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杓兰属

杓兰属(学名:Cyprus  L.,属于天门冬目(Asparagus)兰科(orchid family)全属54种,中国有32种。本属主要产于东亚、北美、在欧洲等温带地区和亚热带山区,中国是杓兰属的世界分布中心,西南有、西北、东北地区的资源最为集中,从东北到西南山区和台湾省山区都有广泛分布。杓兰属植物喜欢寒冷潮湿的山区、亚高山环境,多生长在针阔混交林和阔叶林中,土壤发育母岩为石灰岩 的喀斯特地貌区也是其主要分布区。杓兰属属于耐荫花,但花期避光。

杓兰属植物,具有短或长的横向根茎和许多粗壮的纤维根,茎直立。叶互生、靠近对面或对面,有时靠近地板;叶片通常为椭圆形至卵圆形,较少呈心形或扇形,有时有暗紫色斑点。花序顶生,通常具单花或少数具2-3花,极罕具5-7花;花很大,通常更漂亮;花瓣平展、下垂或拥抱嘴唇,有时扭曲;唇瓣呈深囊状球形、椭圆形或其他形状;具很短的花丝;花粉呈粉状或粘性,但不会粘在一起形成花粉块;退化雄蕊通常是平的和椭圆形的、卵形或其他形状。果实为蒴果。

杓兰属是观赏兰花之一“旗帜”群体,深受世界各地爱花人士的喜爱。西藏杓兰属植物杓兰属(Cyprus  )紫点杓兰(Cyperaceae)毛杓兰(维基物种塞浦路斯 franchetii)以及大花杓兰(Cyprus  )可用作中草药。杓兰属植物栽培繁殖困难,成活率低野生杓兰属植物滥采滥挖获得了许多观赏植物,导致杓兰属植物濒临灭绝。2021年,除一级保护植物热带莎草外(维基物种杓兰属 亚热带)和未记录的萼花杓兰(维基物种杓兰属 )此外,其他杓兰属植物被列入中国《国家重点保护野生植物名录》,为二级保护植物。

目录

历史溯源 编辑本段

杓兰属因有花唇而特化成口袋、以勺子或拖鞋的形状命名。它的拉丁学名杓兰首次出现在瑞典植物学家林奈 1737年的拉普兰植物群。塞浦路斯语Cypripedium由两部分组成,即塞浦路斯语Cyprus和佩迪乌姆语pedium,它们分别源自希腊语言Kyprus和pedium。基普鲁斯相当于塞浦路斯,意思是塞浦路斯,是传说中爱神维纳斯的诞生地;Pedium的意思是凉鞋、拖鞋指杓兰属植物唇瓣的囊状形状。因此,杓兰属植物在西方国家也被称为仙女拖鞋。中国台湾省地区也叫“仙履兰”

1983年,植物学家陈提出杓兰属起源于北美或中美洲的假说,认为东亚杓兰属植物是从北美经白令海峡传播过来的。次年,陈再次推测杓兰属(cyprinidae)起源于北美或中美洲。因为杓兰属的原始类群都分布在中美洲,而且在地理上,它们是杓兰属最原始的属(Selenium plants)因此,杓兰属起源于北美或中美洲的假说是可行的。

由于杓兰属在温暖地区的发现,1986年,陈对杓兰属起源于美洲的假说提出质疑,提出东亚及其南缘是杓兰属起源的假说。此外,植物学家Atwood和Albert在1984年和1994年推测杓兰属是从Apostasioideae中分化出来的,并推测杓兰属的原始类群曾经广泛分布于北半球,而这一类群今天的地理分布是由渐新世晚期至中新世早期的寒冷气候造成的。与此同时,杓兰属属发生了分化,然后该属的物种形成发生在中新世晚期,这可能伴随着第四纪的扩张和北半球冰期的到来。1997年,Cox和其他学者也同意这一生物地理学假说。

主要分类 编辑本段

杓兰属是芦笋的一个目(Asparagus)兰科(orchid family)全属植物54种,其中中国有32种,模式种为杓兰属(学名杓兰 蒲包花)

早期分类

19世纪初,英国植物学家林德利(Lindley)首次认识到杓兰属在分类学上的独特性。1840年,林德利确定了杓兰属的四个不同分类群,然后植物学家赖兴巴赫将杓兰属具有三个家族特征的植物纳入了新创建的杓兰属属。1888年,学者辉瑞也同意林德利 s对杓兰属的分类,但在此基础上,他将杓兰属重瓣叶的种划分为兜兰属(Paphiopedilum)1896年,植物学家罗尔夫将所有对生叶的新热带杓兰属植物归为兜兰属(Phragmites)直到1992年,人们才逐渐认识杓兰属莎草属。

近期分类

1995年,植物学家Szlachetko根据以茎和叶为主的营养性状的形态特征,提出将杓兰属属分为两个亚群,即杓兰属亚科(Cyprinidae subfamily)和芦苇亚族(Reed family)1997年,学者Cribb认为杓兰属植物包含11个种群,随后在2008年,植物学家Perner继续提出一个新的种群,——Sinopedilum。2009年,学者埃卡留斯也同意杓兰属分为两个亚属和13个居群。

下属分类

杓兰组:杓兰属杓兰组(Sect.3356 cymbidium)植物有18种,主要分布在北温带,以北美和东亚为最多,中国有15种,这组模式种是杓兰属。这类植物的茎或长或短,有两片或多片互生叶;叶片椭圆形、椭圆形到披针形,具平行脉,通常被短柔毛;花单生或2-3朵花排列成总状花序;子房腺毛或具柔毛,较少无毛;合萼片存在;花瓣往往狭长,扭曲或不扭曲;退化雄蕊基部平,具柄或近无柄。

无苞组:杓兰属无苞组(Sect. Trigonopedia)有7种植物,都产于中国西部这个类群的模式种是:斑叶杓兰(Cyperaceae 3356)这类植物在地下有细长或短粗的根茎;叶通常2,近对生,偶尔互生,具平行脉,有时具深紫色斑点;花单生,没有花苞片(或者将两片叶子中的一片视为花蕾)花序柄(或花梗)在花后明显增长;花瓣常围抱唇瓣;唇背腹侧稍扁平,有时有小疣状突起,退化雄蕊扁平。

狭蕊组:杓兰属狭蕊组(Sect.  subtropical zone)有2种植物,均产于中国云南和西藏这个类群的模式种是:暖地杓兰。这组植物有长茎和两片或多片互生叶;叶片椭圆形到狭椭圆形披针形,具平行脉,有点短柔毛;花排列成总状花序或单生;子房具腺毛;合萼片存在;花瓣短而宽;退化雄蕊比柱头窄。

网脉组:杓兰属网脉组(Sect.  retina)有3种植物,主要分布在东亚至喜马拉雅地区这个类群的模式种是:对叶杓兰(Cyprus  debile)这组植物在地下有细长或短的根茎;2叶,对生或近对生;叶片心形到卵形,具3-5(9)主脉,草状,无毛;花单朵;合萼片存在;花瓣线形到披针形;唇小,椭圆形到球形;退化雄蕊扁平。

扇脉组:杓兰属扇脉组(Sect. Flabellinervia)有2种植物,分布在中国和日本,这组的模式种是:扇脉杓兰(Cyperaceae)这组植物的地下有长而横的根茎;叶2枚,近对生;叶片扇形的具辐射状脉;花单朵;合萼片存在;唇下垂,囊口位于前部,无明显内叶;退化雄蕊扁平。

双叶组:杓兰属双叶组(Sect. Bifolia)有2种植物,分布于北美东北部和亚洲北部至喜马拉雅地区这组植物的模式种是莎草,地下有细长的横向根茎;叶通常2枚;叶片卵形到椭圆形,近对生或互生,具平行脉;花单朵;合萼片存在;花瓣通常接近小提琴形或勺形,顶端呈圆形;嘴唇呈碗状,嘴很宽,前面没有内折的边缘;退化雄蕊扁平。

离萼组:杓兰属离萼组(Sect.  audio)有2种植物,分布于北美和中国西部这组模式物种是萼花莎草,这组植物有很长的茎和几片叶子;叶片椭圆形到披针形,具平行脉;花单朵;子房被短柔毛或腺毛;侧萼片完全离生,不形成萼片;唇瓣几乎呈倒锥形,在囊口周围通常有毛;退化雄蕊扁平。

钝瓣组:杓兰属钝瓣组(Sect.  blunt instrument)有3种植物,分布于北美和中国西部这组模式物种是黄莎草,它有长茎腺毛和多叶;叶片椭圆形到椭圆形披针形,具平行脉,短柔毛;花单生或不到2;子房腺毛或具长柔毛;合萼片存在;花瓣先端钝,不扭曲;退化雄蕊是平而宽的。

形态特征 编辑本段

杓兰属是一种陆生草本植物。

根、茎:有短或长的横向根茎和许多粗壮的纤维根。茎直立,或长或短,丛生或离生,无毛或有毛,基部常有数个叶鞘。

叶:叶2至数片,互生、靠近对面或对面,有时靠近地板;叶片通常椭圆形到卵形,较少心形或扇形,具折叠的扇形脉、放射状脉或3-五条主脉,有时带有深紫色斑点。

花:花序顶生,通常具单花或少数具2-3花,极罕具5-7花;芽段通常呈叶状,明显小于叶片,很少有叶状或不存在;花很大,通常更漂亮;中萼片直立或倾斜于唇瓣之上;两个侧生萼片通常合为一个组合萼片,只有顶端分开,位于唇瓣下方,完全离生极为罕见;花瓣平展、下垂或拥抱嘴唇,有时扭曲;唇瓣呈深囊状球形、椭圆形或其他形状;通常,它有一个宽的囊口,具有向内弯曲的侧裂片和前缘,囊内通常有毛发;雌蕊短,圆柱形,常下弯,具2枚侧生可育雄蕊;花药2室,有非常短的花丝;花粉呈粉状或粘性,但不会粘在一起形成花粉块;退化雄蕊通常是平的和椭圆形的、椭圆形或其他形状,有柄或无柄,极舌形或线形;柱头厚,稍不明显,3裂,表面具乳突。

果实:果实为蒴果。

分布范围 编辑本段

杓兰属主要产于东亚、北美、欧洲等温带地区和亚热带山区向南可达喜马拉雅山和中美洲的危地马拉。中国是杓兰属植物在世界上的分布中心,以中国西南地区为主、西北、东北地区的资源最为集中,从东北到西南山区和台湾省山区都有广泛分布。

生境状况:杓兰属的生境广泛多样,从北纬70度到25度到14度,从低山到险峻的山区,以及从热带地区、它们的栖息地分布在亚热带至温带地区。杓兰属植物喜欢寒冷潮湿的山区、亚高山环境,多生长在针阔混交林下,以石灰岩为土壤发育母岩的喀斯特地貌区也是其主要分布区。其多群落生长,主要群落有针阔混交林和阔叶树常绿阔叶林。在一个完整稳定的自然群落中,可以发现大量的个体,而且往往是混居的。

生长习性 编辑本段

适应性:杓兰属是一种耐阴花卉,多生长在阴暗的地方,但花期避光。野生杓兰属植物的光合辐射在种植地可以达到最高值。然而,除了光照条件外,外界环境温度也影响杓兰属植物的生长杓兰属植物生长的适宜温度为15~20℃,露地栽培的植物在冬季也能耐受-30℃低温。另外,杓兰属是典型的高山植物它的种子在严冬之前成熟如果种子成熟后发芽,年轻的个体将在低温环境中死亡因此,在漫长的进化过程中,杓兰属形成了休眠的自我保护机制。

共生关系:菌根作为杓兰属植物与真菌共生形成的复合体,对杓兰属植物的生长起着重要作用。通过对真菌与杓兰属植物种间关系的研究,指出真菌与杓兰属植物之间存在一种平衡互利的共生关系,这种关系在一定条件下可以转变为寄生关系。例如,高山环境中的真菌与杓兰属植物相互形成共生关系,即杓兰属植物为真菌提供生长和扩大感染面积所需的有机养分,而真菌则增强植物吸收养分的能力它们是互惠互利的,可以在营养物质难以获得的高山环境中更好地生存和繁殖。

繁殖方式 编辑本段

在杓兰属中,雄蕊和雌蕊融合成一个雌蕊,花粉包裹成花粉块,花瓣特化成各种特征的唇,而漏斗状的唇可以吸引昆虫进入并爬出雌蕊柱下方的缝隙,在此过程中完成授粉。膜翅目(Hymenoptera)昆虫是杓兰属植物的主要传粉者,但一些研究发现,苍蝇也可以作为杓兰属植物的传粉者例如,温暖地区的杓兰属植物由食蚜蝇授粉。此外,大多数杓兰属植物会产生陷阱花,这将导致欺骗性授粉。例如铜鬃胸蚜蝇(小行星费迪南德 铜)所有的女性都把丽江杓兰背在胸前(Cyprus   Lijiang)花粉块,帮助丽江杓兰授粉。

杓兰属杓兰属

栽培育苗方式:杓兰属传统的人工繁殖方法是分株繁殖,但繁殖系数低、速度慢。然而,杓兰属植物的组织培养技术、由于 元素的限制,数母一般需要用种子作为外植体进行种子的无菌萌发。例如,有学者对授粉15周后的黄花杓兰进行了研究(Cyperaceae)经过20周的无菌发芽试验,种子发芽率最高可达90%,对培养基、激素和种子预处理可以提高杓兰属植物的发芽率。

基质选择:腐殖质含量越高越好以25厘米厚疏松透气有一定保水能力的腐殖土为宜,大田土壤不适宜栽培杓兰属植物。如果使用盆栽植物,可以先将杓兰属植物的幼苗固定在带有三分之一基质的花盆中,然后将幼苗扶正,然后轻轻提起、将基质填至幼苗基部,然后夯实盆土。

栽培养护:以大叶莎草为例,其生长温度为12℃~18℃,白天最好不要超过25℃。每年春天都是它的生长期,在生长期,夜间10℃以下的气温对它的影响不大。基质可以是山泥或腐殖土,盆栽不宜选择太深的盆,以免植株下部积水过多影响其生长发育。当树叶钻出地面时表面,他们可以浇水,但他们可以 不要浇水,以免因基质温度低和湿度过大而导致根部腐烂浇水时,注意不要将它们洒在叶子上,以防止疾病。一般肥料和开花肥料可以交替施用,开花后以氮肥为主,可以促进地下茎的生长。

病虫害防治:杓兰属病虫害应重点预防。大花杓兰和黄杓兰的病害以叶斑病为主,多发生在叶片开放期,一般可通过喷施多菌灵进行防治。然而,危害杓兰属植物的主要害虫是兰蚧,可以用可溶性湿润剂喷洒兰蚧来杀死拟除虫菊酯。

代表物种 编辑本段

杓兰属的下列物种或品种获得了皇家园艺学会的花园优秀奖:

台湾杓兰:台湾杓兰(Cyperus formosana)它是一种小而耐寒的兰花,高约10厘米。产生两片顶部椭圆形至圆形的叶子,叶脉向外呈扇形展开。春天,细长的茎会开出白色的花,上面有浅粉色到深粉色的斑点。

汉克小:汉克小(Cyprus   Han   Xiao  gx)它是落叶兰花,卵圆形至椭圆形,叶鲜绿色,茎直立,通常在晚春最多开两朵花;每朵花都有一个突出的黄色袋子,暗紫色到棕色,花被长而扭曲。

迈克尔:迈克尔(Cyprus   Michael  gx)它是一种落叶兰花,椭圆形,茎上有突出的绿叶,高达40厘米。花朵在晚春生产,包括一个大的圆形白色袋子,上面有暗粉色到紫色的条纹,周围有三个紫色和白色条纹的花被。

皇后杓兰:皇后杓兰(维基物种杓兰属)是一种落叶兰花,高约60厘米,椭圆形,亮绿色,叶脉突出,叶多毛,长10米-25厘米。在春末和夏季,白色的花朵长达5厘米,有袋状的白色条纹和粉红色的嘴唇,可以单独或两三个一组诞生。

萨宾:萨宾(Cyprus  Sabine gx)它是一种落叶耐寒的兰花,高50厘米,椭圆形,叶脉突出春天,它在直立的茎上开出鸡蛋大小的大花;每朵花都包含一个象牙白的袋子,袋子周围有紫色和紫色条纹,周围有紫色和白色条纹的花被片。

价值用途 编辑本段

园艺观赏:杓兰属是观赏兰花之一“旗帜”类群。株形优美,花型奇特,花瓣一般呈勺形、拖鞋形和口袋形,色彩鲜艳,深受世界各地花卉爱好者的喜爱。毛莎草是莎草属优良的观花观叶草本植物,可在公园中种植、林下或水边;也可以作为室内盆栽。

医学药用:西藏杓兰属植物杓兰属、紫点杓兰、毛香附和大叶香附均可作为中药材。西藏杓兰味甘、涩,性平,具有活血调经的作用、具有清热解毒的功效,可用于治疗月经不调、痛经等病症;香附子具有镇静镇痛作用、发汗退热,可用于治疗神经衰弱、癫痫等病症;香附香附子味苦、辛,性温,有利尿消肿的作用、祛风活血,可用于治疗全身性水肿、风湿疼痛等病症。

物种保护 编辑本段

类群现状:杓兰属的种子很小,没有胚乳在自然条件下,它们需要与合适的真菌共存,形成共生菌根后才能发芽。由于自然环境的破坏人类的过度开发以及种子休眠机制等自身因素,野生杓兰资源日益减少,野生种群自然更新缓慢。

致危因素:杓兰属植物栽培繁殖困难,成活率低野生杓兰属植物滥采滥挖获得了许多观赏植物,导致杓兰属植物濒临灭绝。除了栖息地丧失外,森林砍伐导致的植物个体减少也是杓兰属种群减少的原因之一森林砍伐导致的光照强度增加将导致呼吸成本增加和光合产物积累减少,从而导致植物生长下降。再加上人工清林农业开垦等人类活动的开展,杓兰属植物原有的生境遭到 的破坏,杓兰属植物种群急剧减少,处于严重濒危水平。

保护等级:2013年,《中国生物多样性红色名录-高等植物卷》共收录莎草35种,其中长瓣莎草(学名杓兰属 )丽江杓兰等被列为极度危险(CR)等级。2014年,杓兰属39种植物被列入《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》保护名录。2019年杓兰属所有物种《濒危野生动植物种国际贸易公约》上市(CITES)附录Ⅱ中。2021年莎草属其他植物全部列入中国《国家重点保护野生植物名录》,为二级保护植物,除圆叶莎草和萼花莎草为一级保护植物。

保护措施:2019年杓兰属所有物种《濒危野生动植物种国际贸易公约》上市(CITES)在附录二国际贸易中,(包括部分和衍生物)受到CITES许可证制度的管制。此外,迁地保护和就地保护可以有效缓解大叶莎草的濒危状况。 

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