松柏纲植物是现代裸子植物中数目最多、分布最广的类群。现代松柏纲植物有44属,约400余种,隶属于4科,即松科、杉科、柏科和南洋杉科(Araucariaceae),它们分布于南、北两半球,以北半球温带、寒温带的高山地带最为普遍。我国是松柏纲植物最古老的起源地,也是松柏植物最丰富的国家,并富有特有的属、种和第三纪孑遗植物,有3科,23属,约150种,为国产裸子植物中种类最多,经济价值最大的1个纲,分布几遍全国。另引入栽培1科,7属,50种,多为庭园绿化及造林树种。
(一)松科(Pinaceae)
乔木,稀灌木,大多数常绿。叶条形或针形:条形叶扁平,稀呈四棱形,在长枝上螺旋状散生,在短枝上簇生;针形叶常2-5针成束,着生于极度退化的短枝顶端,基部包有叶鞘。孢子叶球单性同株,小孢子叶球,具多数螺旋状着生的小孢子叶,每个小孢子叶有2个小孢子囊,小孢子多数有气囊;大孢子叶球,由多数螺旋状着生的珠鳞与苞鳞所组成,每珠鳞的腹面(上面)具两枚倒生的胚珠,背面(下面)的苞鳞与珠鳞分离(仅基部结合),花后珠鳞增大发育成种鳞。球果直立或下垂。种子通常有翅;胚具2-16枚子叶。染色体:X=12、13、22。
本科是松柏纲植物中最大而且在经济上又是重要的1科,有10属,约230余种,多产于北半球。我国有10属,113种(包括引种栽培24种),分布遍于全国,绝大多数都是森林树种和用材树种,以及许多还是特有属和孑遗植物。
1.冷杉属(Abies) 枝具圆形而微凹的叶痕。叶条形,上面中脉凹下。叶内具2个(稀4-12)树脂道。球果直立,当年成熟,种鳞和种子一同脱落。约50种,分布于亚洲、欧洲、北美及非洲北部高山地带。我国有19种,分布于东北、华北、西北及浙江、台湾等省区的高山地带,常组成大面积的纯林,用途很广,为今后开发利用的主要森林资源,亦为森林更新的主要树种。常见的有臭冷杉[A.nephrolepis(Trautv.)Maxim.],一年生枝有毛,树脂道中生,产于东北、华北。冷杉[A.fabri(Mast.)Craib],一年生枝无毛,树脂道边生,为我国特有树种,产于四川。百山祖冷杉(A.beshanzuensis M.H.Wu),为我国新近发现的稀有珍贵树种,产于浙江南部百山祖山。
2.银杉属(Cathaya)(图7-10) 枝分长、短枝。叶条形扁平,上面中脉凹陷,在枝节间的顶端排列紧密成簇生状,在其下则排列疏散。球果腋生,初直立后下垂,种鳞远较苞鳞大,宿存。仅银杉(C.argyrophylla Chun et Kuang)1种,分布于广西及四川,为我国特产的稀有树种,材质优良,供建筑、家具等用材。
3.云杉属(Picea) 小枝有显著隆起的叶枕。叶四棱状条形或条形,无柄,四面有气孔线或仅上面有气孔线。孢子叶球单性同株。球果下垂。种鳞宿存,苞鳞短小。约40种,分布于北半球。我国有16种,另引种栽培2种,产于东北、华北、西北、西南等省区及台湾省的高山地带,常组成大面积的自然林,为我国主要的林业资源之一。材质优良,纹理细致,结构紧密,有弹性,可供建筑、飞机、舟车、家具等用材,树干可取松脂,树皮可制栲胶。常见的有云杉(P.asperata Mast.),一年生枝褐黄色或淡黄褐色,多少有白粉,叶横切面为四棱形,球果长通常6—10厘米,为我国特有树种,产陕西、甘肃及四川。鱼鳞云杉[P.jezoensis var.microsperma(Lindl.)Cheng et L.K.Fu],叶横切面扁平。球果长4—6厘米,产我国东北。
4.落叶松属(Larix) 落叶乔木,枝有长枝和距状短枝。叶条状扁平,在长枝上螺旋状散生,在短枝上呈簇生状。孢子叶球单生于短枝顶端,球果直立,当年成熟,种鳞革质,宿存。种子上部具膜质长翅。约18种,分布于北半球的亚洲、欧洲及北美洲的温带高山与寒温带、寒带地区。我国产10种,广布于东北、华北、西北、西南等省区,常组成纯林。材质坚韧,结构细致,抗腐性强,可供建筑、桥梁、舟车、家具等用材,树干可提取树脂,树皮可提取栲胶,亦可栽培作庭园树种。落叶松[L.gmelinii(Rupr.)Rupr.]小枝不下垂,球果卵圆形或椭圆形,苞鳞较种鳞为短,为我国东北林区的主要森林树种。红杉(L. Potaninii Batal.)小枝下垂,球果圆柱形或卵状圆柱形,苞鳞较种鳞为长,显著露出,为我国特有树种,产于甘肃、陕西及四川。
5.金钱松属(Pseudolarix) 落叶乔木,枝有长枝与短枝,短枝距状。叶条形,柔软、扁平,在长枝上螺旋状散生,距状短枝上呈簇生状,辐射平展呈圆盘形。小孢子叶球穗状,数个簇生。球果当年成熟,种鳞木质,成熟后脱落,种子有宽大种翅。仅有金钱松[P.amabilis(Nelson)Rehd.]1种(图7-11),为我国特有属种,产华东和华中及四川等省区。金钱松生长较快,喜生于温暖、多雨和土层深厚、肥沃、排水良好的酸性土山区。木材纹理通直,硬度适中,材质稍粗,性较脆,可作建筑、板材、家具、器具等用,树皮可提栲胶,入药(俗称土槿皮)可治顽癣和食积等症,种子可榨油。树姿优美,秋后叶呈金黄色,颇为美观。为优良有用材树种及庭园树种。
6.雪松属(Cedrus) 常绿乔木,枝有长枝和短枝。叶针形,坚硬,通常三棱形,或背脊明显而呈四棱形。球果第二年(稀三年)成熟,熟后种鳞从宿存的中轴上脱落,种子有宽大膜质的种翅。有4种,分布于非洲北部、亚洲西部及喜马拉雅山西部。我国有1种和引种栽培1种。雪松[C.deodara(Roxb.)Loud],材质坚实,致密而均匀,具香气,少翘裂而耐久用,可作建筑、桥梁、造船、家具等用。雪松终年常绿,树形美观,我国各大城市广泛栽培作庭园树种。
7.松属(Pinus) 常绿乔木,稀灌木。冬芽显著。叶有两型:鳞叶(原生叶)单生,螺旋状着生,在幼苗为扁平条形,后逐渐退化成膜质苞片状;针叶(次生叶)螺旋状着生,常2、3或5针一束,生于苞片状鳞叶的腋部,着生于不发育的短枝的顶端,每束针基部由8—12枝芽鳞组成的叶鞘所包,叶鞘脱落或宿存。孢子叶球单性同株,小孢子叶球多数,集生于新枝下部;大孢子叶球单生或2—4个生于新枝近顶端。球果第二年(稀第三年)秋季成熟,种鳞木质,宿存,种子上部具长翅。约80余种,广布于北半球。我国产22种,分布几遍全国,为我国森林中的主要树种。木材含有松脂,材质较硬或软,纹理直或斜,结构中至粗,可供建筑、枕木、桥梁、舟车、板材、家具及造纸等用材;树干可用以采脂;树皮、针叶、树根等可综合利用,制成各种化工产品;种子可榨油,有些可供食用;药用的松花粉、松节、松针及松节油是从各种松树采取和提取;多数种类为森林更新、造林、绿化及庭园树种。本属又可分2个亚属:即软松亚属或称单维管束亚属和硬松亚属或称双维管束亚属。
(1) 单维管束亚属(Strobus) 木材软,色淡。叶鞘早落,针叶基部的鳞叶不下延。叶内有1条维管束。常见的有:红松(P.koraiensis Sieb.et Zucc.),小枝密被黄褐色或红褐色柔毛,针叶5针一束,横切面近三角形,树脂道3个中生,种鳞的鳞脐顶生,产于我国东北。华山松(P. H mandii Franch.),小枝无毛,针叶5针一束,稀6—7针一束,横切面三角形,树脂道常3个中生或背面2个边生,腹面中生,种鳞鳞脐不明显,产于我国山西、陕西、河南、四川及云南等省山地。白皮松(P.bungeana Zucc.ex Endl.),幼树树皮光滑,灰绿色,老树皮成不规则的薄片块状脱落,呈淡褐灰色或灰色;小枝无毛;针叶3针一束,横切面扇状三角形,树脂道6—7个边生,稀背面角处1—2个中生;种鳞鳞脐背生,顶端有刺。为我国特有树种,产于山西、河南、陕西、甘肃、四川及内蒙等地。
(2) 双维管束亚属(Pinus) 木材硬,色深。叶鞘宿存,针叶基部的鳞叶下延。叶内有2条维管束。鳞脐背生,种子上部具长翅。常见的有:油松(P. tabulaeformis Carr.),小枝无毛,微被白粉,针叶2针一束,叶边缘有细锯齿,横切面半圆形,树脂道5—8个或更多,边生,鳞脐凸起有尖刺。为我国特有树种,产于华北、东北等地;马尾松(P.massoniana Lamb.),枝条无毛,针叶2针一束,稀3针一束,横切面半圆形,树脂道4—8个边生,鳞脐微凹无刺。主要分布于我国中部、长江流域以南各省区;黄山松(P.taiwanensis Hayata),枝条无毛,针叶2针一束,横切面半圆形,树脂道3—7个中生,鳞脐具短刺。为我国特有树种,产于台湾、安徽、福建、浙江及江西等省,海拔600—2800米山地;黑松(P.thunbergii Parl.),小枝淡褐黄色,无毛,冬芽银白色,针叶2针一束,粗硬,横切面半圆形,树脂道6—11个中生,鳞脐小而平,常有小棘。原产日本、朝鲜,我国辽宁及华东各省引种栽培,为造林和庭园观赏树种。
此外,本科植物我国产还有油杉属(Keteleeria)、黄杉属(Pseudotsuga)、铁杉属(Tsuga)等。
本科植物以具针形叶或条形叶,叶及种鳞螺旋状排列,种鳞与苞鳞离生,每种鳞具2粒种子等为特色。