植物資源學(xué)第1章.ppt

第一章 植物資源的特性與分類,講述要點(diǎn) 植物資源的再生性； 分布地域性； 化學(xué)成份相似性； 開發(fā)利用時間性； 用途多樣性； 資源植物分類。,第一節(jié) 植物資源的再生性,植物資源的再生性是指植物自身具有的繁衍能力，由老的個體產(chǎn)生新的個體，而且若需要，新的個體數(shù)量多于老的個體，使種群得以延續(xù)、擴(kuò)展，這就為種群持續(xù)利用奠定了基礎(chǔ)。 這種特性對人類有著巨大經(jīng)濟(jì)意義和生態(tài)意義。正是由于植物資源的再生性，才使人類有持續(xù)利用的可能。,一 再生方式是指植物的繁殖方式,1. 孢子繁殖：植物通過孢子繁殖形成新個體。如苔蘚（Bryophyta）及蕨類（Pteridophyta）植物的繁殖。 2. 營養(yǎng)繁殖：植物利用自身營養(yǎng)體的一部分生長發(fā)育成一個新的植物體。,2.1 天然營養(yǎng)繁殖：植物通過根、莖、斷開母體，形成新的植物個體的過程稱為自然營養(yǎng)繁殖。,2.2 人工營養(yǎng)繁殖：借助人為的力量，將植物體與母體分開，使之形成新個體。其中包括分離法（分根培養(yǎng)）、扦插法（根插、枝插、葉插）、壓條法和嫁接法。 2.3 有性繁殖：用種子繁殖的植物。有性繁殖對植物種群遺傳多樣性維持意義重大，是種群持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。,二、生長規(guī)律,生長是植物體重量和體積的累積過程。 植物生長過程，有其自身的規(guī)律性，也受外界環(huán)境條件的影響。各種植物表現(xiàn)是不同的。生長的快與慢，因種而異，但均有一定的周期性。植物資源的再生性為人類持續(xù)利用奠定了基礎(chǔ)。 植物資源的再生能力有一定限度。再生能力受其生存的生態(tài)條件制約的。因此，植物資源在開發(fā)利用前，應(yīng)在野外調(diào)查的基礎(chǔ)上測算出所開發(fā)利用植物資源的貯量，生長量、以確定適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，保障實(shí)現(xiàn)植物資源的永續(xù)利用。,第二節(jié) 植物資源分布的地域性,任何植物都具有其固定分布范圍和適生范圍。在最適分布范圍以內(nèi)植物發(fā)育最好，超出了這個范圍植物的分布就減少，甚至完全消失。這樣就形成植物資源分布的區(qū)域性。如：香樟（Cinnamomum camphora）是重要的芳香植物資源，主要分布在我國西南、華南地區(qū)。而山葡萄（Vitis amurensis）則主要分布在我國的東北、華北等地?？梢?，每種植物資源由于受生態(tài)因子的制約，在分布上具有明顯的區(qū)域性特征。,一、植物資源分布的廣布性和特有性,（一）植物資源的廣布性 植物資源廣布性指植物分布地域的廣泛程度。 某些植物分布幅度大，能夠廣泛分布至世界各大洲，這樣的植物種稱為世界廣布種。如花卉植物資源中的睡蓮（Nymphaca tetragona）、纖維植物中的蘆葦（Phragmitea communis）、浮葉眼子菜（Potamogeton natans）等，遍布于北半球。有些植物分布在全國大多數(shù)省區(qū)，稱為全國廣布種。如栓皮櫟。,（二）特有性 植物的分布都局限在某個局部地區(qū)，這些植物種則稱為這個地區(qū)的特有種（或狹域種）。這些植物資源就成為該地區(qū)特有的植物資源。如藥用植物人參（Panax ginseng）主要分布于我國東北東部山地，是生長在紅松闊葉林下特有的藥用植物；當(dāng)歸（Angelica sinensis）則分布于甘肅、云南、四川、陜西、寧夏、貴州、湖北等地。,（三）分布中心 分布區(qū)中心有幾種類型，起源中心、分化中心、多度中心。我們著重介紹多度中心（即集中分布區(qū)）。 多度中心：在一個植物種分布區(qū)內(nèi)，該種個體數(shù)量最多、最密集的地方，即為多度中心。分多度中心的生境是該種的最適宜的生境。,研究某種植物資源的分布區(qū)中心（即集中分布區(qū)），也是開發(fā)利用植物資源的重要基礎(chǔ)。掌握這一點(diǎn)對我們進(jìn)行植物資源的引種馴化有重要的參考價值。 對于狹域分布的植物資源，只有充分掌握各種植物資源分布規(guī)律、中心分布區(qū)，才能預(yù)見某一植物資源引種的可能性及其開發(fā)價值，才能把本地區(qū)的植物資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。,二、植物資源分布的區(qū)域與環(huán)境因素的關(guān)系,（一）氣候因素 有些植物的現(xiàn)代分布嚴(yán)格地受某些氣候條件的限制。如赤松、馬尾松，紅松都有特殊分布區(qū)域，受特殊氣候因素決定,（二）土壤因素 土壤類型或土壤的某些特殊理化性質(zhì)也是某些植物分布的決定因素。如喜酸植物、喜鈣植物。 （三）地形因素 海洋、山脈等自然屏障往往成為分布區(qū)的天然界限，自然屏障的作用，使該區(qū)氣候改變，致使植物中斷侵移。,（四）生物因素 由于食物鏈、寄生等造成植物分布。例如，對于某些寄生植物的分布區(qū)由寄主植物分布區(qū)決定。 （五）地質(zhì)歷史因素 地史變遷、氣候變遷對植物分布造成影響。如板塊運(yùn)動、大陸飄移對植物分布造成隔離；冰期造成植物滅絕等。,（六）人為因素 人類活動對植物分布的影響很大，不僅可以使某個種的分布區(qū)域擴(kuò)大，還能使其縮小以至消亡。 對人類生活密切相關(guān)經(jīng)濟(jì)植物都有引種歷史。例如中國栽培花生、西紅柿、煙草橡膠樹等都來自南美。,三、植物資源分布的區(qū)域性原理在生產(chǎn)實(shí)踐中有重要的指導(dǎo)意義,（一）人工栽培 對一些經(jīng)濟(jì)價值大，野生貯量較少的植物資源進(jìn)行人工栽培，是保證原料供應(yīng)的一個重要手段。 自然界植物地理分布范圍是長期進(jìn)化適應(yīng)史場地人工栽培資源植物必須在其適宜地理分布范圍。地域性在植物資源開發(fā)利用很重，必須處理好植物資源與各種生態(tài)因子之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。,光與植物資源的人工栽培：光周期、光強(qiáng)、光質(zhì)。 2. 水與植物資源的人工栽培：降雨量分布、多少；空氣濕度。 3. 土壤與植物資源的人工栽培：土壤肥力、酸堿度、質(zhì)地。,植物栽培應(yīng)該注意的環(huán)境因素,（二）引種馴化 引種是從外地或國外引入經(jīng)濟(jì)價值較大的植物，在本地區(qū)栽培，以滿足社會生活、生產(chǎn)的需要； 馴化是指引種后通過栽培使植物在生理生態(tài)上通過調(diào)整，適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蛲寥罈l件產(chǎn)生與原產(chǎn)地相似的經(jīng)濟(jì)效果。,一般情況氣候土壤條件相似的地域引種容易成功。 引種馴化中應(yīng)該注意如下問題： 1. 水分與引種馴化 2. 溫度與引種馴化 （1）北種南移比南種北移容易成功 （2）草本植物比木本植物容易引種成功 3. 土壤與引種馴化,第三節(jié) 植物近緣類群化學(xué)成分的相似性,一、外部形態(tài)愈相似的或者近緣類群（同類）植物中，其代謝產(chǎn)物具有相似性。植物的遺傳物質(zhì)決定著植物代謝產(chǎn)物。有時在形態(tài)并不相似的科屬中也可以同時存在相似化學(xué)物質(zhì)，這樣就反映出一定的親緣關(guān)系。這是植物分類的依據(jù)，也是植物資源開發(fā)利用，尋找具有相似特性的新植物資源提供線索。 植物的代謝產(chǎn)物主要有以下幾類： 脂肪族化合物；芳香族化合物；含氧雜環(huán)化合物； 脂環(huán)族化合物；非堿性含氧化合物。,二、 植物化學(xué)成分與資源利用有兩個規(guī)律可以利用： 1在近緣物種中尋求具有相似化學(xué)內(nèi)含物：植物在系統(tǒng)進(jìn)化中的位置與其化學(xué)成分有密切關(guān)系，是尋找新資源的途徑：親緣關(guān)系越近，化學(xué)成分相似性越大；植物生物堿越復(fù)雜，其進(jìn)化地位越高。殼斗科植物總苞含栲膠（板栗、橡碗都含栲膠） 2在具有相似化學(xué)成分的植物中，尋找更多的經(jīng)濟(jì)植物種類：擴(kuò)展新的資源途徑，利用植物近緣種的相似性來尋找新植物，以節(jié)省人力、物力、財力，走捷徑，節(jié)省時間。因此，植物資源近緣種化學(xué)成分的相似性理論，對植物資源開發(fā)利用具有得要的指導(dǎo)意義。栓皮櫟殼斗含栲膠，其他櫟類是否也含栲膠。,第四節(jié) 植物資源開發(fā)利用的時間性,植物生長、生命和體內(nèi)代謝都有周期性。 植物組織和器官所含的成分及其結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地隨時間而變化。 因此，植物資源開發(fā)利用是有嚴(yán)格的時間限制，即具有確定的時間性，這是植物資源開發(fā)利用中首先須遵守的原則之一。 植物資源開發(fā)利用的時間性包括：采集時間性、收獲物保鮮時間性和產(chǎn)品的保存時間性。,一、采集時間性,（一）地下器官類 包括根、根莖、球莖、鱗莖、塊莖等。對于栽培的植物資源一般2-5年以上采收。在秋末當(dāng)?shù)厣喜糠忠呀?jīng)枯萎或在早春植物返青以前進(jìn)行采收。這時植物的養(yǎng)分及有效成分多集中在地下器官中。 （二）皮類 通常在春天或初夏（4、5月）采收。此時植物體內(nèi)汁液充沛，樹皮容易從木質(zhì)部剝下，但有些根皮類往往以秋季采收為佳。桂皮、厚樸。,（三）葉類 通常在花蕾開放時采收。此時正是植物生長最旺期，質(zhì)量好。例如：嫩葉，茶葉。 但某些葉需在秋天霜降后采收或采集地上落葉，這要以具體用途而定。例如：老葉，柿樹葉，桑葉。 （四）花類 因一般花期較短，如采收時間不當(dāng)，對品質(zhì)影響較大，如金銀花、月季花（Rosa spp.）、丁香花（Syringa spp.）都應(yīng)在一定大小的花蕾時采，開花后，顏色變淡，易脫落，對香料和色素的提取不利，也不能入藥。,（五）果實(shí)種子類 一般在果實(shí)充分成熟或?qū)⒊墒鞎r采收，有的果實(shí)在成熟經(jīng)霜后采收為佳。如山茱萸要在經(jīng)霜變紅后采收，有的果實(shí)的成熟期不一致，要隨熟隨采，以免影響質(zhì)量，如山楂等。 （六）全株利用類 要根據(jù)具體用途的不同而定，如藥用，一般多在植株生長最盛而且開花后采。例如，黃花敗醬、龍芽敗醬。麻黃、魚腥草、薄荷、藿香。,山 查,二、收獲物保鮮時間性,植物器官收獲后，在貯藏過程中，由于光合作用停止，植物體內(nèi)代謝被破壞，許多細(xì)胞器的膜發(fā)生解體，易受微生物侵染而腐爛變質(zhì)，保鮮時間是有限的。 如新鮮針葉的保存期（在20左右條件下）不應(yīng)超過3天。,第五節(jié) 植物資源用途的多樣性,植物資源用途的多樣性是指一種植物資源有多種用途。植物種類的多樣性，植物營養(yǎng)器官和體內(nèi)所含化學(xué)成分的豐富性，決定了植物資源用途的多樣性。,一、從群體上看植物資源用途的多樣性: 從植物群體整體性上看，喬木、灌木、草本植物由于自身存在，對環(huán)境產(chǎn)生生態(tài)效應(yīng)。 不同的植被類型的形式（例如，森林、草原、荒漠，農(nóng)田、濕地等），在提供原料、保護(hù)水土、改良土壤、防風(fēng)固沙，指示探礦和保護(hù)環(huán)境等各方面發(fā)揮作用。 從植物群體內(nèi)部看，在個體構(gòu)造上又有更加豐富的利用價值: 以樹木群體為例，以一個典型木本植物為例來說明，見表1-1。,表1-1 一種木本植物利用途徑舉例,二、從種群角度看植物資源用途的多樣性,某一地區(qū)同種植物的個體總和體稱之為種群。從種群角度看，由于植物體內(nèi)所含豐富的營養(yǎng)成分，植物營養(yǎng)器官的結(jié)構(gòu)特性等，使植物種群具有多種多樣的用途。,沙棘果實(shí)含有多種營養(yǎng)成分，飲料和食品原料。 2. 果實(shí)是多功能的藥用植物，也是輕化工業(yè)原料。 3. 植物體可以是能源和飼料植物。 4. 群體（群落）是重要水土保持林、主要樹種。,胡頹子科落葉灌木沙棘（Hippophae rhamnoides）,三、從某類營養(yǎng)器官的角度看植物資源用途的多樣性,1作為工業(yè)原料：一類原料有多種用途（栲膠，鞣皮革，自來水管凈化）。 2重要的藥用資源，一種藥材治療幾種疾病（丹參）。 3重要的畜禽飼料（紫穗槐葉片） 4肥料的重要來源（豆科植物葉片和根瘤菌）,四、從開發(fā)利用層次看植物資源作用的多樣性,以原料為主要目標(biāo)的植物資源開發(fā)屬于一級開發(fā)，應(yīng)用的手段側(cè)重于生物學(xué)、農(nóng)學(xué)和林學(xué)方面。 其次是以發(fā)展產(chǎn)品為主要目的的二級開發(fā)。例如，成品藥品，針劑、片劑。 其次是以發(fā)展新產(chǎn)品為主要內(nèi)容的三級開發(fā)。 例如，在中藥植物資源的開發(fā)方面，西洋參（Panax quinquefolium）、天麻（Gastrodia elata）和冬蟲夏草等藥材的開發(fā)屬于一級開發(fā)；野生資源沙棘、刺五加和絞股蘭等系列藥品、飲品的開發(fā)屬于二級開發(fā)；石杉堿甲、燈盞花素、雷公藤總皂甙等新藥的開發(fā)屬于三級開發(fā)。,第六節(jié) 植物資源分類,一、以用途為核心的傳統(tǒng)植物資源分類,我國對植物資源研究起步較晚，對植物資源的分類則更晚，基本是依據(jù)植物資源的用途、化學(xué)特征或從研究領(lǐng)域進(jìn)行分類。 目前常用的是按照用途習(xí)慣用途進(jìn)行的分類方法，將植物資源分為16類。,（一）油脂植物資源 （二）藥用植物資源 （三）果樹植物資源 （四）芳香植物資源 （五）纖維植物資源 （六）淀粉植物資源 （七）鞣質(zhì)、染料植物資源 （八）樹脂、樹膠植物資源 （九）飲料植物資源 （十）食用野菜植物資源 （十一）觀賞綠化植物資源 （十二）飼料植物資源 （十三）農(nóng)藥植物資源 （十四）育種植物資源 （十五）色素、維生素、 （十六）木材植物資源,二、 以功能為核心的植物資源三級分類系統(tǒng),（一）以植物資源被利用的植物體特點(diǎn)為第一級(高級)-植物資源型： 對植物體內(nèi)成分的利用，稱為成分功用植物資源型。 對個體、群體的利用，則稱之為株體功用植物資源型。,（二）以植物資源的利用大方向作為中級分類原則-植物資源類 （三）以植物資源的具體用途作為植物資源分類的基本單位植物資源相 （四）、 按著上述分類原則和分類單位，我們將植物資源分為2個型、6個類、25個相，其具體分類系統(tǒng)如下：,、成分功用植物資源型 （一）飲食用植物資源類 1. 野果植物資源相 2. 色素植物資源相 3. 淀粉植物資源相 4. 油脂植物資源相 5. 芳香植物資源相 6. 野菜植物資源相 7. 飼用植物資源相 8. 蜜源植物資源相 9. 甜味劑植物資源相,（二）醫(yī)藥用植物資源類 10. 藥用植物資源相 （三）工業(yè)用植物資源類 （芳香植物資源相） （油脂植物資源相） （淀粉植物資源相） 11. 樹脂植物資源相 12. 鞣質(zhì)植物資源相 1