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裸子植物是一类保留着颈卵器,具有维管束,能产生种子的高等植物,它在植物界中的地位,介于蕨类植物和被子植物之间。
一、裸子植物的基本特征
裸子植物具有维管束,但通常无导管和伴胞。孢子体特别发达,为多年生木本,配子体完全寄生在孢子体上,并且保留了较蕨类植物退化的颈卵器构造。胚珠裸露,不为大孢子叶所形成的心皮所包被,这是与被子植物最重要的区别之一。传粉时,花粉先直接到达胚珠,然后再萌发成花粉管进入胚囊完成受精。通常多个卵细胞会同时受精,产生多胚现象。胚珠可发育成种子。
1.孢子体发达
裸子植物的孢子体均为多年生木本,根系发达,主根强大。有长、短枝之分;真中柱,具形成层和次生生长;多数种类木质部只具管胞,韧皮部无伴胞。叶针形、条形或鳞形,极少为阔叶;在长枝上螺旋状排列,在短枝上簇生枝顶;常有明显的、多条排列的、浅色的气孔带( stomatal band)。
2.配子体退化,具颈卵器构造
裸子植物的配子体完全寄生在孢子体上,除百岁兰属(Welwitschia) 和买麻藤属(Gnetum)外,大多数裸子植物保留颈卵器。
3.胚珠裸露
孢子叶聚集成球果状(strobiliform), 称孢子叶球(strobilus)。 孢子叶球单性,同株或异株。小孢子叶(雄蕊,microsporophyll/stamen) 聚生成小孢子叶球(雄球花,male cone/staminate strobilus),每个小孢子叶下面生有小孢子囊(花粉囊,pollen sac),囊内贮满小孢子(花粉粒,pollen grain)。大孢子叶(心皮,carpel)聚生成大孢子叶球(雌球花,female cone),胚珠裸露,不为大孢子叶所形成的心皮所包被,而被子植物的胚珠则被心皮所包被,这是两类植物的重要区别。大孢子叶常变态为名称各异的部分,如:羽状大孢子叶(铁树)、珠领(银杏)、 珠鳞(松柏类)、套被(罗汉松)和珠托(红豆杉)等。
4.传粉时花粉直达胚珠
裸子植物的珠孔能分泌液体,形成传粉滴,借风力传播的花粉接触传粉滴时,即被黏附,随着传粉滴的逐渐干涸,花粉经珠孔进入胚珠。进入胚珠的花粉先在珠心上方的贮粉室(pollen chamber)里停留一定的时间后才萌发,形成花粉管伸入胚囊,精子逸出与卵细胞受精。而在被子植物中花粉先到柱头后萌发,形成花粉管,然后到达胚珠。
5.具多胚现象
大多数裸子植物都具有多胚现象(polyembryony)。由1个雌配子体上多个颈卵器的卵细胞同时受精形成多胚,称为简单多胚现象(simple polyembryony);由1个受精卵在发育过程中,胚原组织分裂成几个胚,称裂生多胚现象(cleavage polyembryony)。
6.产生种子
胚珠发育成种子(2n),珠被发育成种皮。种子是携带营养的幼小孢子体。它能以不定期休眠的方式度过不良的环境,待时机合适再萌芽继续生长,种子内的营养(胚乳)保证了幼苗早期生长的需要。
二、裸子植物分类系统
最新的分类系统,将裸子植物划分为苏铁亚纲、银杏亚纲、买麻藤亚纲和松柏亚纲。4纲,9目,12科,85属,1118种。
合并的科(2个):
1.杉科和柏科→合并为柏科。
2.三尖杉科和红豆杉科→合并为红豆杉科。
拆分的科(2个):
1.苏铁科→<(仅剩)苏铁属>
<苏铁科其他8属>→分出成立泽米铁科
2.<杉科金松属>→分出成立金松科

三 校园中的植物
1.苏铁Cycas revolutaThunb.
茎:茎干圆柱状,高达3(-8)米,径达45(-95)厘米,常在基部或下部生不定芽,有时分枝,顶端密被很厚的绒毛;干皮灰黑色,具宿存叶痕;
叶:叶40-100片或更多,一回羽裂,长0.7-1.4(-1.8)米,宽20-25(-28)厘米,羽片呈V形伸展;叶柄长10-20厘米,具剌6-18对;羽片直或近镰刀状,革质,长10-20厘米,宽4-7毫米,基部微扭曲,外侧下延,先端渐窄,具刺状尖头,下面疏被柔毛,边缘强烈反卷,中央微凹,中脉两面绿色,上面微隆起或近平坦,下面显著隆起,横切面呈V字形;
雄球花:小孢子叶球卵状圆柱形,长30-60cm,径8-15cm;小孢子叶窄楔形,长3.5-6cm,宽1.7-2.5cm,先端圆状截形,具短尖头;
大孢子:大孢子叶长15-24厘米,密被灰黄色绒毛,不育顶片卵形或窄卵形,长6-12厘米,宽4-7厘米,边缘深裂,裂片每侧10-17,钻状,长1-3厘米;胚珠4-6,密被淡褐色绒毛;
种子:种子2-5,桔红色,倒卵状或长圆状,明显压扁,长4-5厘米,疏被绒毛,中种皮光滑,两侧不具槽;


2.银杏Ginkgo bilobaL.
生活型: 乔木;
株:高达40米,胸径4米;
茎:树皮灰褐色,纵裂;
枝:大枝斜展,一年生长枝淡褐黄色,二年生枝变为灰色;短枝黑灰色;
叶:叶扇形,上部宽5-8厘米,上缘有浅或深的波状缺刻,有时中部缺裂较深,基部楔形,有长柄;在短枝上3-8叶簇生;
花:雄球花4-6生于短枝顶端叶腋或苞腋,长圆形,下垂,淡黄色;雌球花数个生于短枝叶丛中,淡绿色;
雄球花:雄球花4-6生于短枝顶端叶腋或苞腋,长圆形,下垂,淡黄色;
雌球花:雌球花数个生于短枝叶丛中,淡绿色;
种子:种子椭圆形,倒卵圆形或近球形,长2-3.5cm,成熟时黄或橙黄色,被白粉,外种皮肉质有臭味,中种皮骨质,白色,有2(-3)纵脊,内种皮膜质,黄褐色;胚乳肉质,胚绿色;


3.雪松Cedrus deodara(Roxb. ex D. Don) G. Don
俗名:塔松、香柏、喜马拉雅雪松
生活型:乔木,在原产地高达75米,胸径4.3米,枝下高很低;树皮深灰色,裂成不规则的鳞状块片;大枝平展,枝梢微下垂,树冠宽塔形;
株:在原产地高达75米,胸径4.3米,枝下高很低;
茎:树皮深灰色,裂成不规则的鳞状块片;
枝:大枝平展,枝梢微下垂,树冠宽塔形;
叶:针叶长2.5-5厘米,宽1-1.5毫米,先端锐尖,常呈三棱状,上面两侧各有2-3条气孔线,下面有4-6条气孔线,幼叶气孔线被白粉;
果:球果卵圆形、宽椭圆形或近球形,长7-12厘米,熟前淡绿色,微被白粉,熟时褐或栗褐色;中部的种鳞长2.5-4厘米,宽4-6厘米,上部宽圆或平,边缘微内曲,背部密生短绒毛;
种子:种子近三角形,连翅长2.2-3.7厘米;


4.水杉Metasequoia glyptostroboidesHu & W. C. Cheng
模式标本采自湖北利川县磨刀溪。水杉这一古老稀有的珍贵树种为我国特产,仅分布于四川石柱县及湖北利川县磨刀溪、水杉坝一带及湖南西北部龙山及桑植等地海拔;
生活型: 落叶乔木;
株:高达50米;
茎:树干基部常膨大;树皮灰色、灰褐色或暗灰色,幼树裂成薄片脱落,大树裂成长条状脱落,内皮淡紫褐色。
枝:大枝不规则轮生,小枝对生或近对生,侧生小枝排成羽状,长4-15厘米,冬季凋落;
叶:叶、芽鳞、雄球花、雄蕊、珠鳞与种鳞均交互对生;叶线形,质软,在侧枝上排成羽状,长0.8-1.5厘米,上面中脉凹下,下面沿中脉两侧有4-8条气孔线;
花:雄球花在枝条顶部的花序轴上交互对生及顶生,排成总状或圆锥状花序,通常长15-25厘米,雄蕊约20,花药3,药隔显著;雌球花单生侧生小枝顶端,珠鳞9-14对,各具5-9胚珠;
雄球花:雄球花在枝条顶部的花序轴上交互对生及顶生,排成总状或圆锥状花序,通常长15-25厘米,雄蕊约20,花药3,药隔显著;
雌球花:雌球花单生侧生小枝顶端,珠鳞9-14对,各具5-9胚珠。
果:球果下垂,当年成熟,近球形,张开后微具四棱,稀长圆状球形,长1.6-2.5厘米,径1.5-2.2厘米;种鳞木质,盾形,顶部扁菱形,中央有凹槽,下部楔形;
种子:种子扁平,周围有窄翅,先端有凹缺;子叶2,发芽时出土;


5.池杉Taxodium distichum var. imbricatum(Nuttall) Croom
俗名:沼落羽松、池柏、沼衫
生活型:乔木。
株:在原产地高达25米;树干基部膨大,通常有屈膝状的呼吸根(低湿地生长尤为显著);
茎:树皮褐色,纵裂,成长条片脱落;枝条向上伸展,树冠较窄,呈尖塔形;当年生小枝绿色,细长,通常微向下弯垂,二年生小枝呈褐红色。
叶:叶钻形,微内曲,在枝上螺旋状伸展,上部微向外伸展或近直展,下部通常贴近小枝,基部下延,长4-10毫米,基部宽约1毫米,向上渐窄,先端有渐尖的锐尖头,下面有棱脊,上面中脉微隆起,每边有2-4条气孔线。
果:球果圆球形或矩圆状球形,有短梗,向下斜垂,熟时褐黄色,长2-4厘米,径1.8-3厘米;种鳞木质,盾形,中部种鳞高1.5-2厘米;
种子:种子不规则三角形,微扁,红褐色,长1.3-1.8厘米,宽0.5-1.1厘米,边缘有锐脊。


6.柳杉Cryptomeria japonica var. sinensisMiquel
识别要点: 柳杉与日本柳杉 C. japonica (Linn. f.) D. Don 近似,但后者叶直伸,先端通常不内曲;球果种鳞上部的裂齿较长(长6-7毫米),每种鳞有2-5粒种子。
生活型:乔木。
株:高达40米,胸径可达2米多;
茎:树皮红棕色,纤维状,裂成长条片脱落;
枝:大枝近轮生,平展或斜展;小枝细长,常下垂,绿色,枝条中部的叶较长,常向两端逐渐变短。
叶:叶钻形略向内弯曲,先端内曲,四边有气孔线,长1-1.5厘米,果枝的叶通常较短,有时长不及1厘米,幼树及萌芽枝的叶长达2.4厘米。
花:雄球花单生叶腋,长椭圆形,长约7毫米,集生于小枝上部,成短穗状花序状;雌球花顶生于短枝上;
雄球花:雄球花单生叶腋,长椭圆形,长约7毫米,集生于小枝上部,成短穗状花序状;
雌球花:雌球花顶生于短枝上。
果:球果圆球形或扁球形,径1-2-2厘米,多为1.5-1.8厘米;种鳞20左右,上部有4-5(很少6-7)短三角形裂齿,齿长2-4毫米,基部宽1-2毫米,鳞背中部或中下部有一个三角状分离的苞鳞尖头,尖头长3-5毫米,基部宽3-14毫米,能育的种鳞有2粒种子;
种子:种子褐色,近椭圆形,扁平,长4-6.5毫米,宽2-3.5毫米,边缘有窄翅。


7.罗汉松Podocarpus macrophyllus(Thunb.) Sweet
俗名:土杉、罗汉杉
生活型:乔木;
株:高达20米,树皮浅裂,成薄片状脱落;
枝:枝条开展或斜展,小枝密被黑色软毛或无;顶芽卵圆形,芽鳞先端长渐尖;
叶:叶螺旋状着生,革质,线状披针形,微弯,长7-12厘米,宽0.7-1厘米,上部微渐窄或渐窄,先端尖,基部楔形,上面深绿色,中脉显著隆起,下面灰绿色,被白粉;雄球花穗状,常2-5族生,长3-5厘米;
花:雌球花单生稀成对,有梗;
种子:种子卵圆形或近球形,径约1厘米,成熟时假种皮紫黑色,被白粉,肉质种托柱状椭圆形,红或紫红色,长于种子,种柄长于种托,长1-1.5厘米;


8.圆柏Juniperus chinensisL.
俗名:珍珠柏、红心柏、刺柏、桧、桧柏
生活型:乔木;
株:常雌雄异株,种子卵圆形;
茎:树皮深灰色,纵裂,成条片开裂;幼树的枝条通常斜上伸展,形成尖塔形树冠,老则下部大枝平展,形成广圆形的树冠;树皮灰褐色,纵裂,裂成不规则的薄片脱落;
枝:小枝通常直或稍成弧状弯曲,生鳞叶的小枝近圆柱形或近四棱形,径1-1.2毫米;
叶:叶二型,刺叶生于幼树之上,老龄树则全为鳞叶,壮龄树兼有刺叶与鳞叶;
花:雌雄异株,稀同株,雄球花黄色,椭圆形,长2.5-3.5毫米,雄蕊5-7对,常有3-4花药;
果:球果近圆球形,径6-8毫米,两年成熟,熟时暗褐色,被白粉或白粉脱落,有1-4粒种子;种子卵圆形,扁,顶端钝,有棱脊及少数树脂槽;子叶2枚,出土,条形,长1.3-1.5厘米,宽约1毫米,先端锐尖,下面有两条白色气孔带,上面则不明显;
常见变种有
金球桧Juniperus chinensis cv. Aureoglobosa
球柏Juniperus chinensis cv. Globosa
龙柏Juniperus chinensis cv. Kaizuca
匍地龙柏Juniperus chinensis cv. Kaizuca Procumbens
鹿角桧Juniperus chinensis cv. Pfitzeriana
塔柏Juniperus chinensis cv. Pyramidalis
垂枝圆柏Juniperus chinensis f. pendula
圆柏(原变种)Juniperus chinensis var. chinensis
偃柏Juniperus chinensis var. sargentii
龙柏Juniperus chinensis cv. Kaizuca
树冠圆柱状或柱状塔形;枝条向上直展,常有扭转上升之势,小枝密、在枝端成几相等长之密簇;鳞叶排列紧密,幼嫩时淡黄绿色,后呈翠绿色;球果蓝色,微被白粉。长江流域及华北各大城市庭园有栽培。
塔柏Sabina chinensis cv. Pyramidalis
树冠塔状圆柱形;枝不平展,多贴主干斜生,小枝密集,二型叶,以钻形叶为多。


9.马尾松 Pinus massoniana Lamb.
生活型:乔木;
株:高达40米,胸径1米;
茎:树皮红褐色,下部灰褐色,裂成不规则的鳞状块片;
枝:枝条每年生长1轮,稀2轮;一年生枝淡黄褐色,无白粉;冬芽褐色,圆柱形;
叶:针叶2针一束,极稀3针一束,长12-30厘米,宽约1毫米,细柔,下垂或微下垂,两面有气孔线,边缘有细齿,树脂道4-7,边生;
果:球果卵圆形或圆锥状卵圆形,长4-7厘米,径2.5-4厘米,有短柄,熟时栗褐色,种鳞张开;鳞盾菱形,微隆起或平,横脊微明显,鳞脐微凹,无刺,稀生于干燥环境时有极短的刺;
种子:种子卵圆形,长4-6毫米,连翅长2-2.7厘米;
中药“松花粉”来源之一。春季花刚开时,釆摘花穗,晒干,收集花粉,除去杂质;收敛止血,燥湿敛疮。
“油松节”为其的干燥瘤状节或分枝节;祛风除湿,通络止痛。
“松节油”为渗岀的油树脂,经蒸馏或其他方法提取的挥发油。
“松香”是由树干中取得的油树脂,经蒸馏除去松节油后制得。
