人类对于植物的研究，有多方面的因素：一、正如楼上所说，植物是生命主要形态之一，对于植物的研究，有利于人类对生命的进一步了解；二、植物的光合作用。人类对植物光合作用的研究，在于通过对植物改造，提高农作物的光合效率，从而提高产量；三、植物的光合作用主要在于其叶绿素，也有人说过，通过研究叶绿素的功能，从而生产能像植物那样可以进行“进行光合作用”的畜牧（这可能是玩笑，不能确定）；四、中国是中药的发源地，对很多中药材都取源于植物，对植物的研究，可以为人类提供更多药材取源以及对药材属性及成分的研究；等

植物为何开花？

在绿色帝国里，花总是不可缺少的，有的开在春天，有的开在夏天，有的开在秋天，甚至有的还开在冬天。花儿点缀着草原，点缀着生活，给人们带来希望与欢乐。世界上如果没有花朵，那该是多么单调啊!花对人类、对自然是这么重要，因此，多少年来人们就试图解开花儿开放之谜，可时至今日，植物开花问题，仍给人们留下了种种谜团。

当人们把探索的目光投向植物开花时，发现它的机理极为复杂，只好认为植物内部有一种“特殊物质”支配着花的开放。这一说法是德国植物学家萨克斯于1808年提出来的。但“特殊物质”是什么东西，留给人们的仍是问号。无论萨克斯本人，还是其他科学家，都为寻找这种“特殊物质”付出了艰辛，可结果所获无几。

科学家们没有找到“特殊物质”，却发现环境的微妙变化，对植物的开花起到了一定的作用。比如人们发现，当森林里发生火灾时，浓烟会唤醒沉睡的风梨，促进了花的开放。更奇怪的是，有人把风梨平放起来，就是在不开花的季节，它也会开出花来。再比如人们常见的鼠尾草，在充足的阳光下反而不易开花，如果几天连续对它进行黑暗处理后，却加速了花的开放。还有些植物，把其叶子全部摘去后，反而能很快开出花来。这些现象说明，植物从形成花芽到开出花来，并不是由植物内部的“特殊物质”决定的，而是取决于周围环境。

不过科学家们还是愿意从阳光上找开花的原因。1930年，德国植物学家克列勃斯通过实验，证明给植物创造某些条件可使它开花。他曾经做过这样的实验：把一种香连绒草放在很弱的光照下，栽培几年，开始它只是不停地生长，可就是不开花。后来，把它放到阳光充足的地方，竟然很快开了花。他又用其他植物做实验，也取得了同样的结果。经研究认为，光之所以能促进植物开花，是因为植物可以通过光合作用，促使体内不断积累碳水化合物。但克列勃斯经研究发现还不完全是这样，还与植物细胞内糖氮的比例有关。当细胞内糖的比例比氮多时，花就容易开放，如果氮少糖多，花就不易形成。这就是克列勃斯提出的著名的糖氮比例学说。

尽管克列勃斯的学说得到了许多读者的拥护和高度评价，可经过深入实验和研究，发现有些植物并不都喜欢阳光，比如有一种名叫“马里兰巨象”的烟草，它跟一般烟草不一样，花并不在夏末开，从夏到秋，只长叶，不开花。当把它栽到花盆里，放到温室后，竟然在秋冬季节开了花。在1920年发现这一现象的两位美国植物学家加纳尔和阿拉德，经过分析研究，估计白昼的长短是这种烟草开花的决定因素。为验证这种想法是否正确，他们在烟草地里建造了一座小木房，在白昼很长的7月间，每天下午4点就把它搬进屋内，第2天上午9点再搬出去。就这样几个星期以后，这种烟草终于在夏天开了花。这件事使人们发现，不同植物的开花，对日照长短的要求也不一样。

日照的长短对植物的开花是怎样产生作用的?德国的两位植物学家保斯维克和汉特立克从1959年开始，专门就这一问题进行了研究、经研究发现，原来是植物体内有一种叫“光敏素”的东西在起作用。这种色素对光特别敏感，当它吸收红光之后便会发生结构变化，就像计时器一样，让花儿什么时候开放就什么时候开放。但光敏素到底是什么东西，人们一直也没有搞清。

因为光敏素这一假说还有不能达到令人信服满意的地方，所以，前苏联科学家柴拉轩又提出了“开花素”的假说，他曾做过这样一个实验，他把5株苍耳嫁接在一起，只要有一片叶子得到正确的光周期处理，它们就全都开了花。这说明受到处理的叶子产生某种开花刺激物，这种物质可以通过嫁接传递到没有被处理的4株苍耳中，这4株苍耳也就开了花。柴拉轩把这种开花刺激物叫“开花素”。那么开花素是不是就是前面提到的光敏素呢?不是的。但科学家们认为二者有密切关系，是光敏素接受到正确的光处理以后，便像开关一样触发了开花素的合成，导致了鲜花盛开。

可有些科学家又从其他途径找到了植物开花的秘密。前苏联植物学家柯洛米耶茨认为，植物开花与植物体内细胞液的浓度有关。一般的苹果树苗在自然环境下，要3～4年才能开花结果，可这位科学家能让苹果树在一年内开花，他是经过多次实验之后才得出这一结果的。他在果树枝条生长快要停止之前的夏秋季节，进行大量施肥，大大提高了植物细胞液的浓度，就会导致苹果树开花，如果施肥的时间过早或过迟，都不会促进开花。

科学家们通过研究发现，人们可以用药物来调节植物的开花。几年前，中国科学院植物研究所的陆文梁等人以风信子花瓣为外植体进行培养，当培养茎中附加玉米素时，能直接诱导发生花芽，并在瓶中的培养物上直接开出鲜艳的花朵。若附加其他植物生长调节剂，就不会形成花芽。

看来，人们对植物开花的研究，从必然王国向自由王国迈进。但在前进的道路上，植物开花仍有许多谜团等待着人们去破译。

植物开花是其生长中正常的发育和繁殖过程。简单来说，开花植物的花是它的繁殖器官，开花授粉后才能孕育出种子，这个物种才能延续下去。和人一样，植物年幼的时候，主要是吸收营养长身体（初生植物不会开花），到了一定年龄后，繁殖器官开始发育，植物就会分化花芽，遇到合适的时机（温度，水肥，光照）就会开花。然后依靠外界或自身授粉，授粉成功后花开始枯萎，种子慢慢孕育长大。一些雌雄异株的植物，雄性植株只开花不结果，雄性植物开花也是为传播花粉给周围的雌性植物。

不是所有植物都开花的，只有比较高等的种子植物（裸子植物和被子植物）才通过开花的方式结出种子，而数量众多的孢子植物都不开花，而是通过分裂孢子繁衍的，如各种藻类、菌类（磨菇）、苔藓、地衣和蕨类都是不开花的植物。 开花是为了结果，繁衍后代

被子植物

被子植物是植物界中很晚发生，又很具生命力的植物类群。全世界约有被子植物400多科，10000多属，260000多种（科、属、种数目依不同的被子植物分类系统略有变化）。被子植物占据着现代地球大部分陆地空间，是世界植被的主要组成成分。

（1）中国被子植物物种的巨大多样性

世界上被子植物物种很丰富的*是地处热带的巴西和哥伦比亚，它们分别居*一和第二位。中国国土主要部分不在热带，但被子植物种数的仍居世界第三位，约300余科，近3100属，30000多种，属、种数目分别占世界被子植物的75％、30％和10％。中国被子植物中包含100种以上的就有60科（表1）。但是如果我们把多样性不仅理解为物种丰富度，而且也包括生态类型、起源差别以及分布特点等的多样，那么中国被子植物的多样性是其他*不能相比的。

表1 中国被子植物中含100种以上的科

种 数

科

名

＞2000

菊科

Compositae

1500～2000

豆科

Leguminosae

1000～1500

禾本科

Grmineae

蔷薇

Rosaceae

兰科

Orchidaceae

800～1000

唇形科

Labiatae

毛茛科

Ranunculaceae

500～800

莎草科

Cyperaceae

杜鹃花科

Ericaceae

玄参科

Scrophulariaceae

伞形科

Umbelliferae

400～500

十字花科

Cruciferae

大戟科

Euphorbiaceae

龙胆科

Gentianaceae

苦苣苔科

Gesneriaceae

樟科

Lauraceae

报春花科

Primulaceae

茜草科

Rubiaceae

虎耳草科

Saxifragaceae

300～400

紫草科

Boraginaceae

石竹科

Caryophyllaceae

百合科

Liliaceae

杨柳科

Salicaceae

山茶科

Theaceae

200～300

天南星科

Araceae

萝藦科

Asclepiadacaeae

小檗科

Berberidaceae

忍冬科

Caprifoliaceae

景天科

Crassulaceae

壳斗科

Fagaceae

紫堇科

Fumariaceae

蓼科

Polygonaceae

荨麻科

Urticaceae

100～200

爵床科

Acanthaceae

槭树科

Aceraceae

石蒜科

Amaryllidaceae

番荔枝科

Annonaceae

夹竹桃科

Apocynaceae

冬青科

Aquifoliaceae

五加科

Araliaceae

凤仙花科

Balsaminaceae

秋海棠科

Begoniaceae

桔梗科

Campanulaceae

卫矛科

Celastaceae

藜科

Chenopodiaceae

旋花科

Convolvulaceae

葫芦科

Cucurbitaceae

木兰科

Magnoliaceae

野牡丹科

Melastomataceae

桑科

Moraceae

紫金牛

Myrsinaceae

桃金娘科

Myrtaceae

木樨科

Oleaceae

鼠李科

Rhamnaceae

芸香科

Rutaceae

茄科

Solanaceae

马鞭草科

Verbenaceae

堇菜科

Violaceae

葡萄科

Vitaceae

姜科

Zingiberaceae

中国有平均海拔4500m以上的巨大青藏高原，也有广阔的平原低地，山岭重叠、河川纵横、气候多样、地质古老，这些是决定中国生物多样性丰富多彩的主要因素，在被子植物方面表现很为清楚，中国被子植物多样性至少有以下三个特点，

a.生态类型齐备 各种生活型的植物从乔木、半乔木(如梭梭属(Haloxylon))、灌木、半灌木(如沙拐枣属(Calligonum))、小半灌木(如蒿属(Artemisia))、直到多年生草和一年生草，无不具有。生态类群方面，从高山冻原植物(如多瓣木(Dryas octopetala)、松毛翠(Phyllodoce caerulea))到热带雨林种类；从超旱生荒漠植物到潮湿低地的湿生、水生种类；从高寒风大环境的青藏高原垫状植物到华南热带海滨的红树林，各种类型都有代表。

各个气候带都有大量代表科属，例如，桦木科(Betulaceae)、壳斗科栎属(Quercus)的落叶树种，以及杨柳科(Salicaceae)、忍冬科(Caprifoliaceae)、小檗科(Berberidaceae)等是温带的代表；樟科(Lauraceae)、木兰科(Magnoliaceae)、山茶科(Theaceae)、壳斗科的常绿树种，金缕梅科(Hamamelidaceae)以及冬青科(Aquifoliaceae)、五加科(Araliaceae)、蓝果树科(Nyssaceae)，还有单种的连香树科(Cercidiphyllaceae)和水青树科(Tetracentraceae)等是亚热带的代表；至于中国热带森林中包含的科就更多了，常见的科有龙脑香科(Dipterocarpaceae)、番荔枝科(Annonaceae)、橄榄科(Burseraceae)、山榄科(Sapotaceae)、楝科(Melisceae)、藤黄科(Guttiferae)、使君子科(Combretaceae)、天料木科(Samydaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)和四数木科(Datiscaceae)等。

b.原始古老成分很多 在植物系统学研究中，被认为是比较原始的或早期发生的被子植物类群，在中国分布不少，有些仅仅分布于中国。中国的木兰科(Magnoliaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)、水青树科、连香树科、三白草科(Saururaceae)、金粟兰科(Chloranthaceae)、金缕梅科和木通科(Lardizabalaceae)等科的植物，在研究被子植物的起源和系统发育方面的重要性，早已为中外学者所公认。近年来，中国在被子植物化石的发现和研究方面取得了丰硕的成果，这些成果对于揭示被于植物的物种多样性，以及揭示被子植物的系统发育，都有十分重要的意义。

c.特有类型极其丰富 中国被子植物有极其多种多样的分布区类型，其中特有类型所占比重极大。到目前为止，统计中国被子植物持有属共有246个，特有种约17000种。古老孑遗种伯乐树(Bretschneidera sinensis)、连香树(Cercidiphyllum japonicum)、领春木(Euptelea pleiospermum)、昆栏树(Trochodendron aralioides)、银缕梅(单氏木)(Shaniodendron subaequalum)、水青树(Tetracentron sinensis)、半日花(Helianthe-mum songoricum)、四合木(Tetracena mongolica)、鹅掌楸(Liriodendron chinensis)和珙桐(Davidia involucrata)等都是中国特有的例子。这些植物的研究对于认识中国乃至世界被子植物的系统发育和物种多样性形成的历史过程都是极为重要的。

中国被子植物特有属、种主要分布于秦岭－大别山一线以南，横断山脉以东的东南部地区，其中又有三个特有属、种分布相对集中的待有现象中心：(i)川东－鄂西－湘西北中心，这里的被子植物特有木本属几乎均为落叶乔木或灌木，具有温带性质；(ii)川西－滇西北中心，即横断山脉南段，这里的草本属在全部属中占的比例较高，被子植物的木本属几乎全为落叶乔木或灌木，青藏高原的快速和强烈隆升使本区产生大量新特有种，大大丰富了中国被子植物的多样性；(iii)滇东南－桂西中心，由于地理位置偏南，处于北回归线附近，居泛北极植物区和古热带植物区的分界线上，其乔木持有屑中几乎一半为常绿植物，

特有藤本届全部为木质藤本植物，它们所隶屑的科均为热带分布的科，显示出明显的热带性。

(2)中国被子植物面临的威胁

中国人口众多，开发历史悠久，在被子植物中，材质优良的森林树种和药用、经济植物从来都是开发的重要对象，因此中国被子植物的物种多样性受到了严重破坏，如兰科植物(Orchidaceae)和樟树(Cinnamomum spp.)、楠木(Phoebe spp.)、牡丹(Paeonia spp.)、黄连(Coptis spp.)、阿魏(Ferula spp.)、贝母(Fritillaria spp.)，以及红豆树(Ormosia howii)、核桃揪(Juglans mandshurica)、黄檗(黄菠萝)(Phellodendron amurense)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、格木(Erythrophleum fordii)、蚬木(Burretiodendron hsienmu)、降香黄檀(Dalbergia odorifera)、紫荆木(Madhuca pasquieri)、榉树(Zelkova schneideriana)、油丹(Alseodaphne hainanensis)、海南大风子(Hydnocarpa hainanensis)、金丝李(Garcinia pauci-nenvis)、野人参(Panax ginseng)、姜状三七(P. zingiberensis)、屏边三七(P. stipuleanatus)、甘草(Glycyrrhiza uralensis)、黄芪(Astragalus membranaceus)、剑叶龙血树(Dracaena cochinchinensis)、肉苁蓉(Cistanche deserticola)、草苁蓉(Boschniakia rossica)、巴戟天(Morinda officinalis)、刺参(Oplopanax elatus)、刺五加(Acanthopanax senticosus)和库页红景天(Rhodiola sachalinensis)等，因其树干、根或全株作商品贸易而遭到严重破坏，致使各自的分布区面积急剧缩减，野生资源明显减少。根据已有资料估计，中国被子植物约有4000种受到各种各样的威胁，列入珍稀濒危保护的植物约1000种，其中分布区极窄、植株很少的极危种有缘毛红豆(Ormosia howii)、绒毛皂荚(Gleditsia japonica var. velutina)、羊角槭(Acer yangjuechi)、盐桦(Betula halophila)、普陀鹅耳枥(Carpinus putoensis)、天目铁木(Ostrya rehderiana)、膝柄木(Bhesa sinensis)、红榄李(Lumnitzera littorea)、毛叶坡垒(Hopea mollissima)、广西青梅(Vatica guangxiensis)、落叶木莲(华木莲)(Manglietia decidua)、华盖木(Manglietiastrum sinensis)、峨嵋拟单性木兰(Parakmeria omeiensis)、异裂菊(Heteroplexis vernonioides)、青毛杨(Populus pamirica)、毛叶紫树(Nyssa yunnanensis)、无喙兰(Archinecttia gaudissartii)、双蕊兰(Diplandrochis sinica)、金佛山兰(进兰)(Tangtsinia nanchuanica)、孔唇兰(Porolabium biporosum)、异形玉叶金花(Mussaenda anomala)、海南海桑(Sonneratia hainanensis)、大苞白山茶(Camellia granthamiana)、猪血木(Euryodendron excelsum)、圆籽荷(Apterosperma oblata)、藤枣(Eleutharrhena macrocarpa)、海南梧桐(Firmiana hainanensis)和爪耳木(Otophora unilocularis)等。已经绝灭或可能绝灭被子植物有喜雨草(Ombrocharis dulcis)、雁荡润楠(Machilus minutiloba)、陕西羽叶报春(Primula filchnerae)、长喙毛茛泽泻(Ranalisma rostrata)、微硬毛建草(Dracocephalum rigidulum)、桂滇桐(Craigia kwangsiensis)和单叶淫羊藿(Epimedium simplicifolium)等。

(3)大力加强对中国被子植物的保护

被子植物在大型植物中数量很多，而且与人类的衣、食、医药、工业原料等关系很为密切。被子植物大量灭绝无疑会对人类造成很大的威胁，因而我们必须格外重视对被子植物的保护。为了有效保护它们，必须研究它们受威胁的方式、程度和灭绝过程，从而制定合理的保护策略。在这方面，进行种群存活力的分析(PVA)，确定很小能存活种群(MVP)是核心内容。

在目前尚无条件对每一个种进行深入的PVA分析的情况下，把保护的范围适当扩大是有必要的，否则，一个种灭绝以后，就再也不能挽回了。

与此同时，应该特别重视减少造成物种濒危和灭绝的因素，如防止森林破坏，禁止对有经济价值的种类的过度采挖，尽量多建立一些保护区，加强保护区的管理，必要时采取迁地保护措施(变野生为栽培)等等。所有这些，还必须以立法和政策加以保证。只有这祥，中国丰富的被子植物物种多样性才能得到有效的保护，使它不仅为中国人民，也为全人类的福祉作出应有贡献。

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