树木学

李家湘、喻勋林、徐永福、吴磊

目录

  • 1 教学要求与学习方法
    • 1.1 教学目的
    • 1.2 教学要求
    • 1.3 教学结构和时间
    • 1.4 学习树木学的方法
  • 2 树木学总论
    • 2.1 学习任务
    • 2.2 树木学基本概念及研究对象
    • 2.3 树木分类学概要
      • 2.3.1 植物分类系统
      • 2.3.2 树木分类依据
      • 2.3.3 植物分类的等级及命名
      • 2.3.4 检索表
    • 2.4 树木分布区
      • 2.4.1 树木分布区的定义
      • 2.4.2 分布区的类型
      • 2.4.3 分布区的研究
    • 2.5 树木的特性
      • 2.5.1 树木的生物学特性
      • 2.5.2 树木的生态学特性
        • 2.5.2.1 气候因素
        • 2.5.2.2 土壤因素
        • 2.5.2.3 地形因素
        • 2.5.2.4 生物因素
    • 2.6 树木学的发展与展望
    • 2.7 植物学拉丁语基础
  • 3 裸子植物
    • 3.1 裸子植物的一般特征
    • 3.2 苏铁科Cycadaceae
    • 3.3 银杏科Ginkgoaceae
    • 3.4 南洋杉科Araucariaceae
    • 3.5 松科Pinaceae
    • 3.6 杉科Taxondiaceae
    • 3.7 柏科Cupressaceae
    • 3.8 罗汉松科Podocarpaceae
    • 3.9 三尖杉科Cephalotaxaceae
    • 3.10 红豆杉科Taxaceae
  • 4 被子植物Angiospermae
    • 4.1 被子植物的一般特征
    • 4.2 双子叶植物Dicotyledoneae
      • 4.2.1 木兰科Magnoliaceae
      • 4.2.2 八角科Illiciaceae
      • 4.2.3 番荔枝科Annonaceae
      • 4.2.4 樟科Lauraceae
      • 4.2.5 蔷薇科Rosaceae
      • 4.2.6 含羞草科Mimosaceae
      • 4.2.7 苏木科Caesalpiniaceae
      • 4.2.8 蝶形花科Papilionaceae
      • 4.2.9 绣球花科、安息香科、山矾科
      • 4.2.10 山茱萸科、蓝果树科、五加科
      • 4.2.11 忍冬科、水青树科、金缕梅科
      • 4.2.12 悬铃木科、黄杨科、虎皮楠科、杨柳科
      • 4.2.13 杨梅科、桦木科、榛科
      • 4.2.14 壳斗科Fagaceae
      • 4.2.15 胡桃科Juglandaceae、榆科Ulmaceae
      • 4.2.16 桑科Moraceae、大风子科Flacourtiaceae
      • 4.2.17 椴树科Tiliaceae、杜英科Elaeocarpaceae、梧桐科Sterculiaceae
      • 4.2.18 锦葵科Malvaceae、大戟科Euphorbiaceae
      • 4.2.19 山茶科Theaceae、猕猴桃科Actinidiaceae
      • 4.2.20 杜鹃花科Ericaceae、越橘科Vacciniaceae
      • 4.2.21 桃金娘科Myrtaceae、野牡丹科Melastomataceae
      • 4.2.22 红树科Rhizophoraceae、海桑科Sonneratiaceae、使君子科Combretaceae
      • 4.2.23 冬青科Aquifoliaceae、卫矛科Celastraceae、胡颓子科Elaeagnaceae、鼠李科Rhamnaceae
      • 4.2.24 葡萄科Vitaceae、紫金牛科Myrsinaceae、柿树科Ebenaceae
      • 4.2.25 芸香科Rutaceae、苦木科Simaroubaceae、楝科Meliaceae
      • 4.2.26 无患子科Sapindaceae、漆树科Anacardiaceae
      • 4.2.27 槭树科Aceraceae、木犀科Oleaceae、夹竹桃科Apocynaceae
      • 4.2.28 茜草科Rubiaceae、紫葳科Bignoniaceae、千屈菜科Lythraceae、玄参科Scrophulariaceae
    • 4.3 单子叶植物Monocotyledones
      • 4.3.1 单子叶植物的一般特征
      • 4.3.2 棕榈科Palmae
      • 4.3.3 禾本科Gramineae—竹亚科Bambusoideae
  • 5 中国森林树种分布概要
    • 5.1 主要森林树种分布区
    • 5.2 各分布区的特征概述
杉科Taxondiaceae
  • 1 教学内容
  • 2 教学课件


乔木,树干端直;树皮富长纤维,裂成长条状脱落。叶螺旋状排列,散生,稀交互对生,披针形、锥形、鳞形或条形,通常下延。雌雄同株,雄球花的雄蕊和雌球花的珠鳞螺旋状排列,稀交互对生;雄蕊具2~9花药,花粉无气囊;珠鳞与苞鳞合生,或仅顶端分离,或苞鳞发育而珠鳞退化,每珠鳞具2~9倒生或直立胚珠。球果成熟时种鳞(或发育的苞鳞)张开,发育的种鳞或苞鳞具2~9种子;子叶2~9


912种,主产北温带。我国55种,引入栽培34种,主要产长江流域以南温暖地区。多为用材树种。


 


1. 叶和种鳞均为螺旋状排列。


2. 常绿性。


3. 球果的种鳞或苞鳞扁平。


4. 球果的苞鳞扁平,种鳞退化····································································1.杉木属Cunninghamia


4. 球果的种鳞扁平,苞鳞退化·······································································2.台湾杉属Taiwania


3. 球果的种鳞钝形,木质。


5. 叶钻形;球果近于无柄,直立;种鳞上部有3~7裂齿········································3. 柳杉属Cryptomeria


5. 叶条形;球果有柄,下垂;种鳞无裂齿,顶部有横凹槽·····································4. 北美红杉属 Sequoia


2. 落叶或半常绿性。


6. 半常绿性;具条形叶的侧枝冬季脱落,具鳞形叶的小枝不脱落;种鳞扁平,先端有6~10裂齿,每种鳞有2种子,种子下端有长翅··································································5.水松属Glyptostrobus


6. 落叶性或半常绿;侧生小枝冬季与叶一起脱落,叶条形或锥形;种鳞盾形,每种鳞有5~9种子,种子扁平,周围有翅··················································································6.落羽杉属Taxodium


1. 叶和种鳞均对生;叶条形,排成2列,侧生小枝冬季与叶脱落;球果的种鳞盾形,木质,每种鳞有5~9种子,


种子扁平,周围有窄翅··················································································7.水杉属Metasequoia


 


1. 杉木属Cunninghamia R.Br


常绿乔木。叶螺旋状排列,侧生于枝叶基部扭转成二列两面均有气孔线。雄球花多数,簇生枝顶,每雄蕊具3花药;雌球花单生或2~3簇生枝顶,花时苞鳞大宿存;珠鳞小,不显露。球果近球形或圆卵形,果时苞鳞革质,扁平,先端尖,边缘有锯齿;每种鳞具3种子;种子扁平具窄翅,子叶2,出土。


11变种,产我国秦岭、长江流域以南至华南、西南及台湾;越南亦产。


 


1. 杉木Cunninghamia LanceolataLamb.Hook. 37分布图7


30m胸径2.5~3m大树树冠圆锥形树皮灰褐色长条片状剥落。大枝平展,小枝近轮生;叶披针形2~6cm×3~5mm。球果2.5~5cm×3~4cm;苞鳞棕黄色,三角状卵形;种子扁平具翅。花期4月,球果10月成熟。


产淮河、秦岭以南,东起沿海,西至四川大渡河流域,南至两广中部,西至云南东南部和中部;垂直分布东部在海拔700m以下,西部在海拔1800m以下,云南在海拔2600m以下。多为人工林,栽培历史悠久,栽培面积大,森林面积占全国森林总面积7.24%,蓄积量占全国总量5.49%。最适于温暖多雨、风小、雾大、全年相对湿度80%以上的气候,以酸性基岩发育的、土层深厚肥沃、疏松湿润酸性黄壤生长最好。我国中亚热带的山区、静风谷地、阴坡、山冲或山脚地形是杉木生长最好环境。速生,一般25~30龄可成材利用,一般木材产量为300~400m3·hm-222年杉木林乔木层生物量为146.455t·hm-2,平均净生产量6.657t·a-1(蔡学林,1997)。材质优良,纹理直,质轻软细密,干后不翘不裂,易加工,耐腐朽,有香气,白蚁不蛀,为我国南方首要的商品用材。


图37 杉木


37杉木


 


2. 台湾杉属TaiwaniaHayata


常绿乔木。大枝平展,小枝细长下垂。大树之叶鳞状锥形,密集排列,微内弯,横切面三角形或四棱形,幼树或萌芽枝之叶镰状锥形,较长,两侧扁平。雄球花多数,簇生枝顶,雌球花单生枝顶,直立。球果小,椭圆形或矩圆状柱形,种鳞宿存,每种鳞具2种子,无苞鳞;种子矩圆状卵形,扁平,两侧有窄翅,子叶2


1种,产我国南部及缅甸北部。


 


台湾杉Taiwania cryptomerioides HayataT. flousiana Gaussen秃杉38;分布图7


60m,胸径3m;树冠广圆形。大树叶锥形,长2~56mm,直或向内弯曲(形似柳杉,但叶较硬而开展),幼树及萌芽枝之叶长达2cm。球果卵状球形或矩圆状柱形,种鳞15~30;种子长椭圆形或长椭圆状倒卵形,连翅长约6mm,宽4.5mm。球果10~11月成熟。


产台湾、福建、湖北、贵州、云南,生于阴湿沟谷地;缅甸北部亦产。边材深褐色,心材紫红褐色。资源濒危,国家一级保护植物。


图38 台湾杉(秃杉)           分布图7 杉木、台湾杉分布图


      38台湾杉                                     分布图7 杉木、台湾杉分布图


 


3. 柳杉属Cryptomeria D.Don


常绿乔木。叶螺旋状排列,近5列,锥形。雄球花单生小枝上部叶腋,并近枝顶集生;雌球花单生枝顶。苞鳞与珠鳞合生先端分离,胚珠2~5。球果近球形;种鳞盾形;木质,宿存,顶端具3~6尖齿,背部具三角状苞鳞;种子不规则扁椭圆形,边缘具窄翅,子叶2~3,出土。


11变种,产我国和日本。


 


柳杉Cryptomeria japonicaL.f.D.Don var. sinensis Miquel 39:1~5


40m,胸径2m以上;树皮红棕色;小枝细长下垂。叶长1~1.5cm,微内弯,幼树及萌芽枝之叶长2~4cm。球果径1.2~2cm,种鳞20左右,上部具短三角形裂齿4~57),齿长2~4mm;苞鳞尖头长3~5mm;发育种鳞具2种子。花期4月,球果当年10~11月成熟。


产长江以南,西至西南,南至华南北部;海拔1000~1400m,西部可2000~2400m。天然林木少见,现南方各地栽培。较喜光,产区年平均温14~191月份平均气温0以上、年平均降雨量1000mm以上,尤宜空气湿度大,云雾多,夏季较凉爽的海洋性气候或山区生境生长良好。枝条柔软,富弹性,抗风性、抗雪压能力较杉木强;浅根性,无明显主根,侧根发达;材质轻软,纹理直,供材用。上世纪为消灭荒山,在南方山地种植较多,目前看来,成片的柳杉林由于郁闭度太大,林下生物多样性程度极低,水土流失严重,成为“绿色沙漠”,且其侵占能力强,应停止柳杉的人工种植,已有的成片柳杉林,可逐步改造为阔叶林。


图36 柳杉Cryptomeria japonica var


39 1~5.柳杉 6~10. 日本柳杉


[]日本柳杉Cryptomeria japonicaL.f.D.Don 39:6~10与柳杉相似,但其叶直伸,通常不内弯;球果种鳞20~30,发育种鳞具2~5种子。原产日本,二战后为日本重要造林树种(现已不再人工种植)。我国山东青岛、长江以南山地常引种栽培。木材同柳杉。


 


4. 北美红杉属Sequoia Endl.


常绿大乔木;冬芽尖,鳞片多数,覆瓦状排列。叶二型,螺旋状着生,鳞状叶贴生或微开展,上面有气孔线;条形叶基部扭转列成二列,无柄,上面有少数断续的气孔线或无,下面有2条白色气孔带。雌雄同株,雄球花单生枝顶或叶腋,有短梗,雄蕊多数,螺旋状排列;雌球花生于短枝顶端,下有多数螺旋状着生的鳞状叶,珠鳞15~20,每珠鳞有3~7直立胚珠。球果下垂,当年成熟;卵状椭圆形或卵圆形;种鳞木质,盾形,发育种鳞有2~5种子;种子两侧有翅;子叶2


本属仅1种,产美国。我国引入栽培。


 


北美红杉Sequoia sempervirensD. DonEndl. 40


原产地高l10m,胸径8m;树皮红褐色,纵裂,厚达15~25cm;枝条水平开展,树冠圆锥形。主枝之叶卵状矩圆形,长约6mm;侧枝之叶条形,长约8~20mm,先端急尖,基部扭转裂成二列,无柄,上面深绿或亮绿色,下面有二条白粉气孔带,中脉明显。雄球花卵形,长1.5~2mm。球果卵状椭圆形或卵圆形,2~2.5cm×1.2~1.5cm,淡红褐色;种鳞盾形,顶部有凹槽,中央有一小尖头;种子椭圆状矩圆形,长约1.5mm,淡褐色,两侧有翅。


原产美国加利福尼亚州海岸。产区距海岸线最宽处为60km,海拔3001000m以下,天然林分布范围约60hm2。太平洋的湿雾是红杉林生存的重要条件;年均温10~16,极端低温-9,极端高温38;年降水量650~3000mm,为冬雨型。幼树耐荫,可在林下更新,生长快,萌芽性强,寿命长,最老的伐木年轮为2267环(年)。我国上海、杭州、南京、云南、贵州和四川(都江堰)引种栽培,以昆明、贵阳、舟山、都江堰引种较成功。


图40 北美红杉


40北美红杉


 


5. 水松属Glyptostrlbus Endl.


半常绿乔木。叶螺旋状排列,异型,具鳞叶的小枝冬季宿存;幼树一年生小枝或萌芽枝生叶为扁平条形,排成二列;另一类为大树一年生短枝上的叶,为条状锥形,后二类叶于秋季与小枝一同脱落。球花单生于鳞叶小枝顶端,雌球花具珠鳞20~22。种鳞倒卵形,木质,上部边缘具6~10尖齿,尖头外曲,苞鳞与种鳞几合生,每种鳞具2种子种子椭圆形,微扁,下部有翅,子叶4~5,出土。


1种,为我国特产,主产华南。                         


 


水松Glyptostrobus pensilisStaunt.Koch 41


25m,胸径1m,生于池塘泥沼地其树干基部膨大具圆棱,具膝状呼吸根;树皮褐色或淡灰褐色。鳞叶长约2mm;叶条形,1~3cm×1.5~4mm,下面中脉两侧有气孔带;条状锥形叶长4~11mm球果倒卵圆梨形2~2.5cm×1.3~1.5cm。种子连翅长0.9~1.4cm,花期1~2月,球果秋后成熟。


产广东、福建、四川、江西和湖南南部(资兴、永兴),野生资源已日益稀少;生于低湿地和水沼地。长江流域偶有栽培。最喜光,喜温暖湿润气候,不耐低温,耐水湿,对土壤的适应性较广,在泥沼地、河溪冲积土可聚生成林。根系发达,栽于河边、堤旁,作防风固堤用。树姿优美,可植于水榭、池塘,景观别具一格。


图41 水松


41水松


 


6. 落羽杉属Taxodium Rich.


落叶或半常绿乔木。叶螺旋状排列,条形叶在侧枝上扭转成二列,冬季与侧生小枝一起脱落,锥形叶在主枝上宿存。雄球花多数,簇生枝顶,雄球花排成总状或圆锥状花序,生于枝顶,雌球花单生去年生枝顶,珠鳞与苞鳞几合生,螺旋状排列,胚珠2。球果球形或卵状球形;种鳞木质,盾形,顶端具三角状突起的苞鳞尖头;每种鳞有2种子;种子为不规则三角形,具锐脊状厚翅,子叶4~9,出土。


3种,原产北美及墨西哥。我国均引种,供庭园观赏或造林。


 


1. 落羽杉Taxodium distichumL.Rich. 42:1~3


在原产地高50m,胸径2m干基部常膨大,具膝状呼吸根树皮棕色。侧生小枝二列。叶条形,长1~1.5cm,排成2列,羽状。球果径约2.5cm,具短梗,熟时淡褐黄色,被白粉;种子褐色,长1.2~1.8cm,花期3月,球果10月成熟。


图42 落羽杉和池杉


42 1~3.落羽杉  4~5.池杉


原产北美东南部;生于亚热带排水不良的沼泽地。我国长江以南各地引种栽植,尤以长江水网地带、冲积平原、湖区最多。树姿优美,干基部周围生膝状根,供观赏。


 


2. 池杉Taxodium distichumL.Rich. var. imbricatumNutt.Croom.Taxodium ascendens Brongn.42: 4~5


    落叶乔木,在原产地高25m;胸径2m;与上种的区别:树冠窄,尖塔形,在池沼地干基部膨大,常具膝状呼吸根;大枝向上伸展叶不排成2列,锥形,长4~10mm,紧贴前伸。球果圆球形或长圆球形2~2cm×1.8~3cm,熟时褐黄色,有短梗;种子红褐色,长1.3~1.8cm×0.5~1.1cm。球果10月成熟。


原产北美东南部沼泽地区。对气温适应性很广,年均温12~20、绝对低温-20、绝对高温38的地域范围均可生长。长江中下游低平地有适生区,尤以江汉平原至洞庭湖水网地种植最多,干瘠红壤丘岗地亦可种植。干形优于落羽杉,可作行道树,或园林、池塘水边造景。 


                  


7. 水杉属Metasequoia Miki ex Hu et Cheng


落叶乔木。小枝对生或近对生。叶条形叶扁平,交互对生,羽状二列,冬季与侧生小枝一起脱落。雄球花单生叶腋或枝顶,具短梗,或多数组成总状或圆锥状花序;雌球花单生去年生枝顶,珠鳞与苞鳞几合生,11~14对,胚珠5~9。球果近圆球形,下垂,具长梗,当年成熟;鳞交互对生,木质,盾形,顶端扁棱形,有凹槽,宿存;发育种鳞有5~9种子;种子倒卵形,扁平,周围有窄翅,先端凹缺;子叶2,出土。


仅存1种,产我国四川、湖北及湖南,现各地栽培。


 


水杉Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng 43


40m,胸径2.5m,干基部膨大;树皮灰褐色。大枝斜展,小枝下垂,一年生枝淡褐色。叶1~3.5cm×1.5~2cm。球果深褐色,长1.8~2.5cm×1.6~2.5cm。花期2月下旬,球果11月成熟。


我国特有珍稀树种。天然古树幸存于湖北利川(1948年论文发表公布于世)、重庆石柱、湖南龙山。现国内外广为栽培。喜光,栽培区年平均气温12~20,年降水量800~1400mm,可耐-25低温;适宜于肥沃深厚、湿润的沙壤土和冲积土;速生,可作为长江中下游冲积平原、水网地、湖区防护林和用材林经营,又为优美的园林树。材质轻软,适用于各种用材及造纸。天然水杉植株为国家一级保护植物。


图43 水杉


43 水杉