一、植物的基本类群
在漫长的地质年代中,由于气候和地质条件的不断变化,有些植物衰亡了,有些则繁盛起来,同时不断产生新的植物种类,构成了现在种类繁多、形态各异的植物界。现在已知植物约50万种,它们的形态结构、生活习性以及对环境的适应性千差万别。通常将地球上的植物分成藻类植物、菌类植物、地衣、苔藓植物、蕨类植物和种子植物等类群。从植物体的外形观察,藻类植物、菌类植物和地衣,都没有根、茎、叶的分化,称为低等植物;而苔藓植物、蕨类植物、种子植物都有根(苔藓植物只有假根)、茎、叶的分化,称为高等植物。
森林植物是与森林组成密切相关的植物。广义上讲,森林植物包括孢子植物和种子植物;狭义的森林植物仅指种子植物中的木本植物。森林植物不仅向人类提供衣、食、住、行诸多方面的物质财富,而且越来越显示出其环境效益。因此,保护森林植被、保护森林植物物种和保护环境,已成为森林植物研究的重要目的。
1.藻类植物。藻类植物一般都具有进行光合作用的色素,能进行光合作用,营自养生活。其大小和形态结构差异很大,没有根、茎、叶的分化,如海带、发菜等。藻类植物多生活于水中,陆生的较少。对环境条件的要求不高,适应环境的能力很强。
2.菌类植物。菌类植物在水、空气、土壤以及动植物的体内都可生存。其形态多种多样,有单细胞的,也有多细胞的。有些体积很小,约为1纳米,必须在显微镜下才能看到。有些体积较大,肉眼可见。绝大多数菌类没有叶绿素,不能进行光合作用,是异养植物,以寄生或腐生的方式,吸收现成的养料来维持生命。有些菌类植物是有益的,如固氮菌,可提高土壤肥力;有些可药用、食用或工业上用,如青霉素、放线菌。微生物包括真核生物的真菌、酵母,原核生物的放线菌、细菌及无细胞结构的病毒和噬菌体。
在大自然中,原核生物不像动植物那样,有明显和严格的地理分布。在地球的任何角落,其中包括动植物难以生存或完全不能生存的地方,都会有这类生物。它们不但大量生存于一般环境中,也广泛生存于许多特殊环境中,称为极端环境微生物,如嗜盐、嗜碱、嗜高温、嗜酸等微生物。人们对原核生物物种的认识存在差异。由于原核生物缺乏化石资料,而且所获取的原有材料和现有的生物技术都存在一定的问题,使得人们对物种的定义有不同的看法。因此,“种”的数目归类在各个历史时期是不同的,其总的趋势是从认识原核生物的个体表型特征到逐渐认识其群体形态、生理生化特性,直至认识到控制表型特征的遗传物质(DNA)的本质特性,并且进行分子生物学的研究,物种从“人为种”趋于“自然种”。
3.地衣。地衣是藻类和菌类的共生体。真菌菌丝围裹着藻类细胞,通过菌丝体吸收水分和无机盐类,供给藻类生活并保障藻类在环境干燥时不致干死。藻类具有叶绿素,通过进行光合作用,制造有机养分,供给自身和菌类生长的需要。地衣根据生长状态分为三大类:壳状地衣、叶状地衣和枝状地衣。地衣对空气污染非常敏感,当空气中含有极微量的SO2等有害气体时,就会逐渐死亡。地衣具有很强的耐旱和耐寒的能力,它能生长在裸露的岩石、树皮和土壤上,能使岩石逐渐风化形成土壤。
4.苔藓植物。苔藓植物是高等植物中最原始的陆生类群,是由水生向陆生过渡的类型。大多数苔藓植物需要潮湿的环境。其植物体的结构简单,矮小,是最简单的绿色高等植物。苔藓植物还常常是森林中的地被物,能反映林地的状况和森林特征。苔藓与地衣一样,对岩石的风化和土壤的形成起着先锋作用。
5.蕨类植物。蕨类植物具有比苔藓植物更适应陆地生活的特性,一般是陆生,少数为水生。有根、茎、叶的分化。也有维管束结构,担负着水分、无机盐和有机物的输送。蕨类植物的外形与种子植物相似,但它不产生种子,而是以孢子繁殖。蕨类植物是森林植被草本层的重要组成成分。一般有蕨类植物生长的地方表示土壤比较肥沃。
6.种子植物。种子植物是植物界最复杂、最进化、结构更完善、更能适应陆地环境的类群,也是现代地球适应性最强、分布最广、种类最多、经济价值最大的一类。种子植物中有不少种类是我们衣、食、住、行不可缺少的物质资源。其最大的特征是以种子繁殖。根据种子有无果皮包被,种子植物又可分为裸子植物和被子植物两类;根据习性,可分为草本植物和木本植物两类。草本植物为一年生或多年生植物,地面不具宿存的茎。木本植物按习性又可分为乔木、灌木和木质藤本,都是多年生植物,具有发达的次生木质部,是森林组成中的主要部分。
裸子植物现存12科71属近800种,广布于世界各地。其主要分布在北半球,常组成大面积森林。我国是裸子植物种类最多、资源最丰富的国家,现存有10科33属约202种33个变种。常见的种类有苏铁、银杏、松、杉、柏等。
被子植物是植物界中发展到最高等的类型,是适应陆地生活条件最完善的一类植物。被子植物最显著的特点是,在繁殖过程中产生特有的生殖器官——花,又称有花植物。典型的花由花萼、花冠、雄蕊和雌蕊四部分组成。雌蕊由心皮卷合而成,主要特征是胚珠包被在子房内,不裸露。传粉受精后胚珠发育成种子而子房发育成果实。种子包被在果实内,种子有胚乳或无,具子叶2或1枚。
被子植物根据种子中子叶的数量又可分为双子叶植物和单子叶植物。双子叶植物为乔木、灌木或草本。茎内维管束成环状排列,有形成层,木本植物茎中有年轮。叶为网状脉。花通常为4~5基数。胚具2子叶。双子叶植物在全世界约有355科,约20万种;我国约228科,2万多种,其中木本植物约7000种。
单子叶植物为草本、灌木,也有较少的乔木,常浅根系。茎内维管束散生,无形成层,一般无增粗生长。叶为平行脉。花各部常为3基数。种子的胚常具1子叶。单子叶植物在全世界约有69科,约5万种;我国约47科,4100余种,其中木本植物约200种。在林业上以棕榈科及禾本科的植物经济价值最高。
二、森林植物
森林中的植物根据其所处的地位可以分成林木、下木、幼树、活地被物和层外植物。
1.林木。林木指森林植物中的全部乔木,或称立木。构成上层和中层林冠。在森林中,株数、材积和郁闭度最大的和次大的乔木树种分别称为优势树种和亚优势树种。优势树种对群落的形态、外貌、结构及对环境的影响最大,故又称建群种。株数、材积和郁闭度较小者称为伴生树种。由一个乔木树种组成的林分或混有材积不足全林1/5的森林称为纯林。由2个或2个以上乔木树种组成的林分称为混交林,其中每个树种的材积不到全林的4/5。人工林多为纯林,而天然林中混交林较多。但在立地条件极差的地方,如只有少数树种能生长的干旱、寒冷地区,则往往形成纯林。另外,采伐迹地、火烧迹地和搁荒地上,先锋树种侵入后也多形成纯林。纯林容易发生病虫害、火灾等,长期在同一块地上培育纯林还易引起地力衰退。树种搭配适当的混交林,可提高林分的生产力,也可提高森林环境的稳定性。
2.下木。下木指森林中的灌木和不能长到乔木层的小乔木树种。
3.幼树。指一年生以上(幼苗除外)尚未达到乔木层高度一半的幼龄树木。
4.活地被物。指林下生长的小灌木、草本植物、苔藓、地衣和菌类。