园 林 树 木 的 分 类
第一节 植物分类学的任务和意义及发展简史 一 植物分类学的目的和任务 植物分类学(Plant taxonomy)是植物学中主要研究整个植物界不同类群的起源、亲缘关系以及进化发展规律的一门基础学科,也就是把极其繁杂的各种各样植物进行鉴定、分群归类、命名并按系统排列起来,以便于认识,便于研究和利用的科学。 近代分类学的目的、任务可归纳如下三点: 1.“种”(Species)的记述与命名 2.建立自然分类系统 3.探索“种”的起源与进化
二、植物分类学的发展时期及主要分类系统(简史) (一)人为分类系统时期以习性和用途分类) 公元前2世纪《神农本草经》365种 分上 中 下三品 明代 李时珍《本草纲目》记载植物1195种 分草、木、谷、果、菜五部(本草期) 代表人物 林奈( C.Linnaeus ) 1735年《 Systema Nature》,雄蕊数目 24纲
无子叶植物 单子叶植物 双子叶植物 (二) 自然分类系统时期(以形态相似性和亲缘关系分类) 1789 裕苏(A.C.de Jussieu) 《植物属志》分为3类: 次一级又根据无花瓣、单花瓣、花瓣分离和雄蕊上下位等性状,把整个植物界划分为15纲,100个自然目(相当于科),被称为自然分类系统的奠基人。 瑞士 德坎多 1813年《植物学基本原理》发表了一个分类系统,这个系统除对裕苏系统修改补充外,增加了维管束排列的内容。此系统在19世纪曾风行一时。 无子叶植物 单子叶植物 双子叶植物
(三)系统发育系统时期(以性状演化趋势分类) 达尔文C.R.Darwin于1859年发表了他的名著《物种起源》。 边沁和虎克 将种子植物分为双子叶植物、裸子植物和单子叶植物3大类,共记载植物200科7569属,达到自然分类全盛期。其分类大纲如下:
其分类大纲如下: I.双子叶植物 1.离瓣类 以毛茛、锦葵、卫矛、无患子、蔷薇、桃金娘、伞形等目为顺序排列。 2.合瓣类 以茜草、杜鹃花、柿树等目为顺序排列。 3.单瓣类 以马兜铃、胡椒、樟、胡颓子、大戟、胡桃等目为顺序排列。 Ⅱ.裸子植物 以麻黄、松柏、苏铁等目为顺序排列。 Ⅲ.单子叶植物 以兰、椰子、露兜树、禾本等目为顺序排列。
德国艾希勒A.W.Eichler依据演化学说观点,将整个植物界全部作了一个新系统。 B.显花植物 Ⅰ.裸子植物门 Ⅱ.被子植物门 1.单子叶植物纲 2.双子叶植物纲 (1)离瓣花亚纲 分为21目,以葇荑 花序类 的科开始。 (2)合瓣花亚纲 分为9目。
三、被子植物分类系统简介 (一)恩格勒(A·Engler)系统 德国 恩格勒 和 柏兰特 1892年 《植物自然分科志》 分类史上第一个比较完整的自然分类系统。
理论根据: 假花说 主要特点: (1)认为单性而又无花被(葇荑花序)是较原始的特征,所以将木麻黄科、胡椒科、杨柳科、桦木科、山毛榉科、荨麻科等放在木兰科和毛茛科之前。 (2)认为单子叶植物较双子叶植物原始。 (3)目与科的范围较大。 认为: 被子植物的花是由单性的孢子叶球演化而来的。只含小孢子叶和只含大孢子叶的孢子叶球分别演化为雄的和雌的葇荑花序,进而演化成花。因此,被子植物的花是由花序演化来的,不是一个真正的花,而是一演化了的花序,这种假说称为假花说。
在1964年,本系统根据多数植物学家的研究,将错误的部分加以更正,即认为单子叶植物是较高级植物,而放在双子叶植物之后,目、科的范围亦有些调整。 由于其著作极为丰富,系统较为稳定而实用,所以在世界各国及中国北方多采用,例如《中国树木分类学》和《中国高等植物图鉴》等书均采用本系统。
(二)哈钦松(J.Hutchinson)系统 英国 哈钦松 1926年 《有花植物科志》 在边沁(Bentham)及虎克(Hooker)的分类系统基础上发展起来。 认为:已灭绝的裸子植物本内苏铁目的两性孢子叶球演化出被子植物的花。即孢子叶球主轴的顶端演化为花托,生于伸长主轴上的大孢子叶演化为雌蕊,其下的小孢子叶演化为雄蕊,下部的苞片演化为花被这种学说称为真花说。
理论根据:真花说 主要特点: (1)单子叶植物比较进化,排在双子叶植物之后。 (2)在双子叶植物中,将木本与草本分开,木本起源于木兰目,草本起源于毛茛目。 (3)花两性;花的各部分分离、螺旋状排列;具有多数离生雄蕊等性状比花单性;花的各部分呈合生或附生、花部呈对生或轮状排列;具有少数合生雄蕊等性状原始 。因此木兰目、毛茛目是被子植物中原始类群,应排在前面。 (4)单叶和叶呈互生排列现象属于原始性状,复叶和叶呈对生或轮生排列现象属于较进化的现象。 (5)目和科的范围较小。
很多人认为哈钦松系统较为合理,但是原书中未包括裸子植物。中国南方学者采用哈钦松系统者较多,例如《广州植物志》及《海南植物志》。 哈钦松系统的分目分科虽比前人细致,并有许多重要的改革,但是,后来的研究亦发现有些重要的缺点,所以哈钦松在1948年又将其原书的分类系统略有改动,而重新公布一个系统表。
(三)克朗奎斯特系统 美国 克朗奎斯特Cronquist 1968年发表了一个有花植物分类系统,经过修订于1981年出版《An Intergrated System of Classification of Flowering Plants》除引用形态性状外,还引证了大量的化学、木材解剖、茎节叶隙、花粉、胚胎、染色体等性状资料。
主要观点是: 1.采用真花学说及单元起源观点,认为有花植物起源于已绝灭的原始裸子植物种子蕨。 2.木兰目为现有被子植物最原始的类群。单子叶植物起源于双子叶植物的睡莲目,由睡莲目发展到泽泻目。 3.现有被子植物各亚纲之间都不可能存在直接的演化关系。 4.分被子植物为木兰纲(双子叶植物)和百合纲(单子叶植物)。木兰纲包括6个亚纲, 64目,318科;百合纲包括5亚纲,19目,65科;合计1l亚纲,83目,383科。
第二节 植物的分类方法及命名 一 分类的方法 植物的分类系统有: 人为分类系统(artificial system)和自然分类系统(natural system)。
二 植物的类群 1.生物的分界 两界系统 三界系统 四界系统 五界系统 六界系统 2.植物的分门
植物界的17门分类系统
三 树木分类方法 (一) 植物分类的阶层系统 要对植物界作系统分类,首先必须根据它们的亲缘关系和相似的程度进行区分和归纳,由大类群直到小类群或个体,制定出各级分类单位,使所有植物都有所从属。 通常用等级的方法表示每一种植物的系统地位和归属。等级就是阶层,阶层就是:
(以油松为例说明主要的分类等级:) 界……植物界(Regnum Plantae) 门……裸子植物门(Spermatophyta) 纲……松柏纲(Confierae) 目……松柏目(Coniferales) 科……松科(Pinaceas) 属……松属(Pinus) 种……油松(Pinus tabulaeformis)
界、门是最高分类单位,种是基本分类单位。 种 (Species): 是具有相似的形态特征,表现为一定的生物学特性(生态、生理、生化等);在自然界中占有一定的分布区;同种的个体彼此交配产生遗传性相似的后代,而不同种通常存在生殖上的隔离或杂交不育。 种是具有相对稳定性的特征,但又不是固定永远一成不变的,它在长期种族延续中是不断地产生变化的,所以在同种内会发现有相当差异的集团,分类学家按照这些差异大小,又在种下分为:亚种(subspecies)、变种 (varieties) 、变型 (forma)等。另外还有亚属(subgenus)、亚科(subfamily)、亚目(suborder )、亚纲(subclass)、亚门(subdivision)等。
变种 是种内的变异类型,与原种相比在形态构造上有了较为显著的变化特点,但是没有明显的地带性分布区域。 腊叶梅:Prunus mume var. pallidus 亚种 也是种内变异类型,除在形态构造与原种相比有显著特征外,在地理上也有一定地带性分布区域。 蓝花棘豆(Oxytropis coerulea )原种产西藏自治区、西伯利亚及贝加尔湖,其叶小,萼齿长有1mm, 花为蓝色。而产在中国华北的蓝花棘豆花为红紫色,叶大,萼齿长有2.5mm,则是蓝花棘豆的亚种Oxytropis coerulea subsp. subfalcata
变型 是指在形态特征上变异比较小的类型,例如花色不同,花的重瓣基单瓣,毛的有无,叶面上有无色斑等等。 种群:一个分布区的所有种内植物个体的总和. 分类学上把那些亲缘关系相近的种集合成“属”,相似的属组合为“科”,相似的科组合成“目”,由此类推组成“纲”、“门”、“界”等分类单位。
在园林、农业及园艺等应用学科及生产实践中,尚存在大量上人工培育而成的植物,这类植物原来并不存在于自然界中而纯属人为创造出来的,所以植物分类学家均不以之作为自然分类系统的对象。 品种:经人工选育而形成种性基本一致、遗传性比较稳定,具有人类需要的某些观赏性状或经济性状,作为特殊生产资料用的栽培作物群体。
(二) 植物命名 (1) 命名的意义 同物异名 :毛白杨—大叶杨(河南)响杨、 杨; 玉兰(北):应春花(湖北);白玉兰(河南);迎春花(浙江);望春花(江西);木花树(四川) 同名异物:白头翁 16 种 4科16属 因此对植物的考察研究、开发利用、国际国内学术交流非常不利,为避免混乱,很早以前,植物学家就对制定国际通用的植物命名法做了很多努力。
1867年 德堪多(A.P.decando)等人根据国际植物学大会精神拟定出“国际植物命名法规”,并在每年每届国际植物学会议后加以修定补充。 法规是国际植物分类学者命名共同遵守的文献和规章。有了它才能使命名方法统一和正确,便于国际交流。
(2) 命名的方法 现行的植物命名都是采用双名法(binomial system)。 林奈 1753年发表的巨著《植物种志》就采用了双名法。此后,双名法才正式被采用。 双名法 就是用2个拉丁词(或拉丁化形式的词)构成某一种植物的学名的方法。
植物的学名(双名法)= 属名 + 种加词 + 命名人缩写 如 银白杨 Populus alba L. 植物变种的学名=属名+种加词+变种符号var.+变种加词。 水仙(Narcissus tazetta var. chinensis 植物品种的学名=属名+种加词+品种符号cv.+品种加词。 塔桔(Citrus reticulata cv. Tangerina)
①每一种植物只有一个合法的拉丁学名。其他名只能作异名或废弃。 (三) 国际植物命名法规简介 ①每一种植物只有一个合法的拉丁学名。其他名只能作异名或废弃。 ②每种植物的拉丁学名包括属名和种加词,另加命名人名。 ③一植物如有2或2个以上的拉丁学名,应以最早发表的名称(不早于1753年林奈的《植物志种》一书发表的年代),并且是按“法规”正确命名的,则为合用名称。 ④一个植物合法有效的拉丁学名,必须有有效发表的拉丁文描写。 ⑤对于科或科以下各级新类群的发表,必须指明其命名模式,才算有效。 例如新科应指明模式属;新属应指明模式种,新种应指明模式标本
⑥保留名:是不合命名法规的名称,按理应不通行,但由于历史上已习惯久用了,经公议可以保留,但这一部分数量不大。例如科的词尾有一些并不都是以-aceae结尾,如伞形科Umbelliferae或写为Apiaceae:十字花科Cruciferae也可写为Brassicaceae。
(四). 中名命名原则: (1)一种植物只有一个全国通用的中文名称;至于各地的地方名称,可任其存在而称为地方名。 (2)一种植物的通用中文名称,应以属名为基础,再加上说明其形态、生境、分布等的形容词,例如:卫矛、华北卫矛。但是已经广泛使用的正确名称就不必强求统一,仍应保留原名如丝棉木。 (3)中文属名是植物中名的核心,在拟定属名时,除查阅中外文献外,应到群众中收集地方名称,经过反复比较研究,最后采用通俗易懂、形象生动,使用广泛、并与形态特征、生态习性有联系而又不引起混乱的名称。
(4)集中分布于少数民族的地区的植物,宜采用少数民族所惯用的原来的名称。 (5)生僻、怪字及有封建色彩的不可用。 (6)凡纪念中外古人和现代人的名称均要取消,但有此经济植物名称可适当保留。
(五) 观赏植物品种命名原则: (1)能确切反映新品种的特点,生动形象; (2)以二至三字为原则,最多不超过5个字; (3)避免用同音字或生僻字; (4)品种要简洁通俗、富有诗情画意; (5)不用紧跟政治形势的政治术语。
第三节 植物检索表及其应用 1.鉴定植物的概念 简单的讲:鉴定植物(标本)就是确定植物名称的过程。 2.鉴定植物的过程 第三节 植物检索表及其应用 1.鉴定植物的概念 简单的讲:鉴定植物(标本)就是确定植物名称的过程。 2.鉴定植物的过程 ①分析植物标本(形态解剖) ②借助工具书(植物志等) ③确定种
3.植物检索表 ①检索表的编制原理 二歧分类法的原理。 ②常见检索表的格式 A.定距式 B.平行式 C.连续平行式检索表
A 定距式: 1.植物体构造简单,无根、茎、叶的分化,无胚。(低等植物) 2.植物体不为藻类和菌类所组成的共生体。 2.植物体不为藻类和菌类所组成的共生体。 3.植物体内含叶绿素或其它光合色素,自养生活方式………藻类植物 3.植物体内无叶绿素或其它光合色素,寄生或腐生…………菌类植物 2.植物体为藻类和菌类所组成的共生体………………………地衣类植物 1.植物体构造复杂,有根、茎、叶的分化,有胚。(高等植物) 4.植物体有茎和叶及假根……………………………………苔藓植物门 4.植物体有茎、叶和根。 5.植物以孢子繁殖…………………………………………蕨类植物门 5.植物以种子繁殖…………………………………………种子植物门
B 平行式: 1.植物体构造简单,无根、茎、叶的分化,无胚(低等植物)……………2 1.植物体构造复杂,有根、茎、叶的分化,有胚(高等植物)…………4 2.植物体为菌类和藻类所组成的共生体……………………………地衣类植物 2.植物体不为菌类和藻类所组成的共生体………………………………3 3.植物体内含有叶绿素或其它光合色素,自养生活方式……藻类植物 3.植物体内不含叶绿素或其它光合色素,营寄生或腐生生活…菌类植物 4.植物体有茎、叶和假根……………………………………苔藓植物门 4.植物体有根、茎和叶………………………………………………5 5.植物以孢子繁殖…………………………………………蕨类植物门 5.植物以种子繁殖…………………………………………种子植物门
1.(6)植物体构造简单,无根、茎、叶的分化,无胚。(低等植物) C.连续平行式检索表 1.(6)植物体构造简单,无根、茎、叶的分化,无胚。(低等植物) 2.(5)植物体不为藻类和菌类所组成的共生体。 3.(4)植物体内有叶绿素或其它光合色素,营独立生活……………藻类植物 4.(3)植物体内不含叶绿素或其它光合色素,营寄生或腐生生活………菌类植物 5.(2)植物体为藻类和菌类的共生体……………………………地衣类植物 6.(1)植物体构造复杂,有根、茎和叶的分化,有胚。(高等植物) 7.(8)植物体有茎、叶和假根…………………………………苔藓植物门 8.(7)植物体有根、茎和叶 9.(10)植物以孢子繁殖………………………………………蕨类植物门 10.(9)植物以种子繁殖………………………………………种子植物门
第四节 园林建设中的分类法 园林树木的园林建设分类法有多种多样,各国学者、专家间既有相异处又有相同处,但是总的原则均是以有利于园林建设工作为目标的。 一、依树木的生长类型分类 (一) 乔木类 树体高大(通常自6m至数十米),具有明显的高大主干。又可依其高度分为伟乔(3lm以上)、大乔(21~30m)、中乔(11~20m)和小乔(6~ l0m)等四级。 本类又常依其生长速度而分为速生树(快长树)、中速树、缓生树(慢长树)等三类。
(二)灌木类:树体矮小(通常在6m以下),主干低矮。 (三)丛木类:树体矮小而干茎自地面呈多数生出而无明显的主干。 (四)藤木类:能缠绕或攀附它物而向上生长的木本植物。依其生长特点又可分为绞杀类(具有缠绕性和较粗壮、发达的吸附根的木本植物可使被缠绕的树木缢紧而死亡),吸附类(如爬墙虎可借助吸盘,凌霄可借助于吸附根而向上攀登),卷须类(如葡萄等)和蔓条类(如蔓性蔷薇每年可发生多数长枝,枝上并有钩刺故得上升)等类别。
缠 绕 性
绞 杀 植 物 依附在黄连木上的笔管榕( Ficus virens)的气生根已经交织成网,正在绞杀黄连木。
绞 杀 植 物 广西十万大山中的一种 榕树已将粗大的枫香树 绞杀,枫香树已经烂尽 原来的依附者却成为独 立的植物。
吸 附 类
卷 须 类
蔓 条 类
(五)匍地类:干、枝等均匍地生长,与地面接触部分可生出不定根而扩大占地范围。如铺地柏等。
二 依对环境因子的适应能力分类 (一) 按照热量因子 根据树种自然分布区域内温度的状况,可分为热带树种、亚热带(暖带)树种、温带树种和寒带亚寒带树种。通常各地园林建设部门为了实际应用的目的,常依树种的耐寒性而分为耐寒树种,不耐寒树种和半耐寒树种等三类。 (二) 按照水分因子 耐旱树种(其中又可分为数级)、耐湿树种(其中亦可包括几级以及湿生树种)
(三) 按照光照因子 可分为阳性树种、中性树种、阴性树种(耐荫树种),每类中又可分为数级。 (四) 按空气因子 抗风树种、抗烟害和有毒气体树种、抗粉尘树种和卫生保健树种(能分泌和挥发杀菌素和有益人类的芳香分子)等四类:每类中又可细分为若干组。 (五) 按土壤因子 喜酸性土树种、耐碱性土树种、耐瘠薄土树种和海岸树种等四类。每类中再分为若干级。
三、依树木的观赏特性分类 ①赏树形树木类(形木类) ②赏叶树木类(叶木类) 又可按叶子的形态、大小,色彩的有无及变化的特点等而分成多类。 ③赏花树木类(花木类) ④赏果树木类(果木类) ⑤赏枝干树木类(干枝类) ⑥赏根树木类(根木类)
雪松
紫叶李
白玉兰
白玉兰
山楂
红 瑞 木
榕树
四 依树木在园林绿化中的用途分类 一、风景树(孤赏树,公园树):通常作为庭院和园林局部的中心景物,赏其树型或姿态,也有赏其花、果、叶色等的。如南洋杉、日本金松、雪松、金钱松、龙柏、云杉、冷杉、紫杉、紫叶李、龙爪槐等。 世界五大公园树种: 雪松;金钱松;南洋杉;日本金松;巨杉。 二、庭荫树:栽种在庭院或公园以取其绿荫为主要目的的树种。一般多为叶大荫浓的落叶乔木,在冬季人们需要阳光时落叶。例如:梧桐、七叶树、槐、栾树、朴树、榉树、榕树、樟等。 三、行道树:是种在道路两旁给车辆和行人遮荫并构成街景的树种。落叶或常绿乔木均可作行道树,但必须具有抗逆性强、耐修剪、主干直、分枝点高等特点。例如:悬铃木、槐、椴、七叶树、元宝枫、樟、银桦等。国外五大行道树:银杏;悬铃木属;椴树属;七叶树属;鹅掌楸属。
四、花灌木:通常指有美丽芳香的花朵或色彩艳丽的果实的灌木和小乔木。这类树木种类繁多,观赏效果显著,在园林绿地中应用广泛。花灌木可起到高大乔木和地面之间的过渡作用,来丰富边缘线。例如:梅花、桃花、榆叶梅、连翘、丁香、月季等 五、藤本类:具有细长茎蔓的木质藤本植物。它们可以攀缘或垂挂在各种支架上,有些可以直接吸附于垂直的墙壁上,他们不占或很少占用地面积。应用形式灵活多样,是各种棚架、凉廊、栅栏、围篱、墙面、拱门、灯柱、山石、枯树等的绿化好材料。对提高绿化质量,丰富园林景色,美化建筑立面等方面有独到之处。如:紫藤、凌霄、络石、爬山虎、常春藤、薜(bi)荔、葡萄、金银花、铁线莲、素馨、木香、炮仗花等。 六、绿篱树种:是适于栽作绿篱的树种。绿篱是成行密植,通常修剪整齐的一种园林栽植方式。主要起着范围和防范作用,也可用来分隔空间和屏障视线,或作雕塑、喷泉等的背景,用作绿篱的树种,一般都是耐修剪,多分枝和生长较慢的常绿树种。如:圆柏、侧柏、杜松、黄杨、女贞、珊瑚树等。也有以观赏其花果为主而不加修整的自然式绿篱。常用树种有:小檗、铁梗海棠、黄刺玫、珍珠梅、枸桔、木槿等。
七、木本地被植物:是指用于对裸露地面或斜坡进行绿化覆盖的低矮、匍匐的灌木或藤木。如:铺地柏、爬翠柏匍地龙柏、平枝栒子、箬竹、金银花、爬山虎、常春藤等。 八、基础植物:在高大的楼房和地面之间缓冲一下横竖大线条而种的植物。低矮不挡光线 ,打破死角。 九、岩石植物:在岩石园中种植的低矮植物,如:南天竹、枸杞、六月雪、竹类等。岩石园是以岩石及岩石植物为主,结合地形,选择适当的沼泽、水生植物,展示高山草甸、牧场、碎石陡坡、峰峦(luan)溪流等自然景观。全园景观别致,富有野趣。我国岩石园不多,庐山植物园有一个,目前我国较流行。 十、盆栽及盆景:植物种植在盆中来观赏。盆景要求植株古朴、叶小、生长缓慢、易造型。如:榔榆、银杏、梅、日本五针松、棕竹等。
十一、果木:园林结合生产树种,需要配置合适。在园林中的果木,管理粗放,游人可以进去活动,是开放式的,又有观赏价值。如:枇杷、海棠、核桃、山里红、柿子等。 十二、林木:园林结合生产的树种,一般在风景区,游人去的少的偏僻处,可种松树、栎类、毛竹等。 十三、室内装饰植物:华南广东与庭院结合在室内留一些阳光。植物种植在室内,但阳光还是少,故需选择耐荫植物。棕榈科植物除椰子、刺葵外都耐荫。 十四、屋顶花园植物:重庆、广州建造屋顶花园多,挖水池,有雕塑,种草坪。一般植物根系浅,30—40cm,最多100 cm;体量要轻。如:木香、金银木、金银花、竹类、散尾葵等。 十五、防护树类 杨 、 沙枣等
五、依树木在园林结合生产中的主要经济用途分类 1. 果品类:果实味美可口,富含营养物质。 北方:梨、杏、柿、枣、李子、山楂、海棠果、葡萄等。 南方:柑橘、龙眼、橄榄、木菠萝、芒果、杨梅、枇杷、香蕉等。 2. 淀粉类:果实、种子富含淀粉。称为“木本油料树种”。 栗类、栎类、栲类、榆树、薜荔、银杏、芭蕉属等。 3. 油脂类:果实、种子富含油脂。称为油料树种。 松属、胡桃属、山核桃属、杏、山杏、扁桃(巴旦杏)、花椒、乌桕、油桐、栾树、山桐子、翅果油树等。 4. 纤维类:茎富含纤维。 杨属、榆树、刺槐、桑树、构树、柘树、扁担杆、络石、杠柳等。 5. 芳香油类:花富含芳香油。 茉莉、含笑、白兰花、珠兰、桂花、鸡蛋花、山鸡椒、香薷属、花楸、玫瑰、香水月季等。 6. 橡胶类:橡胶树、印度橡皮树、卫矛、丝绵木、薜荔等。 7. 药用类:银杏、侧柏、牡丹、十大功劳、五味子、金银花、连翘、枸杞、梅花 、接骨木等。 8. 用材类:松、杉、柏、楸、樟、杨、柳、泡桐等。
扁担杆