植物資源學李景照ljzqbasic@南陽師范學院生科院緒論總論各論

第一章植物資源的分類、分布和特點第二章植物資源的開發利用第三章植物資源調查和評價第四章植物資源的保護與管理第五章食用植物第六章藥用植物第七章工業用植物第八章防護及觀賞植物第九章其它類植物資源緒論1.植物資源的概念2.我國植物資源的研究和開發利用概況3.國外對植物資源研究的概況4.植物資源學的任務、內容和要求1.植物資源的概念1.1概念：自然界中在一定的時間、空間、經濟技術和社會人文背景條件下，對人類有直接或間接開發利用價值植物的總和。時間性空間性人類認識水平和技術手段的限制人類的審美觀點和個人喜好利用價值的相對性概念的特性：1.植物資源的概念1.2植物資源的重要性人類和其他動物賴以生存的基礎：是人類食物、藥物和各種工業原料的來源，滿足人類生活的各個方面植物資源的不可替代性：科學發展到今天的水平，植物產生的一些對人類有用的代謝產物也不能用化學方法合成，而且，在可以預見的將來，化學合成也不可能完全代替植物自然合成的一些資源性物質。生物多樣性的基礎，植物資源的綜合開發利用，瀕危植物遷地保護。1.植物資源的概念1.3我國豐富的植物資源地球上已知植物種類50萬種，其中高等植物30萬種左右，我國有3萬余種高等植物，植物資源極其豐富，維管植物僅次于印度尼西亞和巴西。2.我國植物資源的研究和開發利用概況2.1中國植物資源開發歷史悠久，特別是積累了植物資源開發利用的寶貴經驗新石器時代（距今7000年）：浙江余姚河姆渡發現有大量的稻谷、稻殼和稻葉及葫蘆科的小葫蘆種子《詩經》中涉及大量的植物名稱：有130多種，如：碩鼠碩鼠,無食我黍。——《詩·魏風·碩鼠》秦漢時期的《神農本草經》：最早的以植物為主的藥物學專著，藥用植物252種北魏時期的《齊民要術》：大致分為糧食作物（包括禾谷類、豆菽類、大麻、胡麻等）、蔬菜、果樹、槡柘、竹木等經濟作物。明代李時珍的《本草綱目》：一千余種植物，分成草、谷、菜、果和木等五部，和山草，芳草等三十類清代吳其濬的《植物名實圖考》：記錄植物1714種，將其分為谷、蔬、山草、隰草、石草、水草、蔓草、芳草、毒草、群芳、果和木等十二類

2.我國植物資源的研究和開發利用概況2.2建國后的植物資源研究概況：基礎研究方面：中國植物志（1959-2004）以及個地方植物志的逐步完成；編著全國性和地方性植物資源的專著《中國經濟植物志》（1961），按單項用途一種次計，共達2411種。《中國辛香料植物資源開發與利用》（2007），張衛明肖正春編著，東南大學出版社《中國蜜源植物》（1983），徐萬林著，黑龍江科學技術出版社《中國有毒植物》（1987），陳冀勝，鄭碩編，科學出版社《中國油脂植物》（1987），賈良智,周俊主編，科學出版社《中國資源植物利用手冊》，王宗訓主編，中國科學技術出版社地方資源植物有：吉林、黑龍江、河南、安徽、河北、青海、山東等相關的植物學期刊雜志：植物學報、植物學通報、植物研究、廣西植物、西北植物學報、武漢植物學報、云南植物研究、中國野生植物資源等

2.我國植物資源的研究和開發利用概況2.2建國后的植物資源研究概況：應用研究方面：建立各級植物保護區和藥用植物園：引種馴化栽培管理，如水杉和銀杏的開發利用，現在世界各地都引種栽培；北京大道南側的鵝掌楸（馬褂木）開發一批新的植物資源：紅豆杉屬（Taxus）植物在上世紀90年代以前還未被人們當作資源植物，在其產地未遭受任何破壞.自1992年美國FDA正式批準紫杉醇（從紅豆杉屬植物樹皮及葉中提取）用于卵巢癌和乳腺癌治療，紅豆杉屬植物成了重要的資源植物，遭到了嚴重破壞，在我國更為嚴重。1999年國家將紅豆杉列為一級保護植物。從黃花蒿（菊科蒿屬Artemisiaannua）中提取抗瘧成分青蒿素。新的油脂植物：油瓜（葫蘆科油渣果屬Hodgsoniamacrocarpa）、蝴蝶果（大戟科蝴蝶果屬Cleidiocarponcavaleriei）能源植物：麻風樹（大戟科麻風樹屬Jatrophacurcas）紅豆杉Taxuschinensis

黃花蒿Artemisiaannua油瓜Hodgsoniamacrocarpa蝴蝶果Cleidiocarponcavaleriei

能源植物：麻風樹Jatrophacurcas

豆科植物瓜兒豆Cyamopsistetragonoloba

提取的一種豆類纖維，屬于天然半乳甘露聚糖，同谷物纖維等組成的復合纖維素是較理想的降低人血脂水平和防治動脈硬化的膳食成分，在食品行業中，有良好的乳化性與增稠性，可做品質改良劑，穩定劑，增稠劑，乳化劑，填充劑。

豆科植物田菁Sesbaniacannabina

種子的胚乳中含有約33-39%的田菁膠，經粉碎后得到的水溶性植物膠，為半乳甘露聚糖膠，用作食品添加劑和石油采礦鉆孔液等。3.國外對植物資源研究的概況3.1基礎研究：國外對植物資源的重視程度遠遠大于我國，他們將植物資源看做是“資源庫”和提高栽培植物產量和質量的“種質庫”。多數國家都設置了種質資源研究機構。并頒布了保護植物種質資源的法規或條例，出版了具有世界性野生植物研究刊物，如英國的大英博物館、邱園植物園，收藏著全世界的植物蠟葉標本，并出版了邱園植物名錄，是世界各國研究和考證植物時的重要參考資料。世界各國都出版了本國的《植物志》，有的國家還專門出版了野生植物的書刊，如前蘇聯的《蘇聯野生有用和工藝植物》和《植物資源》雜志，專門報道蘇聯國內和世界上研究野生資源植物的最新成果和研究方法，許多國家都有《植物學》雜志刊物，這些著作和刊物中均發表一些野生植物資源開發利用的情況。與植物相關的期刊和雜志：國外：AmericanJournalofBotany、InternationalJournalofPlantSciences、AnnalsoftheMissouriBotanicalGarden、BotanyJournaloftheLinneanSociety、AustralianJournalofBotany、AnnalsBotany、BotanicalGazette、Arnold.Arb.、Planta、BotanicalReview、EconomicBotany（1947創刊）3.2應用研究：前蘇聯報道了許多野生小漿果類資源的綜合利用情況，特別對沙棘(HippopeaerhmnoidesL.)資源的綜合開發利用報道的資料較豐富。美國：從50年代開始重視藥用植物，如抗腫瘤藥物，篩選了11萬個植物提取液，已證實有作用的5000個左右。德國：如從番荔枝中分離出的附子堿是一種較好的強心藥。從銀杏中提取出治療冠心病新藥“銀杏內酯”，效果顯著。法國：當前醫藥工業的發展趨勢是轉向天然藥物，以克服合成藥物的副作用。特別是從東方天然藥物中篩選新藥，如從玫瑰中找到7-羥基玫瑰樹堿和9-氨基玫瑰樹堿，具有抗腫瘤作用。日本在野生植物的染色體、化學成分上研究的較多，特別對抗癌植物的篩選研究上，取得了可喜的成果。3.國外對植物資源研究的概況4.植物資源學的任務、內容和要求學科特點：綜合性邊緣學科研究內容：1植物資源分類系統的研究：根據植物資源利用方式、服務對象等完善或建立合理的植物資源分類系統。2植物資源內含化學成分的研究：對開發利用新植物資源具有理論和指導作用。食用野果、野菜、飼用植物資源需研究其營養成分的含量，色素植物資源需研究其呈色物質的結構，甜味劑植物資源需分離出該植物中的甜味物質。藥用植物資源需研究其有效成分。3植物資源生態生物學特性研究。4植物資源引種馴化和栽培繁育研究。如新西蘭成功引種奇異果，我國海南成功引種橡膠樹。5植物資源綜合開發利用研究。6植物資源的保護管理和可持續利用的研究：遷地保護第一章植物資源的分類、分布和特點一、植物資源的分類二、我國植物資源的分布三、植物資源的特點一、植物資源的分類1.按照植物學中的植物分類系統進行分類。植物分類系統是植物資源分類的基礎，進行植物資源分類必須具備基礎的植物分類知識，當前常見的植物系統有：德國植物學家恩格勒系統A.EngleretPrantl《植物自然分科志》1897英國哈欽松J.Hutchinson《有花植物科志》1926蘇聯塔赫他間A.Takhtajan1954美國柯郎奎斯特A.Cronquist1980吳征鎰的八綱系統張宏達系統此系統不利于植物資源利用研究，但為植物資源的利用提供基本參考數據，為尋找替代植物資源提供依據。一、植物資源的分類2.按植物資源用途分類1960年，我國植物學家在全國資源植物普查的基礎上，在編寫的《中國經濟植物志》中，將記載的2411種植物分為：中藥類、獸藥類、農藥類、纖維類、淀粉類、油料類、芳香油類、鞣料類、橡膠類、樹膠樹脂類、皂素類、染料類、飼料類、野菜類、野果類、蜜源類、觀賞類等二十多類。1983年，植物學家吳征鎰將植物資源分為栽培植物和野生植物二大類，野生植物資源分為食用植物資源(包括直接食用或間接食用植物)、藥用植物資源、工業用植物資源、防護和改造環境植物資源、種質資源等五大類，每類又分為若干類。1989年，王宗訓在《植物資源利用手冊》一書中將植物資源分為纖維植物、淀粉及糖類植物、油脂植物、鞣料植物、芳香油植物、樹脂植物、樹膠植物、保健飲料食品植物、甜味劑植物、色素植物、飼料植物、農藥植物、皂素植物等14類。1994年，董世林教授植物資源分類系統：2種類型、6大類、25小類。（一）成分功用植物資源1、飲食用植物資源：野果、色素、淀粉、油脂、芳香、野菜、飼用、蜜源、甜味劑2、藥用植物資源3、工業用植物資源：芳香、油脂、淀粉、樹脂、鞣質、樹膠4、農業用植物資源：綠肥、農藥（二）株體功用植物資源1、株體自身功用植物資源：能源、纖維、木材、寄主、種質2、株體效益植物資源：指示、環保、綠化觀賞、防風固沙、水土保持。中國植物志分類系統：參考吳征鎰的分類系統及教材內容并略做修改：食用植物：淀粉、油脂、果樹、野菜、芳香油、色素、甜味劑和飲料。藥用植物：營養器官（根、莖、葉）、生殖器官（花、果實、種子）和全株均可入藥。工業用植物：纖維、樹脂、樹膠和鞣料防護及觀賞植物：觀賞植物資源其它類植物資源：農藥及能源植物二、我國植物資源的分布我國地域遼闊，氣候變化多樣，地形結構復雜，植物發生成分復雜，形成了我國豐富多彩的植物資源，我國維管植物398科，3421屬，3萬種以上。其中喬木樹種達兩千余種，材質優良、經濟價值較高的樹種近一千種，藥用植物6000種，香料植物350余種，油脂植物800余種，釀酒與食用植物300余種。影響植物分布的環境因素：溫度、水分、地形等。我國野生植物資源的區域分布：根據氣候、土壤、植被類型及農業分布等因素分為8個自然地區。東北區、華北區、華中區、華南區、西南區、西北區、內蒙區和青藏區二、我國植物資源的分布地區地理范圍氣候土壤植被類型典型植物資源東北區東三省及內蒙大興安嶺地區寒溫帶和溫帶的濕潤和半濕潤氣候黑土和黑鈣土，山地棕色森林土寒溫帶針葉林、山地針闊混交林和森林草原人參、紅松、遼細辛、北五味子等華北區遼寧西部、河北、山西、陜西、寧夏南部、甘肅東南部、河南和安徽淮河以北、江蘇黃河故道以北及北京和天津暖溫帶氣候棕壤，沿海地區為沖積性褐土和鹽堿土、山地丘陵棕色森林土落葉闊葉林、旱生落葉闊葉林、半旱生落葉闊葉林草原、森林草原黨參、甘草、黃芪、半夏、連翹、枸杞、寧夏枸杞等華中區安徽的淮南、江蘇舊黃河南、河南東南、浙江、上海、江西、湖南、湖北東部、廣西和廣東北部、福建大部亞熱帶季風氣候黃壤、紅壤和黃棕壤北亞熱帶長江中下游平原混交林、中亞熱帶丘陵盆地常綠林和沿海常綠林山茱萸、烏藥、銀杏、青檀等華南區北回歸線以南的云南、廣東和廣西、福建南部、臺灣、海南和南海諸島熱帶季風氣候磚紅壤和磚紅化紅壤常綠熱帶雨林、季雨林和熱帶常綠闊葉林海南粗榧、檳榔、肉桂、胡椒、椰子和芒果等西南區云貴高原北部、廣西盆地北部、四川盆地、陜西秦嶺以南、湖北西部等亞熱帶高原盆地紅壤、黃壤和黃棕壤北亞熱帶山地混交林、冬蟲夏草、茯苓、黃連、貝母等西北區內蒙古西部、甘肅祁連山以北、新疆大部內陸干旱氣候栗鈣土、棕鈣土、灰鈣土和荒漠土溫帶荒漠、山地草原和針葉林沙棘、雪蓮、唐古特大黃等內蒙區內蒙古中部、寧夏北部、陜西北部、河北北部溫帶內陸干旱半干旱季風氣候栗鈣土、棕鈣土草原植被甘草、草麻黃、防風、蒙古黃芪、寧夏枸杞等青藏區西藏和青海全境、四川云南甘肅新疆的部分地區高原氣候高山草甸土和高山寒漠土針闊混交林和寒溫帶針葉林藏紅花、雪蓮、紅景天等三、植物資源的特點1.可再生性：指在自然和人為條件下，植物具有不斷的產生新個體繁殖后代和修復自身組織器官的再生能力，它是植物資源的基本屬性。2.易受威脅性：指植物受自然災害和人為破壞而導致某些植物種類減少，以至絕滅的特性，如人參、天目、冬蟲夏草、雪蓮等。3.化學成分的相似性:植物化學分類學和植物系統分類學，植物近緣屬成份一般比較相似。4.利用的時間性：植物資源的采收，主要依據其個體產量和化學成分的變化，這二個因素決定了特定資源植物采收的時間。“三月茵陳四月蒿，五月茵陳當柴燒”。說的是茵陳蒿只有在早春采收才有藥用價值。不同各類的資源植物，其采收的時間不同，起決定作用的因素是其經濟指標，即“有效成分的含量”三、植物資源的特點5.用途的多樣性：植物各類的多樣性和植物功能的多樣性，決定了植物資源用途的多樣性。它是我們對植物資源進行綜合開發、多種經營的重要依據。6.可栽培性：理論上講所有的野生植物資源都可以栽培，掌握植物生活環境和生長的特性有利于植物的引種馴化。7.分布的地域性：地球上不同區域地理、氣候、土壤等特性的差異，決定了植物資源分布的區域性。8.價值的潛在性：植物價值的有用和無用的相對性決定了所有植物都有潛在的價值，從生態效益和社會效益來考慮，幾乎所有的植物都具有一定的作用，是構成生物多樣性的基礎。9.資源的分散性：植物資源在自然界中的分布，具有分散于其他種群的特性。第二章、植物資源的開發利用1.野生植物資源開發的層次一級開發：主要是原材料的生產，引種、馴化和栽培。二級開發：產品的深加工，側重于工業生產，化學提取，食品加工技術的應用。三級開發：系統開發，多學科綜合開發，西洋參的發現，理論依據為傳動藥用植物和東亞北美植物間斷分布。植物產品的開發受市場規律和人們消費觀念的制約，中藥市場的不規范性，價格受到收到大囤積商的制約，大蒜價格的波動性也說明大蒜的層次加工未做到位。第二章、植物資源的開發利用2.植物資源開發利用的方法古今文獻研究：古文獻和現代科技文獻系統研究法：理論依據是植物體內有用成分在植物界中分布與植物系統發育的相關性，即利用近緣屬植物成分的相似性，發掘新資源的方法，一般選取同屬植物。民族植物學法：以傳統利用植物資源的調查、編目和定性描述為特征，以植物多樣性和文化多樣性的協同演化關系為主線，研究人類利用植物的文化行為與實踐過程，及其對植物物種和生態系統的影響，經歷了描述研究階段、解釋研究階段到應用研究階段。第二章、植物資源的開發利用3.植物資源合理開發利用的途徑充分發揮野生植物資源優勢，進行有計劃而合理的采收、挖掘、砍伐和剝取，使野生植物資源永遠保持其資源優勢，以利永續利用。充分利用農業和生物技術及其先進手段，進行引種馴化、人工栽培、組織培養及采用遺傳工程技術，使一些稀少、珍貴的植物資源迅速增加其數量、提高質量，為植物資源的開發利用擴大或建立原料基地。通過提取、加工、精制等工業途徑，使植物資源按市場需要形成名優新產品。采取一物多用綜合開發途徑。如山楂果在加工食品的同時，還可生產活性炭。第二章、植物資源的開發利用4.擴大野生植物資源產量的方法與途徑野生植物資源的引種、馴化與栽培，提高栽培技術。生物技術在擴大野生植物資源生產中的應用組織培養技術：快繁、脫毒，得到優良種苗。細胞工程：生產次級代謝產物。合成、半合成成分在擴大原料生產中的意義嚴格來講，化學合成的方法不是資源植物學研究疇，但通過資源植物學的研究，找到目標產物后，可通過化學合成方法取代野生資源，以達到保護環境的目的。半合成方法，是對植物源的成份進行化學改造，如異構化改造。青蒿素、紫杉醇的應用就是成功的例子。第二章、植物資源的開發利用5.植物資源開發利用的原則在保護野生植物資源的基礎上，維持最高產量的原則局部利用與整體利益統一的原則。生態利益大于其他一切利益。綜合開發利用，提高經濟效益的原則。根據市場需求，不斷開發新資源的原則。植物資源開發利用的具體步驟與方法總體步驟（針對某個地區）：（1）進行植物資源調查。（2）對有開發利用價值的植物資源，做全面成分分析。（3）建立栽培基地，進行人工栽培和引種馴化。（4）研究加工工藝。已經研究比較深入的植物：選取合適的適應基地進行種植和加工，特別是對于國外引種植物。第三章植物資源調查和評價1.植物資源調查的特點：區域性：國家、省（自治區）、縣（市）和局部區域等不同級別。時間性：動態性，野生植物資源在利用的過程中是不斷變化的，隨著人類認識逐步的更新的。資源調查的分類：普查性（包括所有植物資源）、專業性（某一類的植物資源）和生產性（僅為一兩個重要種，以生產基地建設為目的）。第三章植物資源調查和評價2.植物資源調查步驟：（1）在野外條件下對各種植物進行簡易測定，通過化學檢測，確定可作為何類植物資源使用。（2）在野外初步測定有利用價值的，則收集一定數量帶回室內，作進一步化學分析和開發利用實驗。（3）野生植物資源調查內容：野生植物資源名錄：以科為序，有學名、中名、俗名、生境、分布規律、經濟利用部位。主要野生資源植物儲量(三個方面)：經濟儲量：指某種資源植物可利用部位，符合有關質量標準的重量。總儲量：指調查地區內某種資源植物現存經濟儲量之總和。經營儲量：指總儲量中，可能采收利用的部分。野生植物資源分布圖：把野外工作業務底圖的調查要素繪到地形圖上。第三章植物資源調查和評價3.野外確定各類植物資源種類的具體方法：（1）淀粉植物：利用淀粉遇碘或碘化鉀溶液變藍的性質，將材料切成薄片，滴上少許0.001N碘液，觀察有無顏色變化。（2）油脂植物資源：將果實或種子放在白色紙或普通粗糙紙上，壓碎，觀察紙上有無透明油跡，及所留油跡大小，初步判斷否含油及含油量的大小。（3）芳香油植物資源：把采到的植物揉碎，嗅其有無芳香味及強烈程度，初步確定是否含有芳香油及其含量。（4）橡膠及樹脂植物資源：將植物砍傷或折斷，若有乳汁或絲，則收集少許放在手上揉搓，使水分蒸發，殘余物如有彈性，說明含有橡膠。將植物砍傷，傷口若有液體流出，且液體暴露于空氣中，逐漸變粘，最后干燥，說明含有樹脂。（5）鞣質植物資源：用無銹的鐵制小刀，切開植物，若小刀及斷面上很快變為藍黑色，說明含有鞣質。第三章植物資源調查和評價4.野生植物資源調查的內容和方法明確調查目的，設計調查的思路和方法。第一、種類和數量分布的調查：主要通過野外采集標本記錄野外的信息，需要準備的設備：工作標本夾、吸水的草紙、掛號牌、野外記錄本、采集的工具枝剪、GPS定位儀、測量工具（做樣方用）、鉛筆、塑料袋、如果需要測量DNA的還要固定液。需要記錄的主要信息：采集時間、地點（經緯度）、標本編號、采集人、海拔、生境、生長習性、植物高度、胸徑、多度、俗名、花果期、科屬名稱、主要利用的部位等調查的方法：主要線路調查、樣地的調查、并結合當地情況訪問調查第三章植物資源調查和評價第二、資源貯量調查：此調查多用于林業森林的蓄積量的計算和評估和藥用植物資源的評估：準備工作及樣地的選取：典型樣方的選取需要記錄的信息：植物高度、蓋度、密度、生物量、利用部位生物量、針對不同的樣方類型選取不同的信息，第三章植物資源調查和評價野生植物資源貯量的計算：單株產量：植物利用部位的平均產量單位面積產量：單位面積野生植物資源種的生物量或樣方平均利用部位的生物量，利用單株產量和樣方密度來換算單位面積產量。貯藏量：某一時期內一個地區某種植物資源的利用部位生物量單位面積平均產量×分布面積單株平均產量×單位面積平均密度×分布面積蓋度產量×平均蓋度×分布面積經濟量：某一時期內一個地區有經濟效益植物的貯藏量，貯藏量×達到采收標準的比率年允許量：不影響其自然更新和保證持續利用的采收量。在研究種群增長內力的基礎上估算出可以采收的比例，一般為經濟量×比例更新能力的調查：一般為固定樣方調查（或永久樣地），地下部分采用定期挖掘法，地上部分采用定期測量。第三章植物資源調查和評價野生植物資源利用現狀調查：植物名稱、用途、利用方法、產品性質、銷售去向、市場價格、栽培情況、收購價格、需求量、生產企業、保護情況等。野生植物資源調查成果圖：野生植物資源分布圖：野生植物分布特點規律的直觀表達，結合植被圖或者簡易的分布規律圖。野生植物資源貯量圖：反映某地區植物資源儲備量的特點和規律，資源總量和每種植物利用的關系。野生植物利用現狀圖：利用現狀調查的數據繪制。第三章植物資源調查和評價5.野生植物資源綜合分析和評價開發利用效率評價生產效率：年實際采收量與／年允收量經濟效率：年實際采收量與／年總消耗量生態效率：（年允收量－年實際采收量＋資源恢復或更新量）／年實際采收量利用潛力綜合評價主要方法為：經驗判斷、極限條件和定量分析（累加體系、乘積體系、模糊綜合分析和聚類分析）定量分析法較常用，但是設置各類指標需要綜合考慮各種因素受威脅狀況評價設置評價指標、量化評價指標、綜合分析各項指標價值重要性評價國際自然保護聯盟（IUCN）和世界自然基金會（WWF）聯合植物保護計劃，植物專家制訂了初步評價方法草案制訂了野生植物價值重要性的評價方法。第三章植物資源調查和評價6.調查報告的撰寫主要內容：綜述：調查目的和任務，調查地的社會經濟和自然環境概況方法：調查的具體工作方法，調查的組織領導和工作過程，調查的內容結論：資源現狀分析、綜合的評價、開發保護的意見或建議以及對未來工作的展望附件資料：植物的名錄，植物資源的分布圖、貯量圖和利用現狀圖，分析的數據和結果，圖版或圖片等第四章植物資源的保護與管理1.物種滅菌或受威脅的人為因素生境的破壞、片段和退化外來物種的引入和疾病：飛機草，薇甘菊資源的過度利用2.物種受威脅與保護的等級劃分受威脅等級劃分：滅絕種類瀕危種類漸危種類稀有種類未定種中國珍稀瀕危保護植物級別中國珍稀植物保護名錄：一級、二級和三級第四章植物資源的保護與管理3.植物