植物學史

Cyperaceae 莎草科,單子葉植物,莎草目,約4000種,廣布於全世界,中國有31屬,670種,全國皆產之,其中有些可為織席或製紙的原料,有些入藥,荸薺的塊莖可食或提取澱粉。
多年生或一年生草本;稈實心,常三棱形,無節;葉通常3列,有時缺,葉片狹長,有封閉的葉鞘;花小,兩性或單性,生於小穗鱗片(常稱為穎)的腋內,小穗復排成穗狀花序、總狀花序、圓錐狀花序、頭狀花序或聚傘花序等各種花序;花被缺或為下位剛毛、絲毛或鱗片;雄蕊1-3;子房上位,1室,有直立的胚珠1顆,花柱單一,細長或基部膨大而宿存,柱頭2-3;果為一瘦果或小堅果。
中國的主要屬有:Carex,Cyperus,Fimbristylis,Heleocharis,Kobresia,Mariscus,Scirpus,Scleria等等 。
物種區別

莎草科常與早熟禾科(Poaceae)植物——禾草——相混 淆,但藉上述特徵可與之鑑別。例如,禾草的莖圓形,中空;葉有鞘,但葉鞘不閉合;花由2枚苞片包圍,小穗又由2枚苞片包圍。
雖然莎草科植物外形似禾草,莎草科又與早熟禾科同置於莎草目(Cyperales)中,但越來越多的證據表明,與莎草科親緣關係最近的卻是燈心草目(Juncales)的燈心草科(Juncaceae)。
類別

莎草科中的大屬包括苔草屬(Carex,約2,000種)、莎草屬(Cyperus,近650種)、刺子莞屬(Rhynchospora,約250種)以及飄拂草屬(Fimbristylis)、荸薺屬(Eleocharis)和珍珠茅屬(Scleria),後3屬各約200種。其它較大的屬有球柱草屬(Bulbostylis,約100種)和赤箭莎屬(Schoenus,約100種)以及擂鼓艻屬(Mapania,約80種)。
雖然總的說來莎草科的經濟意義不大,其中一些種卻十分著名。如紙莎草(Cyperus papyrus),古埃及人將其莖剖成薄片,壓平後用作繕寫材料;現紙莎草常栽作觀賞植物。其它栽培屬包括苔草屬、荸薺屬、藨草屬(Scirpus)及羊鬍子草屬(Eriophorum)。傘草(Cyperus alternifolius)又稱風車草,為受歡迎的盆栽植物,高可達1.2公尺,每個莖頂端均生有一簇排成傘形的葉片。
黃堅果莎草(C. esculentus,即可食莎草)在許多北溫帶地區被視為禾草樣雜草,其黃色形似堅果的塊莖以及與之近緣的莎草屬種類的塊莖可食,尤其是黃堅果莎草的一個變種——栽培可食莎草(Cyperus esculentus sativus),又稱地杏仁,其塊莖富含澱粉、糖及脂肪。荸薺(Eleocharis dulcis)的球莖和同屬一些種類的球莖可食。垂頭藨草(Scirpus cernuus)和水蔥(S. tabernaemontani)兩個種常栽培於沼澤花園和水生植物園中。羊鬍子草屬的種類也是沼澤花園中愛種的植物。
特徵與分布
多年生草本,較少為一年生;多數具根狀莖少有兼具塊莖。大多數具有三稜形的稈。葉基生和稈生,一般具閉合的葉鞘和狹長的葉片,或有時僅有鞘而無葉片。
花序多種多樣,有穗狀花序,總狀花序,圓錐花序,頭狀花序或長側枝聚繖花序;小穗單生,簇生或排列成穗狀或頭狀,具2至多數花,或退化至僅具1花;花兩性或單性,雌雄同株,少有雌雄異株,著生於鱗片(穎片)腋間,鱗片復瓦狀螺旋排列或二列,無花被或花被退化成下位鱗片或下位剛毛,有時雌花為先出葉所形成的果囊所包裹;雄蕊3個,少有2-1個,花絲線形,花葯底著;子房一室,具一個胚珠,花柱單一,柱頭2-3個。
果實為小堅果,三稜形,雙凸狀,平凸狀,或球形。
莎草科含皂苷類(saponins)、丹寧(tannins)、酚酸(phenolicacids)、黃酮(flavonoida)、生物鹼 (alkaloids)和萜類(terpenoids)等。約90屬4000餘種,廣布全世界。中國約有28屬 800餘種。南北均產。大多生長在潮濕處或沼澤中,也生長在山坡草地或林下。
經濟價值
莎草科是眾多種類成為人類發展中重要的生產資料、 食物資源、 飼用資源、同時也是中國天然草地中, 飼用價值高、數量多的 一 類優良牧草 。有些種類的塊莖可供食用,如荸薺、油莎草等 。有的為優良牧草,如高山嵩草(見嵩草屬)、腳苔草( Carex pediformis)、低苔草(見苔草屬)。還有的如白穎苔草、異穗苔草等,可作草坪,美化環境。
分類
以往分類學家均認為莎草科和禾本科關係密切。1934年J.哈欽森將莎草科與禾本科分開,莎草目僅包括莎草科,以後形態學、細胞學的資料也支持這個觀點。但禾本科的小穗和莎草科的小穗僅在外形上相似。禾本科的花頂生,子房為側膜胎座,由古老類型所衍生,胚偏生胚乳的一側。莎草科的花側生,胚珠為基生胎座,源自古老的特立中央胎座,胚位於胚乳的中央。此外,在種子植物中,染色體極大部分具一個著絲點,只有在莎草科和燈心草科的種類中,其染色體具有分散的著絲點。
莎草科和燈心草科的花粉粒為單粒花粉樣的四合體,在4個成員之間沒有分開的壁。1個核正常發育,其餘3個通常在花粉的“底部”找到。從形態發生和細胞學上看,莎草科的花粉粒應稱為四合體;從外壁的形態上看,則應稱為單花粉(或假單花粉)。染色體和花粉形態都表明莎草科與燈心草科關係密切。
本科分為2個亞科。
藨草亞科 小穗通常多花;鱗片螺旋狀或成二列排列;花兩性或單性,無先出葉所形成的果囊。本亞科分5族:
① 藨草族(Scirpeae),中國有7屬。
② 刺子莞族(Rhynchosporeae),中國有 6屬。
③ 莎草族(Cypereae),中國有7屬。
④ 割雞芒族(Hypolytreae),本族有5屬。
⑤ 珍珠茅族(Sclerieae),本族只有2屬。
苔草亞科 花單性,雌花有先出葉,大多先出葉在邊緣合生而成果囊,很少完全離生。本亞科有1族2屬。
全世界約80餘屬4000餘種,中國有28屬500餘種,廣布於全國,多生長於潮濕處或沼澤中,苔草族多產於東北、西北及華北或西南部高山地區,南方種類較少,藨草族和莎草族廣布於全國各省,刺子莞族和珍珠茅族多產於華中、華東以及南部各省,割雞芒族則只產於熱帶亞熱帶地區。
藨草亞科:花兩性或單性,而無先出葉所形成的果囊。花兩性。鱗片螺旋狀排列;下位剛毛存在或因減退趨向缺如。
藨草族:小穗多半有靜多兩性花。
刺子莞族:小穗只有很少幾朵花(多半減至1-2朵花);兩性花在小穗頂部或中部。
莎草族:鱗片不為螺旋狀而為兩行排列;下位剛毛缺如。花單性,極少兩性。
割雞芒族:穗狀花序單生或2至多數組成各種各樣花序。小堅果下面無盤。
珍珠茅族:小穗少數至多數組成圓雄花序,少數為間斷的穗狀或小簇狀。小堅果下面具盤。
薹草亞科:花單性,雌花有先出葉,絕大多數先出葉在邊緣合生而成果囊,很少完全離生。
單子葉植物綱
單子葉植物種子的胚:具1片頂生子葉 ;莖內的纖維管束:為星散排列,無形成層和次生組織,只有初生組織。葉脈:為平行脈或弧形脈;花:基數常為3 ;根:主根不發達,常為鬚根系。
重要科 | 代表植物 |
澤瀉科 | 澤瀉 慈姑 矮慈姑 |
莎草科 | 香附子 荸薺 異型莎草 牛毛氈 蒲草(席草) 水莎草 扁稈藨草 風車草(傘草、旱傘草) |
禾本科 (根據莖是否木質化而分為竹亞科和禾亞科) | (竹亞科):毛竹 鳳凰竹 大佛肚竹 紫竹 闊葉箬竹 金鑲玉竹 (禾亞科):稞麥(青稞) 三叉大麥 野大麥 小麥 水稻 粳稻 秈稻 糯稻 雜交稻 粟 狗尾草 大狗尾草 甘蔗 竹蔗 斑茅 高粱 蘇丹草 假高粱 玉米(玉蜀黍) 黍稷 狼尾草 燕麥 野燕麥 毒麥 黑麥草 多花黑麥草蕎麥 牛筋草(蟋蟀草) 菰(茭白) 薏苡 白茅 蘆葦 看麥娘 稗 狗牙根 小黑麥 |
百合科 | 蔥 洋蔥 蒜 韭菜 金針菜(黃花菜) 萱草 百合山丹 卷丹 石刁柏(蘆筍) 黃精 玉竹 絲蘭 土麥冬 玉簪 鬱金香 |
棕櫚科 | 棕櫚 蒲葵 椰子 油棕 魚尾葵 檳榔 王棕 省藤 假檳榔 |
天南星科 | 芋 菖蒲 半夏 虎掌南星 異葉天南星 大漂(水葫蘆)魔芋 馬蹄蓮 龜背竹 廣東萬年青 麒麟尾 紅鶴芋 紅掌(紅燭) 白蝶合果芋 |
鴨跖草科 | 火柴頭 鴨趾草 吊竹梅 |
姜科 | 姜 蘘荷 砂仁 鬱金 艷山姜 |
薯蕷科 | 黃獨 山藥 |
蘭科 | 白芨 石斛 劍蘭 墨蘭 春蘭 天麻 蝴蝶蘭 大花惠蘭 |