蕨類植物
概述
對於蕨類植物的分類系統，由於植物學家意見不一致，過去常把蕨類植物作為一個門，其下5個綱，即松葉蕨綱、石松綱、水韭綱、木賊綱(楔葉綱)、真蕨綱。前四綱都是小葉型蕨類植物，是一些較原始而古老的蕨類植物，現存在較少。真蕨綱是大型葉蕨類，是最進化的蕨類植物，也是現代極其繁茂的蕨類植物。我國的蕨類植物學家秦仁昌將蕨類植物分成5個亞門，即將上述5個綱均提升為亞門。 (圖：蕨類植物之冠——桫欏)
高等植物中比種子植物較低級的一個類群。舊稱“羊齒植物”。在古生代泥盆紀、石炭紀，多為高大喬木，二疊紀以後至三疊紀時，大都絕滅，大量遺體埋入地下形成煤層。現代生存的大部為草本，少數為木本。植物體有根、莖、葉之分，有維管束，不具花，以孢子繁殖。孢子落地萌發成原葉體，其上產生頸卵器，受精卵在頸卵器內發育成胚胎。世代交替明顯，無性世代占優勢。我國多分布於長江以南各地。如鐵線蕨、卷柏、貫眾、 腎蕨、滿江紅、鱗木和桫欏等屬之,約12000種，我國約有2600種，多種蕨類植物可供食用（如蕨，紫萁），藥用（如貫眾、海金沙）或工業用（如石松）。
蕨類植物的用途
現存的蕨類植物，除熱帶樹蕨外，大多數是生於山區的多年生草本，在經濟上有多種用途，現簡要的介紹如下：
1、藥用：蕨類植物中，有許多種類自古以來就被廣泛的用於醫藥上，為人民治療各種疾病，如杉蔓石松能祛風濕，舒筋活血；節節草能治化膿性骨髓炎；烏蕨可治菌痢、急性腸炎，長柄石韋可治急、慢性腎炎、腎盂腎炎等；綿馬鱗毛蕨和其許多近親種可治牛羊的肝蛭病等。
2、食用：蕨類植物可供食用的種類也多，如在幼嫩時可做菜蔬的有蕨菜(Pteridium aquilinum)，毛蕨(Pteridium revolutum)，菜蕨(Callipteris esculenta)，紫萁(Osmunda japonica)，西南鳳尾蕨(Pteris wallichiana)，水蕨(Ceratopteris thalictroides)等，不但鮮時做菜用，亦可加工成乾菜，以供食用；許多蕨類植物的地下根狀莖，含有大量澱粉，可釀酒或供食用，如食用觀音座蓮(Angiopteris esculenta)，其地下莖之重，可達二、三十公斤，蕨萊(Pteridium aquilinum)的地下莖以及其他許多種類，都含有豐富的澱粉。另外，我國亞熱帶地區(雲南，廣東、廣西、台灣)的山林中，產多種高大的樹蕨，如桫欏樹(Cyathea spp.)，其圓柱狀的樹幹內含有一種膠質物，可供食用，其樹幹磨光後呈現出美麗的花紋，可做裝飾品，幹部的厚壁組織細長而堅牢，如鋼絲，能編織各形籃筐和斗笠。
3、綠肥和飼料用：水田或池塘中的滿江紅是一種水生蕨類植物，它通過與籃藻的共生作用，能從空氣中吸取和積累大量的氮，成為一種良好的綠肥植物與家畜家禽的飼料植物。
4、指示植物：不同的植物種類要求不同的生長環境，有的適應幅度較大，有的較小，後者只有在滿足了它對環境條件的要求下，才能夠生存下去，這種植物相對地指示著當地的環境條件，叫做指示植物。蕨類植物，對外界自然條件的反應具有高度的敏感性，不同的屬類或種類的生存，要求不同的生態環境條件，如石蕨、腫足蕨，粉背蕨、石韋、瓦韋等屬(少數例外)生於石灰岩或鈣性土壤上；鱗毛蕨、複葉耳蕨、線蕨等屬生於酸性土壤上；有的種類適應於中性或微酸性土壤上。有的耐旱性強，適宜於較乾旱的環境，如旱蕨、粉背蕨等；相反地；有的只能生於潮濕或沼澤地區，如沼澤蕨(Thelypteris palustris)，絨紫萁(Osmunda claytoniana)。因此，從生長的某種蕨類植物，可以標誌所在地的地質、岩石和土壤的種類，理化性、肥沃性以及光度和空氣中的濕度等，藉此判斷土壤與森林的不同發育階段，有助於森林更新和撫育工作。 其次，蕨類植物的不同種類，可以反映出所在地的氣候變化情況，藉此我們可以劃分不同的氣候區，有利於發展農，林、牧，提高產量，如生長著桫欏樹、地耳蕨、巢蕨的地區，標誌著熱帶和亞熱帶氣候，宜於栽培橡膠樹、金雞納等植物，生長刺桫欏樹(Cyathea spinulosa)的地區，標誌著南溫帶氣候，其絕對最低溫度經常在冰點以上，生長綿馬鱗毛蕨(Dry-opterlscrazsirhizoma)、歐洲綿馬鱗毛蕨(Dryopteris filix-mas)的地區，標誌著北溫帶氣候等。另外，生長石松的地方，一般與鋁礦有密切關係。
5、綠化和觀賞用：有不少種類的蕨類植物，由於具有獨特、美觀、整雅、別致等體形和無性繁殖力強，可作盆景，綠化庭園和住宅。有些藤本種類，還可製作各種編織品。我國是世界蕨類植物種類最多的一區，資源極為豐富，對它們的研究利用有待於進一步開展。
蕨類植物的特徵
1、植物體有根、莖、葉的分化和較原始的維管組織；
2、根多為有交較好吸收能力的不定根，原始的種類具假根；
3、莖為地下莖（根狀莖）或地上莖（氣生莖），維管系統構成中柱（原生中柱、管狀中柱、網狀中柱、多環中柱）,具有保護作用的毛和鱗片；
4、葉：
小型葉：沒有葉隙和葉柄，僅有一條不分枝的葉脈，是原始類型。
大型葉：均有葉隙和葉柄，葉脈多分枝，是進步類型。
孢子葉（能育葉）：能產生孢子囊和孢子的葉。
營養葉（不育葉）：僅能進行光合作用，能產生孢子囊和孢子的葉。
同型葉：營養葉與孢子葉不分，既能製造有機物又可產生孢子。
異型葉：同一植物體具2種不同形狀和功能的葉。
演化順序：同型葉→異型葉；小型葉→大型葉
蕨類植物的一般特徵
當你走在野外，看到路邊或林下有一株如拳頭般捲曲的幼葉，或者不經意間發現一種草本植物的葉背有許多棕色蟲卵狀的結構（孢子囊群），或者仔細觀察到某種草本植物的葉背（特別是葉柄基部）生有一些棕色披針形的毛狀結構（鱗片），這些植物都是蕨類植物。可以說，識別蕨類植物的三把金鑰匙是：拳卷幼葉、孢子囊群、鱗片。
蕨類植物的一生要經歷兩個世代，一個是體積較大、有雙套染色體的孢子體世代，另一個是體積微小、只有單套染色體的配子體世代。蕨類的孢子體也就是我們一般熟悉的蕨類植物體，包括根、莖、葉、孢子囊群等結構，其孢子囊中的孢子母細胞經減數分裂即形成具有單套染色體的孢子，孢子成熟後，借風力或水力散布出去，遇到適宜的環境，即開始萌發生長，最後形成如小指甲大小的配子體，配子體上生有雄性生殖器官（精子器）和雌性生殖器官(頸卵器)，精子器里的精子，藉助水游入頸卵器與其中的卵細胞結合，形成具有雙套染色體的受精卵，如此又進入孢子體世代，即受精卵發育成胚，由胚長成獨立生活的孢子體。
1. 孢子囊群 是蕨類植物的有性生殖器官。在小型葉蕨類中單生在孢子葉的近軸面葉腋或葉子基部，孢子葉通常集生在枝的頂端，形成球狀或穗狀，稱孢子葉穗或孢子葉球。較進化的真蕨類，孢子囊一般著生在葉片的下表面，邊緣或集生在一個特化的孢子葉上，往往由多數孢子囊集成群，其形狀與顏色也各式各樣，又稱孢子囊群，大多數水生蕨類的孢子囊群特化成孢子果。多數發育成熟的孢子呈棕色或褐色，能保持較長時間的發芽力，但發芽力隨著保存時間的延長而降低；少數種類的孢子為綠色，這類孢子的壽命很短，一般只有幾天，應即采即播。大多數蕨類植物的孢子同型，卷柏與少數水生蕨類的孢子異型。多數孢子囊群的外面有孢子囊群蓋保護。
2. 鱗片與毛類 在蕨類植物的莖、葉、孢子囊體及孢子囊群蓋上著生各種各樣的鱗片與毛類，它們對這些器官起著保護作用，也是進行類群與物種劃分的主要根據。鱗片是由單細胞組成的薄膜片狀物，多出現在基部的根狀莖和葉柄上，有各種形狀與顏色，其表面有大小、透明或不透明的多邊形網眼，邊緣有齒或無齒。其類型可分為毛狀原始鱗片、細篩孔鱗片和粗篩孔鱗片等。蕨類植物毛的類型很多，多出現地葉柄、葉軸、葉脈以及上下葉面上。其類型有單細胞或多細胞的針狀毛、有由多細胞組成的節狀毛、有分枝帶長柄的星狀毛、也有絲狀柔毛及頂部帶腺體的腺毛等。
3. 葉 蕨類植物的葉形千差萬別，有小型葉與大型之分，小型葉如松葉蕨、石松等的葉，沒有葉隙與葉柄，只具一個單一不分枝的葉脈，小型葉的來源為莖的表皮細胞而成，為原始的類群。大型葉大都由葉柄與葉片兩部分組成，有維管束而葉隙，葉脈多分枝，其來源是多數頂生枝經過扁化而形成。多數蕨類植物均屬此類。它的葉柄為一般為圓柱形，有些種類葉柄與葉片分不開，近無柄。葉片由葉脈與葉肉兩部分組成，葉片的分裂方式多種多樣，有不分裂的單葉，也有各種羽狀分裂的複葉。蕨類植物的葉片按功能可分為營養葉與孢子葉，營養葉又叫不育葉，主要功能是用來進行光合作用製造有機物。孢子葉又叫能育葉，能產生孢子囊與孢子。有些蕨類植物的營養葉與孢子葉是不分的，而且形狀完全相同，叫同型葉；孢子葉與營養葉形狀完全不同的稱為異型葉，異型葉比同型葉高等。另外，有些種類的葉片末端或葉表面還能產生芽孢形成新的植株。
4. 根狀莖 蕨類植物的莖多為根狀莖，只有少數種類具有高大直立的地上莖，如蘇鐵蕨、桫欏等。另外，少數原始的種類兼具根狀莖與氣生莖。根狀莖形狀多種多樣，生長在地下的通常粗而短，生長在地表的多成葡匐狀。葡匐莖粗壯的內含有大量的水分與有機物，具有貯藏營養的功能，葡匐莖細小的，僅含少量水分與有機物，能沿著地表、岩石面、樹幹等攀援生長。莖中具有各種各樣的維管組織，現代蕨類中除極少種類如水韭、瓶爾小草外，一般沒有形成層的結構。大多數蕨類植物的根狀莖都具有無性繁殖新個體的功能。
5. 根 蕨類植物的根除極少數原始的種類為假根外，大多為具有較好吸收能力的不定根，但沒有真正的主根。根通常生長在根狀莖上，只生長在土壤的表層，因此其保水能力較差。蕨類植物的根具有固定植物、吸收水分與養料的作用，有些種類的根還可以萌發幼苗並形成新的植株。
蕨類植物的生境與分布
蕨類植物體內輸導水分和養料的維管組織，遠不及種子植物的維管組織發達，蕨類植物的有性生殖過程離不開水，也不具備種子植物那樣極其豐富多樣的傳粉受精、用以繁殖後代的機制，因此，蕨類植物在生存競爭中，臣服於種子植物，通常生長在森林下層的陰暗而潮濕的環境裡，少數耐旱的種類能生長於乾旱荒坡、路旁及房前屋後。
其實，除了大海里、深水底層、寸草不生的沙漠和長期冰封的陸地外，蕨類植物幾乎無處不在。從海濱到高山，從濕地、湖泊，到平原、山丘，到處都有蕨類的蹤跡。它們有的在地表匍匐或直立生長，有的長在石頭縫隙或石壁上，有的附生在樹幹上或纏繞攀附在樹幹上，也有少數種類生長在海邊、池塘、水田或濕地草叢中。蕨類植物絕大多數是草本植物，極少數種類，比如桫欏，能長到幾米至十幾米高。
現在地球上生存的蕨類約有12 000 種，分布世界各地，但其中的絕大多數分布在熱帶亞熱帶地區。我國約有2600種，多分布在西南地區和長江流域以南。我國西南地區是亞洲、也是世界蕨類植物的分布中心之一，雲南的蕨類植物種類達到約1400種，是我國蕨類植物最豐富的省份。我國寶島台灣，面積不大，但蕨類植物有630餘種之多，台灣是我國蕨類植物最豐富的地區之一，也是世界蕨類物種密度最高的地區之一。
參考資料：
2.馨意芳香植物網:http://www.herbun.com/
3.白雲山植物網:http://202.116.65.193/jinpinkc/zhiwuxue/web2004/source/bys/baiyun/tour.htm
4.景觀66網>>植物庫:http://www.landscape66.com/plant/Index.html
5.中國入侵生物網:http://go.sciencer.net/ias/
