莎草科
禾本目莎草科植物
莎草科(拉丁學名Cyperaceae)是顯花植物的一科,約5000種,為單子葉植物綱的禾草樣草本植物,分佈於潮濕地區。莎草科的特徵為:莖實心,橫斷面常為三角形,葉基部具葉鞘,葉鞘的兩側邊緣互相接合;某些種類的葉片已退化;花小,聚生成小穗,小穗外無葉狀的苞片包圍。花由一枚雌蕊和2~3枚雄蕊構成,生於特稱為穎片的鱗片腋間。莖的高度從數厘米至4厘米以上。幾乎所有種類均為風媒傳粉。
莎草科是陸地生態系統的重要構成者,併發揮固沙護土、土壤改良、水源凈化、光合物質的固定與碳循環等重要作用。該科植物在世界各地廣泛存在,並影響著人類的生產、生活,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、同時也是中國然草地中,飼用價值高、分佈面積廣、數量多的一類優良牧草。
莎草科植物廣佈於全世界潮濕地區。除了人類現已利用的該科物種外,絕大部分有著更大的經濟和社會價值尚未被人類認識和利用,蘊涵著巨大的資源潛力。
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,花藥底著;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。
有的可供編席或造紙,如席草、藨草、短葉茳芷、細輻射枝藨草、扁稈藨草、水毛花等。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)。有些可入葯,如荊三棱、香附子、短葉水蜈蚣等。還有的如白穎苔草、異穗苔草等,可作草坪,美化環境。
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,廣佈於全國,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,藨草族和莎草族廣佈於全國各省,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。
檢索號 | 描述 | 中文名 |
1 | 花兩性或單性,而無先出葉所形成的果囊。 | 藨草亞科 |
2 | 花兩性。 | |
3 | 鱗片螺旋狀排列;下位剛毛存在或因減退趨向缺如。 | |
4 | 小穗多半有靜多兩性花。 | 藨草族 |
5 | 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。 | 刺子莞族 |
6 | 鱗片不為螺旋狀而為兩行排列;下位剛毛缺如。 | 莎草族 |
7 | 花單性,極少兩性。 | |
8 | 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。 | 割雞芒族 |
9 | 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。 | 珍珠茅族 |
10 | 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。苔草族Cariceae Nees | 薹草亞科 |
薹草亞科 Caricoideae PAX | 薹草族 CaricealeNees | 薹草屬Carex 嵩草屬Kobresia |
藨草亞科Scirpoideae Pax | 莎草族 Cypereae Nees | 翅鱗莎屬 Courtoisia 莎草屬 Cyperus 水莎草屬 Juncellus 水蜈蚣屬 Kyllinga 磚子苗屬 Mariscus 扁莎屬 Pycreus 斷節莎屬 Torulinium |
割雞芒族 Hypolytreae Nees | 割雞芒屬 Hypolytrum 石龍芻屬 Lepironia 湖瓜草屬 Lipocarpha 擂鼓艻屬 Mapania 野長蒲屬 Thoracostachyum | |
刺子莞族 Rhynchosporeae Nees | 克拉莎屬 Cladium 黑莎草屬 Gahnia 鱗籽莎屬 Lepidosperma 海濱莎屬 Remirea 刺子莞屬 Rhynchospora 赤箭莎屬 Schoenus | |
藨草族 Scirpeae Kunth | 扁穗草屬 Blysmus 球柱草屬 Bulbostylis 羊鬍子草屬 Eriophorum 飄拂草屬 Fimbristylis 芙蘭草屬 Fuirena 荸薺屬 Heleocharis 藨草屬 Scirpus | |
珍珠茅族 Sclerieae Dumort. | 裂穎茅屬 Diplacrum 珍珠茅屬 Scleria |
Cyperaceae莎草科,單子葉植物,莎草目,約4000種,廣佈於全世界,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,有些入葯,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。
莎草科常與早熟禾科(Poaceae)植物——禾草——相混莎草科(6張)淆,但藉上述特徵可與之鑒別。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)。
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。