莎草科

禾本目莎草科植物

莎草科(拉丁学名Cyperaceae)是 种子植物 的一科,约5000种,为单子叶植物纲的禾草样草本植物,分布于潮湿地区。莎草科的特征为:茎实心,横断面常为三角形, 叶基部 具叶鞘,叶鞘的两侧边缘互相接合;某些种类的叶片已退化;花小,聚生成 小穗 ,小穗外无叶状的苞片包围。花由一枚 雌蕊 和2~3枚 雄蕊 构成,生于特称为颖片的鳞片腋间。茎的高度从数厘米至4厘米以上。几乎所有种类均为风媒传粉。

莎草科是陆地生态系统的重要构成者,并发挥固沙护土、土壤改良、水源净化、光合物质的固定与碳循环等重要作用。该科植物在世界各地广泛存在,并影响着人类的生产、生活,众多种类成为人类发展中重要的生产资料、食物资源、饲用资源、同时也是中国天然草地中,饲用价值高、分布面积广、数量多的一类优良牧草。

莎草科植物广布于全世界潮湿地区。除了人类现已利用的该科物种外,绝大部分有着更大的经济和社会价值尚未被人类认识和利用,蕴涵着巨大的资源潜力。

特征与分布

多年生草本 ,较少为一年生;多数具 根状茎 少有兼具块茎。大多数具有三稜形的秆。叶基生和秆生,一般具闭合的 叶鞘 和狭长的叶片,或有时仅有鞘而无叶片。 花序 多种多样,有 穗状花序 , 总状花序 , 复总状花序 , 头状花序 或长侧枝聚 花序; 小穗 单生,簇生或排列成穗状或头状,具2至多数花,或退化至仅具1花;花两性或单性,雌雄同株,少有雌雄异株,着生于鳞片(颖片)腋间,鳞片复瓦状 螺旋 排列或二列,无花被或花被退化成下位鳞片或下位 刚毛 ,有时 雌花 为先出叶所形成的果囊所包裹; 雄蕊 3个,少有2-1个,花丝线形, 花药 底着;子房一室,具一个 胚珠 , 花柱 单一, 柱头 2-3个。果实为小坚果,三稜形,双凸状,平凸状,或球形。

莎草科含皂 类(saponins)、 丹宁 (tannins)、 酚酸 (phenolicacids)、 黄酮 (flavonoida)、生物碱(alkaloids)和 类( 萜类化合物 )等。约90属4000余种,广布全世界。 中国 约有28属800余种。南北均产。大多生长在潮湿处或 沼泽 中,也生长在山坡草地或林下。

经济价值

有的可供编席或 造纸 ,如 茳芏 、 藨草 、短叶 芷、 细枝藨草 、 扁杆荆三棱 、水毛花等。有些种类的块茎可供食用,如 荸荠 、 油莎草 等。有的为优良牧草,如 高山嵩草 (见 嵩草属 )、 柄状薹草 (Carex pediformis)、 低苔草 (见 薹草属 )。有些可入药,如 荆三棱 、 香附子 、 短叶水蜈蚣 等。还有的如 白颖苔草 、 异穗薹草 等,可作草坪,美化环境。

分类

以往 分类学 家均认为莎草科和 禾本科 关系密切。1934年J. 哈钦森 将莎草科与禾本科分开, 禾本目 仅包括莎草科,以后形态学、细胞学的资料也支持这个观点。但禾本科的 小穗 和莎草科的小穗仅在外形上相似。禾本科的花顶生,子房为侧膜 胎座 ,由古老类型所衍生,胚偏生 胚乳 的一侧。莎草科的花侧生, 胚珠 为基生胎座,源自古老的特立中央胎座,胚位于胚乳的中央。此外,在 种子植物 中, 染色体 极大部分具一个着丝点,只有在莎草科和 灯芯草科 的种类中,其染色体具有分散的着丝点。莎草科和灯心草科的 花粉 粒为单粒花粉样的四合体,在4个成员之间没有分开的壁。1个核正常发育,其余3个通常在花粉的“底部”找到。从 形态发生 和细胞学上看,莎草科的花粉粒应称为四合体;从外壁的形态上看,则应称为单花粉(或假单花粉)。染色体和花粉形态都表明莎草科与灯心草科关系密切。

本科分为2个 亚科 。

藨草 亚科 小穗 通常多花;鳞片螺旋状或成二列排列;花两性或单性,无先出叶所形成的果囊。本亚科分5族:

①藨草族(Scirpeae), 中国 有7属。

② 刺子莞 族(Rhynchosporeae),中国有6属。

③莎草族(Cypereae),中国有7属。

④割鸡芒族(Hypolytreae),本族有5属。

⑤珍珠茅族(Sclerieae),本族只有2属。

苔草 亚科花单性, 雌花 有先出叶,大多先出叶在边缘合生而成果囊,很少完全离生。本 亚科 有1族2属。

全世界约80余属4000余种,中国有28属500余种,广布于全国,多生长于潮湿处或 沼泽 中,苔草族多产于 东北 、 西北 及 华北 或西南部高山地区,南方种类较少,藨草族和莎草族广布于 全国各省、自治区、直辖市高级人民法院和中级人民法院管辖第一审民商事案件标准 ,刺子莞族和珍珠茅族多产于 华中地区 、华东以及南部各省,割鸡芒族则只产于热带亚热带地区。

植物学史

Cyperaceae莎草科, 单子叶植物 , 禾本目 ,约4000种,广布于全世界,中国有31属,670种,全国皆产之,其中有些可为织席或制纸的原料,有些入药, 荸荠 的块茎可食或提取淀粉。

多年生或一年生 草本 ;秆实心,常 黑三棱 形,无节;叶通常3列,有时缺,叶片狭长,有封闭的 叶鞘 ; 花小 ,两性或单性,生于 小穗 鳞片(常称为颖)的腋内,小穗复排成 穗状花序 、 总状花序 、圆锥状花序、 头状花序 或 聚伞花序 等各种花序;花被缺或为下位 刚毛 、丝毛或鳞片; 雄蕊 1-3;子房上位,1室,有直立的 胚珠 1颗, 花柱 单一,细长或基部膨大而宿存, 柱头 2-3;果为一 瘦果 或小坚果。

中国的主要属有: Carex , Cyperus , Fimbristylis ,Heleocharis, Kobresia , Mariscus , Scirpus , 珍珠茅属 等等。

物种区别

莎草科常与 早熟禾 (Poaceae)植物——禾草——相混淆莎草科(6张),但藉上述特征可与之鉴别。例如,禾草的茎圆形,中空;叶有鞘,但叶鞘不闭合;花由2枚苞片包围, 小穗 又由2枚苞片包围。

虽然莎草科植物外形似禾草,莎草科又与早熟禾科同置於 禾本目 (Cyperales)中,但越来越多的证据表明,与莎草科亲缘关系最近的却是 灯芯草科 (Juncales)的灯心草科(Juncaceae)。

类别

莎草科中的大属包括 薹草属 ( Carex ,约2,000种)、 莎草属 ( Cyperus ,近650种)、 刺子莞属 ( Rhynchospora ,约250种)以及 飘拂草属 ( Fimbristylis )、 荸荠属 ( Eleocharis )和 珍珠茅属 ( Scleria ),後3属各约200种。其它较大的属有 球柱草属 ( Bulbostylis ,约100种)和 赤箭莎属 ( Schoenus ,约100种)以及 擂鼓簕属 ( Mapania ,约80种)。

虽然总的说来莎草科的 经济意义 不大,其中一些种却十分著名。如 纸莎草 (Cyperus papyrus), 古埃及 人将其茎剖成 薄片 ,压平後用作缮写材料;现 纸莎草 常栽作观赏植物。其它栽培属包括 薹草属 、 荸荠属 、 藨草属 ( Scirpus )及 羊胡子草属 ( Eriophorum )。 伞草 (Cyperus alternifolius)又称 风车草 ,为受欢迎的盆栽植物,高可达1.2公尺,每个茎顶端均生有一簇排成伞形的叶片。

黄 坚果 莎草 (C. esculentus,即可食莎草)在许多北温带地区被视为 禾草 样 禾本科杂草 ,其黄色形似坚果的块茎以及与之近缘的 莎草属 种类的块茎可食,尤其是黄坚果莎草的一个变种——栽培可食莎草(Cyperus esculentus sativus),又称地杏仁,其块茎富含淀粉、糖及脂肪。 荸荠 (Eleocharis dulcis)的球茎和同属一些种类的球茎可食。垂头 藨草 ( Scirpus cernuus)和 水葱 (S. tabernaemontani)两个种常栽培於 沼泽 花园和 水生 植物园 中。 羊胡子草属 的种类也是沼泽花园中爱种的植物。