什么是裸子植物
裸子植物是具有裸露种子的植物,种子由胚珠发育而成,胚珠呈裸露状态,外面没有心皮的包被,因此叫裸子植物。裸子植物多为林业经营上的重要用材树种,也是纤维、树脂等原料树种。
裸子植物的种子
种子是裸子植物中新出现的繁殖器官,种子由胚、胚乳和种皮3部分组成,胚来源于受精卵,是新一代孢子体,胚乳来源于雌配子体,种皮来源于珠被,是老一代的孢子体,因此,裸子植物的种子包含有3个不同的世代。
裸子植物的球果
球果是裸子植物特化变形的叶,呈紧密簇状。雌、雄球果通常分别结在同一棵树上。雄球果常小而软,雌球果由叫做“种鳞”的修饰叶组成,一年生时,球果的鳞片张开以便接受来自雄球果的花粉;二年生时,闭合进行传粉和受精。受精后雌球果产生种子。种子成熟的同时,雌球果变得坚硬、木质化。
裸子植物的花粉管
花粉管也是裸子植物中新出现的一种结构,它是花粉粒(小孢子)落到胚囊上,发育成雄配子体,然后长出的。花粉管通过颈卵器深入到卵的附近,释放精于,和卵受精。花粉管的出现在植物演化上具有很重要的意义,它使受精作用彻底地摆脱了对水的依赖和束缚,使裸子植物成为真正的陆生植物。
裸子植物
裸子植物为何数量稀少
裸子植物很多形状比较进化,但是种类却比较稀少,目前全世界只有800种左右,这是因为裸子植物的孢子体过于发达,而且寿命又长,演化又慢,难以适应动荡变幻的环境的结果。历史上曾经有大批的裸子植物同恐龙一样灭绝了。裸子植物的发生发展历史悠久,最初的裸子植物出现在古生代,在中生代至新生代它们遍布各大陆。现代生存的裸子植物有不少种类出现于第三纪,后又经过冰川期而保留下来,并繁衍至今而成为著名的活化石。
裸子植物的进化意义
在植物的进化历程中,有几点在裸子植物中是值得强调的:第一是种子的形成,从孢子繁殖演化到种子繁殖是植物进化过程中一次重大的革命;第二,裸子植物具有花粉管,这是对陆生环境进一步的适应;第三,裸子植物具有次生生长,这不仅使大多数裸子植物成为参天大树,次生结构的产生本来是对陆地生活适应的结果,反过来又能促使它进一步适应陆生环境。
裸子植物与蕨类植物
专用词汇简明对照表
裸子植物
蕨类植物
心皮或珠鳞
大孢子叶
雌性球花
大孢子叶球
胚囊
大孢子
花粉粒
小孢子
松柏纲植物的生命循环
大部分裸子植物都属于松柏纲。它们具有以下一些特点:通常,松柏纲植物的雄性和雌性松塔生于同一植株;当花粉进入雌性松果里后,便开始发芽,并长出一根含有精子且能够触到卵球的茎精子使卵球受精,产生受精卵;最后,受精卵长成能够随风传播的种子。
树脂与琥珀
树脂是针叶树产生的黏稠汁液。许多针叶树会产生树脂以防止昆虫啃食。如果针叶树的树皮受伤,会渗出树脂保护伤口,成为化石的树脂称为琥珀。有些琥珀含有史前时代的昆虫,这些昆虫是在千百万年前被禁锢在树脂中的。
裸子植物的经济价值
裸子植物的经济价值很高,世界上50%以上的木材由裸子植物产生;苏铁、银杏、多种松柏的树形优美,可供观赏;麻黄是驰名中外的传统中药材,紫杉醇被誉为治疗癌症有特效的植物软黄金;多种裸子植物的种子可以食用;部分树种产生松香、松节油;还有速生树种用于绿化造林。
中国的裸子植物
中国是裸子植物种类和资源最为丰富的国家,全世界有裸子植物800多种,中国就有将近300种,其中140种为中国所特有,其中包括白皮松、水松、福建柏、百山祖冷杉等。由于没有受到第四纪冰川的严重影响,中国还保存了世界其他地方已经灭绝了的古老孑遗植物——被人们称为“活化石”的银杏、水杉、银杉、金钱松、红豆杉、穗花杉等。
珍贵的裸子植物
裸子植物产生、发展的历史十分悠久,最初的裸子植物出现在古生代,在中生代至新生代时期它们遍布各大陆。然而,随着环境的动荡变迁,大批裸子植物先后灭绝了,硕果仅存的一些繁衍至今。这些保留下来的裸子植物有的已经成了珍贵的活化石,有的则已走进了寻常百姓家。
银否
银杏是第四纪冰川运动后所遗留下来的最古老的裸子植物。在中国著名的三大活化石植物中,银杏是栽培历史最悠久、种植最为广泛的一种。银杏全树是宝,种植银杏有非常良好的经济效益。银杏的种子俗称白果,可以食用,白果食用方式有炒食,烤食,煮食,配菜,做糕点、蜜饯、罐头等,有很高的营养价值,同时也有良好的药用保健价值,有润肺止咳等功效。
水杉
水杉属植物曾经在地球上广泛分布,但是当第四纪冰川降临后,喜爱温湿环境的水杉绝大多数因冷冻而死,只有一种有幸在中国四川、湖北、湖南三省交界的狭小区域内存活并繁衍下来,成为弥足珍贵的活化石植物,被中国列为一级保护植物。水杉耐光、好湿润、喜温暖,它生长迅速,在幼龄阶段,每年可长高1米以上,而且树形优美,易于扦插、容易繁殖,是很好的绿化树种。
银杉
银杉素有“植物中的熊猫”的美称,为中国特有种,1955年由中国植物学家发现。现在,银杉在世界上只分布在中国广西的龙胜和四川的金佛山等地。银杉主干通直,结构细致,纹理顺直而均匀,耐腐,容易加工,材质优良,可供建筑、造船、家具制造等之用,还可制作高级家具、化工用材和特殊防震材料,树脂可作化妆品、精密润滑及医药原料。
苏铁
苏铁又称铁树,常绿植物,自然生长在热带和亚热带,中国北方常作为园林植物种植。苏铁的种类很多,全世界现有3科1属240多种,中国目前共发现25种,其中五六种为中国特有。苏铁的种子含有丰富的淀粉,可以食用。茎里面同样含有很多淀粉,称为西米。此外,苏铁的很多部位可以入药,治疗多种疾病。苏铁因为树形美丽,深受人们的喜爱,是中国主要的园林植物之一。苏铁还是非常古老的活化石植物,被说成是和恐龙同时代的植物。
濒危的百山祖冷杉
百山祖冷杉为中国特有种,分布于浙江庆元百山祖,生于海拔1700米处的阳坡林中。1963年它才被发现,1976年正式定名。最初发现时仅存5株,因而被列为国家一级保护植物,并被列为世界亟待保护的濒危植物。
白皮松
白皮松为中国特有树种,主要分布在河北、河南、山西、北京、甘肃、陕西和川北、鄂西等地。它耐瘠薄、抗干冷,在阳光充沛、气候温凉和土层深厚的钙质土壤中生长得非常好。白皮松的心材呈黄褐包。边材为黄白包,纹理直,有光泽,花子可以食用;树姿优美,树皮独特,躯干斑白,枝干斑绿,极为美观,为优良的庭院树种,常栽种在公园和庭院中。
植物王国中的巨无霸——巨杉
巨杉原产于美国的加利福尼亚,现住被引种到世界各国,中国杭州等地也有引种栽培。生长在美国加利福尼亚州的巨杉,是世界上最大的生物体。它的树高有100米,超过30层楼房的高度,胸径超过10米,树龄超过3000年。巨杉喜爱阳光,生长很快,尤其是在最初的500年中,生长更为迅速。巨杉的树体庞大,而且树龄极长。它耐腐耐火,具有很好的经济价值,是枕木、电线杆和建筑上的良好材料,不过现在严加保护,不准砍伐。
云杉
云杉是中国的特有树种,分布在陕西、甘肃、四川等省份,能耐干旱和寒冷环境,常自然生长在海拔2400米~3600米的高山上,成为天然森林的主要组成树种之一。云杉的木材为黄白色,纹理直,结构细,有弹性,可以用做建筑、器具、家具制造。云杉的材质优良,适应性很强,生长迅速,是很好的造林绿化树种。
油松
油松为中国特有种,多分布在东北、西北和华北以及青海、四川等地,喜欢生长在阳光充沛、气候干冷、土壤深厚、排水良好的钙质黄土上。油松的心材为淡红褐色,边材为淡白色,纹理顺直,结构细密,材质较硬,富含树脂,耐腐抗朽,可供建筑、矿柱、器具、家具等用材。
大果青扦
大果青扦主要分布在中国的秦岭地区,由于长期砍伐和破坏,现在已经成为中国的濒危物种之一,1999年被列为国家二级保护植物。大果青扦树干通直、木材优良,为建筑、家具等良材。在形态学上,大果青扦的种鳞宽大,极为特殊,对研究植物区系、云杉属分类和保护物种均有科学意义。
侧柏
侧柏为常绿乔木,小枝扁平,排成一个平面,侧柏可能因此而得名。树高20米~30米,胸径能超过1米;树皮薄,浅灰褐色,纵裂成条片,枝条较为稀疏,向上伸展,幼树的树冠像尖塔,老树的树冠宽圆;叶片小,鳞形,长1毫米~3毫米,交互对生;植物体雌雄同株;球果呈卵圆形,长15厘米~2厘米,成熟前肉质,蓝绿色,被有白粉,成熟后木质化,红褐色,当年成熟和开裂。
红豆杉
红豆杉在中国的分布有甘肃、陕西、四川、云南、贵州、湖北、湖南、广西、安徽和江西等省区。红豆杉的生长较为缓慢,但是它的材质坚硬,韧性好,结构细致,纹理均匀,是优质木材。红豆杉的假种皮秋季呈红色,非常艳丽,叶色四季浓绿,冬季不落叶,是北方城市冬季理想的绿化植物。
百岁兰
百岁兰分布在西南非洲的纳米比亚和安哥拉等国的干旱沙漠带上。它的植物体由一个木质的根状茎和两片叶子组成。茎的高度最高记录达到1.8米(通常很少达到50厘米),直径可达1米以上。百岁兰一生从来没有落叶生长新叶的现象,植物体的寿命有多长,叶片的寿命就有多长。
竹柏
竹柏又名竹叶松,为罗汉松科罗汉松属的常绿乔木。树高达30米,胸径达80厘米,树皮比较光滑,红褐色或暗紫红色,成小薄片脱落;分枝开展或平展,树冠广圆锥形,枝叶丛密,冠形如盖,蔚为壮观;叶对生,革质,长卵形或卵状披针形,叶脉多数纵向并行排列,没有中脉,上面深绿色,有光泽,下面浅绿色,如竹叶状。竹柏在中国主要分布在南方省区,在日本也有分布。
麻黄
麻黄属植物在全世界共有大约40种,中国有12种,多生长在比较干旱的沙漠、草原和多沙、多石的环境下,是传统中药。麻黄属植物属于草本小灌木,高20厘米40厘米,叶片退化,以茎代替叶片进行光合作用,地下根非常发达,根系不断延伸的同时,还能不断向上长出新的茎枝,形成麻黄植物群。
买麻藤
买麻藤属植物约有30种,主要分布在东南亚的印度尼西亚和马来西亚。中国有7种,其中5种为中国特有,主要分布在中国广东、广西、云南的热带地区及湖南的南部和海南岛。它是常绿木质藤本植物,高可达10米以上,缠绕在其他植物上。买麻藤的茎皮里含有丰富的纤维,可以制作麻袋、渔网和绳索,种子富含脂肪,可以炒食,所榨之油既可食用又可作为机器润滑。
五大天王树种
可以进行园林绿化的植物多种多样,如针叶树、常绿树、落叶树、攀缘植物、观赏植物和地被植物等。在裸子植物中,金钱松、金松、南洋杉、雪松及北美红杉被引种园林,它们树形美观,易于管理,具有优良的美化效果,被誉为园林绿化的“五大天王树种”。
金钱松
金钱松是原产于中国的五大园林树种之一,零星分布在中国南方的亚热带地区,现已被引种到世界各地。它喜阳光,生长快。当秋天来临、气温下降的时候,金钱松的簇生针叶颜色金黄,平展呈圆盘状,形似铜钱,因而得名。金钱松树干通直,纹理顺直,可供建筑、船舶和家具用材。根皮还可以入药,称为“土槿皮”,能抗真菌、治疗皮肤湿疹等。
南洋杉
南洋杉原产于南半球的澳大利亚、南美洲和太平洋群岛,所以称为“南洋杉”。它喜欢温暖、潮湿的环境,分布在热带和亚热带地区。在原产地树高能达到50米~70米,最高的记录是85米,胸径在1米以上,甚至能达到3米~4米,是良好的园林观赏树种。
速生林木
速生林木是人们为获取大量的木材而广泛种植的树种。速生林木一般长势较快,几年内即能长至25米高。速生木材对于水土保持、还原植被有着非凡的意义。
金松
金松,因其原产地在日本,也常被称为日本伞松。金松为常绿乔木,高达20米~30米,树叶茂密。金松茎干和分枝的颜色鲜艳,针叶长达13厘米,而且轮生在枝的顶端,具有非常良好的美化效果。现在它已经被引种到世界各地,成为世界著名的园林植物之一。
雪松
雪松主要分布在中国西藏的喜马拉雅山地区,此外在印度和阿富汗也有分布,常生长在海拔1300米~3000米的地带,最适宜生长在海拔1800米2600米的高度。雪松寿命很长,原产地可生长600年700年。因为它终年常绿、树形美丽,已成为著名的观赏树种,在中国很多城市广为引种。雪松的材质坚实,纹理通直,致密而且均匀,还有树脂和香气,防腐耐朽,是制作家具、器具、建筑、桥梁和造船的良好用材。
北美红杉
北美红杉主要分布在美国饿勒冈州和加利福尼亚州的沿海地区,通常生长在海拔300米以下的高度,往往形成纯林。北美红杉的绰号是“长寿世界爷”,最高的纪录高度可以达到112.34米,胸径可达7.44米,有的红杉寿命已经达到了5000岁。北美红杉是近几年才被引种成为园林景观树种的,由于它的苗木和种子稀少珍贵,还没有得到广泛的种植。