莎草科(拉丁学名Cyperaceae)是
种子植物的一科,约5000种,为
单子叶植物的禾草样
草本植物,分布于潮湿地区。莎草科的特征为:茎实心,横断面常为三角形,叶基部具
叶鞘,叶鞘的两侧边缘互相接合;某些种类的叶片已退化;花小,聚生成
小穗,小穗外无叶状的
苞片包围。花由一枚
雌蕊和2~3枚
雄蕊构成,生于特称为颖片的鳞片腋间。茎的高度从数厘米至4厘米以上。几乎所有种类均为
风媒传粉。
莎草科是
陆地生态系统的重要构成者,并发挥固沙护土、土壤改良、水源净化、光合物质的固定与
碳循环等重要作用。该科植物在世界各地广泛存在,并影响着人类的生产、生活,众多种类成为人类发展中重要的
生产资料、食物资源、饲用资源、同时也是
中原地区然草地中,饲用价值高、分布面积广、数量多的一类优良牧草。
莎草科植物广布于全世界潮湿地区。除了人类现已利用的该科物种外,绝大部分有着更大的经济和社会价值尚未被人类认识和利用,蕴涵着巨大的资源潜力。
特征与分布
多年生草本,较少为一年生;多数具
根状茎少有兼具块茎。大多数具有三稜形的秆。叶基生和秆生,一般具闭合的
叶鞘和狭长的叶片,或有时仅有鞘而无叶片。
花序多种多样,有
穗状花序,
总状花序,
复总状花序,
头状花序或长侧枝聚花序;
小穗单生,簇生或排列成穗状或头状,具2至多数花,或退化至仅具1花;花两性或单性,雌雄同株,少有雌雄异株,着生于鳞片(颖片)腋间,鳞片复瓦状
尾旋排列或二列,无花被或花被退化成下位鳞片或下位
刚毛,有时
雌花为先出叶所形成的果囊所包裹;
雄蕊3个,少有2-1个,花丝线形,
花药底着;子房一室,具一个
胚珠,
花柱单一,
柱头2-3个。果实为小坚果,三稜形,双凸状,平凸状,或球形。
莎草科含皂类(saponins)、
丹宁(tannins)、
酚酸(phenolicacids)、
黄酮(flavonoida)、生物碱(alkaloids)和类(
萜类化合物)等。约90属4000余种,广布全世界。
中原地区约有28属800余种。南北均产。大多生长在潮湿处或
沼泽中,也生长在山坡草地或林下。
经济价值
有的可供编席或
造纸,如
茳芏、
藨草、短叶芷、
细枝藨草、
扁杆荆三棱、水毛花等。有些种类的块茎可供食用,如
荸荠、
油沙豆等。有的为优良牧草,如
高山嵩草(见
嵩草属)、
柄状薹草(Carex pediformis)、
低苔草(见
薹草属)。有些可入药,如
荆三棱、
香附子、
短叶水蜈蚣等。还有的如白颖苔草、
异穗薹草等,可作草坪,美化环境。
分类
以往
分类学家均认为莎草科和
禾本科关系密切。1934年J.
安妮·哈钦森将莎草科与禾本科分开,
禾本目仅包括莎草科,以后形态学、细胞学的资料也支持这个观点。但禾本科的
小穗和莎草科的小穗仅在外形上相似。禾本科的花顶生,子房为侧膜
胎座,由古老类型所衍生,胚偏生
胚乳的一侧。莎草科的花侧生,
胚珠为基生胎座,源自古老的特立中央胎座,胚位于胚乳的中央。此外,在
种子植物中,
染色体极大部分具一个着丝点,只有在莎草科和
灯芯草科的种类中,其染色体具有分散的着丝点。莎草科和灯心草科的花粉粒为单粒花粉样的四合体,在4个成员之间没有分开的壁。1个核正常发育,其余3个通常在花粉的“底部”找到。从
形态发生和细胞学上看,莎草科的花粉粒应称为四合体;从外壁的形态上看,则应称为单花粉(或假单花粉)。染色体和花粉形态都表明莎草科与灯心草科关系密切。
藨草亚科
小穗通常多花;鳞片螺旋状或成二列排列;花两性或单性,无先出叶所形成的果囊。本亚科分5族:
②
刺子莞族(Rhynchosporeae),中国有6属。
③莎草族(Cypereae),中国有7属。
④割鸡芒族(Hypolytreae),本族有5属。
⑤珍珠茅族(Sclerieae),本族只有2属。
薹草属亚科花单性,
雌花有先出叶,大多先出叶在边缘合生而成果囊,很少完全离生。本
亚科有1族2属。
全世界约80余属4000余种,中国有28属500余种,广布于全国,多生长于潮湿处或
沼泽中,苔草族多产于
东北地区、
西北及
华北地区或西南部高山地区,南方种类较少,藨草族和莎草族广布于
全国各省、自治区、直辖市高级人民法院和中级人民法院管辖第一审民商事案件标准,刺子莞族和珍珠茅族多产于
华中地区、华东以及南部各省,割鸡芒族则只产于热带亚热带地区。
植物学史
Cyperaceae莎草科,
单子叶植物,
禾本目,约4000种,广布于全世界,中国有31属,670种,全国皆产之,其中有些可为织席或制纸的原料,有些入药,
荸荠的块茎可食或提取淀粉。
多年生或一年生
草本;秆实心,常
黑三棱形,无节;叶通常3列,有时缺,叶片狭长,有封闭的
叶鞘;花小,两性或单性,生于
小穗鳞片(常称为颖)的腋内,小穗复排成
穗状花序、
总状花序、圆锥状花序、
头状花序或
聚伞花序等各种花序;花被缺或为下位
刚毛、丝毛或鳞片;
雄蕊1-3;子房上位,1室,有直立的
胚珠1颗,
花柱单一,细长或基部膨大而宿存,
柱头2-3;果为一
瘦果或小坚果。
中国的主要属有:
薹草属,
莎草属,Fimbristylis,Heleocharis,Kobresia,Mariscus,Scirpus,
珍珠茅属等等。
物种区别
莎草科常与
早熟禾科(Poaceae)植物——禾草——相混莎草科(6张)淆,但藉上述特征可与之鉴别。例如,禾草的茎圆形,中空;叶有鞘,但
叶鞘不闭合;花由2枚
苞片包围,
小穗又由2枚苞片包围。
虽然莎草科植物外形似禾草,莎草科又与早熟禾科同置於
禾本目(Cyperales)中,但越来越多的证据表明,与莎草科亲缘关系最近的却是
灯芯草科(Juncales)的灯心草科(Juncaceae)。
类别
莎草科中的大属包括
薹草属(
薹草属,约2,000种)、
莎草属(Cyperus,近650种)、
刺子莞属(Rhynchospora,约250种)以及
飘拂草属(Fimbristylis)、
荸荠属(Eleocharis)和
珍珠茅属(Scleria),後3属各约200种。其它较大的属有
球柱草属(Bulbostylis,约100种)和
赤箭莎属(Schoenus,约100种)以及
擂鼓簕属(Mapania,约80种)。
虽然总的说来莎草科的经济意义不大,其中一些种却十分著名。如
纸莎草(Cyperus papyrus),
四大文明古国人将其茎剖成
薄片,压平後用作缮写材料;现纸莎草常栽作观赏植物。其它栽培属包括
薹草属、
荸荠属、
藨草属(Scirpus)及
羊胡子草属(Eriophorum)。伞草(Cyperus alternifolius)又称
风车草,为受欢迎的盆栽植物,高可达1.2公尺,每个茎顶端均生有一簇排成伞形的叶片。
黄
坚果手机莎草(C. esculentus,即可食莎草)在许多北温带地区被视为禾草样
禾本科杂草,其黄色形似坚果的块茎以及与之近缘的
莎草属种类的块茎可食,尤其是黄坚果莎草的一个变种——栽培可食莎草(Cyperus esculentus sativus),又称地杏仁,其块茎富含淀粉、糖及脂肪。
荸荠(Eleocharis dulcis)的球茎和同属一些种类的球茎可食。垂头
藨草(Scirpus cernuus)和
水葱(S. tabernaemontani)两个种常栽培於
沼泽花园和水生植物园中。
羊胡子草属的种类也是沼泽花园中爱种的植物。