶寄主树约290种,分属45科131属,其中以蝶形花科最多,桑科次之。生产上常用的有30多种,较好的有7~8种,如钝叶黄檀(Dalbergia obtusifolia)、南岭黄檀(D。balansae)等;白蜡虫寄主植物是木犀科的女贞属和白蜡树属的20多种阔叶树木,其中白蜡树(Fraxinus chinensis)是白蜡虫的主要寄主植物;五倍子蚜有夏寄主植物有盐肤木(Rhus chinensis)、滨盐肤木(R。chinensis var。roxburghii)、红麸杨(R。punjabensis var。sinica)等;冬寄主植物为藓类植物。

(四)保护和改造环境植物资源

保护和改造环境植物资源可分为6小类。

观赏、绿化和旅游价值:随着经济发展和人民生活水平的提高,人们对观赏和城镇绿化美化的要求日益增加,特别是建设生态城市的呼声高涨,单靠原有和引进的一些植物资源已经远远不能满足要求,因此,利用野生资源成为经济实用的可能,发展本地野生植物资源是一条成功的道路。

(1)防风固沙植物。如木麻黄(Casuarina equisetifolia)、大米草(Spartina anglica)、多种桉树(Eucalyptus spp。)、银合欢(Leucanea leucocephala)、毛麻楝、杨树、梭梭(Haloxylon ammodendron)、柽柳(Tamarix chinensis)、沙拐枣(Calligonummongolicum)等。(2)水土保持植物。如银合欢、金合欢、雨树(Samanea saman)、牛油树(Butylo-spermum parkii)、黄檀(Palbergia hupeana)、洋槐(Robinia pseudoacacia)、锦鸡儿(Cara-gana sinica)、胡枝子(Lespdeza bicolor)、葛藤(Pueraria lobata)及多种木本油料植物。

(3)绿肥植物。如桤木(Alnus cremastogyne)、碱蓬(Suaeda glauca,钾肥植物)、紫苏(Perilla frutescens,增加土壤有机质)、田菁(Sesbania Cannabina)、猪屎豆(Crotalaria spp。)、紫云英、红萍(Azolla spp。)等。

(4)指示植物。指示植物是指一定区域范围内能指示生长环境或某些环境条件的植物种、属或群落。如碱蓬可监测环境中汞的含量;铁芒萁(Dicranopteris dichotoma)为酸性土的指示植物;海州香薷(Elsholtzia splendens)是铜矿的指示植物。

(5)抗污染植物。如凤眼兰(Eichhornia crassipes)能快速富集水中的镉类金属,清除酚类。森林对于净化环境有极大作用,许多水藻也有净化水域的功能。

(6)观赏植物。包括各类草皮、行道树、观赏花卉、盆景等。我国到处都有各色观赏植物,如菊花、梅花(Prunusmume)、牡丹(Paeonia suffruticosa)、芍药(Paeonia lactiflora)、海棠、山茶花(Camellia japonica)、映山红(Rhododendron simsii)、樱花(Prunus spp。)、报春花(Primulamalacoides)、龙胆(Gentiana scabra)、百合花、兰花(Cymbidium spp。)、龙柏(Sabina chinensis)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、台湾杉(Taiwania cryptomeri-oides)、珙桐(Davidia involucrata)、棕榈(Trachycarpus fortunei)等。

(五)植物种质资源

植物种质资源可分为2小类。

每一种植物具有不同的遗传特性,都应视为不同的种质。现知我国高等植物约有3万多种,其中绝大多数都是有利于人类的。各种有用植物都归属不同分类单位的科、属、种,往往具有大量的近缘属种,可以进行杂交育种,产生新的优质后代。长期栽培的植物也因不同程度的特化,而往往具有不同的种质特征。然而,由于人们对于天然植被的不合理开发和破坏以及局部地方的严重污染,已使一些种类濒危或绝灭,而种质的损失是不可再造的。因此,在我国必须建立有用植物的种质库。植物园和自然保护区应担负起保护种质资源的重大任务。

(1)特有植物类。我国的裸子植物中有许多是北半球其他地区早已灭绝的古残遗种或孑遗种,并常为特有的单型属或少型属。如特有单种科有银杏科(Ginkgoaceae);特有单型属有水杉(Metasequoia)、水松(Glyptostrobus)、银杉(Cathaya)、金钱松(Pseudola-rix)和白豆杉(Pseudotaxus);半特有单型属和少型属有台湾杉(Taiwania)、杉木(Cun-ninghamia)、杜仲、侧柏(Platycladus)、穗花杉(Amentotaxus)和油杉(Keteleeria)、冷杉(Abies)等。我国的一级保护植物包括桫椤(Alsophila spinulosa)、银杉(Cathaya argy-rophylla)、水杉(Metasequoia glyptostnobcides)、秃杉(Taiwania flousiana)、人参、望天树、珙桐、金花茶(Camellia nitidissima),还有其他一些二、三级保护植物,多数都是我国特有的植物种类。我国特有种类繁多,约有17300种,占我国高等植物种数的57%以上。

(2)作物品种种质资源类。我国各地都存在一些作物和果树的近缘野生种,对改良果树的种质具有重要的作用。我国学者调查后发现了特有的小麦原始栽培种和半野生种节节麦(Aegilops squarrosa)、鹅冠草(Roegneria kamoji)、冰草(Agropyron cristatum)、云南小麦(Triticum aestivum ssp。yunnanense)、西藏小麦(T。aestivum ssp。tibetanum)、新疆小麦(T。petropavloski)、巨叶麦(Leymus racemosum)、旱麦草属(Eremopyrum);莴苣(Lactuca sativa)野生近缘种阿尔泰莴苣(L。altaica)、大头叶莴苣(L。auriculata)、飘带莴苣(L。undulata)和锯齿莴苣(L。serriola)等;苹果近缘种新疆野苹果(Malus sieversii)、野核桃(Juglans regia);模式基因植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的近缘种托木尔鼠耳芥(Arabidopsis tuemurica)和策勒鼠耳芥(Arabidopsis qaranica)等。此外,葱、蒜、韭等蔬菜类的野生种和近缘种百合科葱属约有45种。我国野生稻近缘野生种质资源丰富,已发现有4种。稻属最近缘野生种李氏禾(Leersia hexandra)、假稻(L。japonica)、秕壳草(L。soyanuca)、新源假稻(L。oryzoides)和3种野生稻((普通野生稻(Oryza rufipogon)、药用野生稻(O。officinalis)和疣粒野生稻(O。meyeriana))。其他还有许多作物的野生近缘种也相继被发现,此处不再一一例举。

由于这些种质资源植物绝大多数都可归于上述的按用途划分的类型中,故本书不再分述。