壳斗科(学名:Fagaceae)是
山毛榉目下一个科,又名山毛榉科。常绿或落叶乔木,稀
灌木。单叶,
互生。花单性同株,稀异株,或同序(Lithocarpus属的多数种),
风媒或虫媒;花被一轮,4-6(-8)片,基部合生,干膜质;雄花有雄蕊4-12枚,花丝纤细。
植物学史
在世界各地不同地史时期的
地层中,不断地找到包括印痕、花粉等各类化石的本科植物。第三纪时,本科植物的分布区远超过现今的活植物的分布界限。以中国而言,在东北各地,山东,云南和四川西部,先后发现属于第三纪各个时期的栎属、柯属和栗属的叶化石。在西藏
昂仁县、
日喀则市和
南木林县境内也先后找到属于晚
白垩纪至
第三纪的多种栎属化石。在西藏
希夏邦马峰北坡海拔5700-5900米属于中至晚新世的
植物化石层中找到与现今活植物同种的许多高山栎类的叶子化石。
形态特征
叶
常绿或落叶乔木,稀
灌木。单叶,
互生,极少
轮生(Trigonobalanus属的一个种),全缘或齿裂,或不规则的羽状裂(落叶栎类多数种);托叶早落。
花
花单性同株,稀异株,或同序(Lithocarpus属的多数种),
风媒或虫媒;花被一轮,4-6(-8)片,基部合生,干膜质;雄花有雄蕊4-12枚,花丝纤细,花药基着或背着,2室,纵裂,无退化雌蕊,或有但小且为卷丛毛遮盖;雌花1-3-5朵聚生,有时伴有可育或不育的短小雄蕊,子房下位,花柱与子房室同数,柱头面线状,近于头状,或浅裂的舌状,或几与花柱同色的窝点,子房室与心皮同数,或因隔膜退化而减少,3-6室,每室有倒生胚珠2颗,仅1颗发育,中轴胎座。雄花序下垂或直立,整序脱落,由多数单花或小花束,即变态的二岐
聚伞花序簇生于花序轴(或总
花梗)的顶部呈球状,或散生于总花序轴上呈穗状(catkin),稀呈
圆锥花序;雌花序直立,花单朵散生或3数朵聚生成簇,分生于总花序轴上成穗状,有时单或2-3花腋生。
果
由
总苞(involucre)发育而成的
壳斗(cupula)脆壳质,木质,角质,或木栓质,形状多样,包着坚果底部至全包坚果,开裂或不开裂,外壁平滑或有各式姿态的
小苞片(bracteole),每壳斗有
坚果1-3(-5)个;坚果有棱角或浑圆,顶部有稍凸起的柱座(stylopodium),底部的果脐又称疤痕(cicatrix),有时占坚果面积的大部分,凸起、近平坦,或凹陷,胚直立,不育胚珠位于种子的顶部(胚珠悬垂),或位于基部(胚珠上举),稀位于中部,无胚乳,子叶二片,平凸,稀脑叶状或镶嵌状,富含淀粉或及鞣质。
生长环境
地理
自沿海低丘陵至海拔约3700米高山地区都有本科植物生长。
地形
是组成常绿阔叶或
针叶阔叶混交林的主要树种,也是
照叶林或山地水源林的重要树种。有时以本科不同属种组成的小片纯“栎林”。本科植物常有
桑寄生科植物寄生于其枝干上。
分布范围
据不同学者的观点,本科含7-10属,多至12属。
《中国植物志》认许7属,约900余种。除
热带非洲和南非地区不产外几全世界分布,以亚洲的种类最多。Nothofagus自然分布限于南半球
澳大利亚至
南美大陆。Fagus除1种见于美洲大陆外余均见于北半球
欧亚大陆。Castanopsis属除1种见于美国西部外余均产亚洲南部及东南部。至于Trigonobalanus属,则为洲际间断分布,1种见于南美,2种产亚洲南及东南部。Lithocarpus属仅1种分布至美国加利福尼亚州,其余均产亚洲南部及东南部。Castanea属的种类以中国最多。中国有7属约320种。
壳斗科植物分布范围较广,分布于中国。从最西端的西藏吉隆县到最东端的黑龙江虎林市,从最南端的海南三亚市到最北端的内蒙古额尔古纳市。北方地区壳斗科植物分布较为分散,南方地区分布较为聚集。北方地区壳斗科植物的属、种分布地点相同,但种数明显多于属数,它们零星分布于北方地区的中东部,西北的东部、华北及东北,间断分布于大、小兴安岭、长白山、太行山、秦岭北部,但在新疆、青海的大部分地区、内蒙古和甘肃的西部没有壳斗科植物分布,与西部相邻国家在空间上没有联系。
下级分类
主要价值
研究价值
壳斗科植物的各部大多含
鞣质,以树皮和壳斗的含量较高,鞣质分解产物通常为
鞣花酸、
没食子酸、
儿茶酸和去氢双没食子酸(dehydrodigallicacid)。有栓皮的种类含有一种脂类化合物,称栓皮蜡,栓皮蜡的主要成分为无羁萜(ffiedelin),有些种类尚含
桦木酸(betulicacid)和
桦木醇(betulin)。叶和木材含
黄酮类化合物,其提取物经
水解得到栎酮(quercetin)、杨梅酮(myricetin)等化合物。有些种类尚含栎素(quercitrin)、
柚皮苷(naringenin)等。
水青冈属和
栎属等的种仁含以油酸和
亚油酸为主的脂肪油。广布于长江以南各地的
多穗柯的嫩叶含一种查耳酮类化合物,称为三叶苷(trilobatin),它是一种甜味物质,呈淡黄色结晶。
经济价值
栗属和锥属的多数种的种子,自古视为木本粮食。含鞣质较高的种类,经加工处理后,其淀粉可作备荒食料、饲料或作酿造原料。木材红褐色的青冈属和柯属的种类,它们的木材结构十分相似,在南方一些木材商场中,常统称之为木类,列为一级材。锥属也有多种,其心材也是红褐色,常称之为红锥类,或称红犁。五岭以北常被称为红栲的种,只是其叶片背面被红褐色粉末状鳞秕,其木材并非红褐色,不属于一级材。
水青冈属的心材大都红褐色,但其硬度稍次于木类,而韧性则颇强。
石栎属有石栎、绵石栎、
多穗石栎、包石栎等种,它们的树叶革质,有光泽、深绿色,不但好看,而且抗火力强,因此,是良好的防火树种,也是优良的用材树种,材质坚硬,用途很广。经济价值高。上述木材,是中国南部各地常见的主要用材,为码头、坑道桩柱、车、船、器械、地板、家具、农具及建筑用材。
保护现状
保护级别
濒危原因
而由于自然灾害发生频繁、人类活动和城市发展等环境因素的影响,全球范围内壳斗科植物正面临灭绝的威胁(Carreroetal.,2020)。2020年全球树木专家小组对可收集的535种壳斗科植物分布进行了风险评估,指出有36%的物种处于濒危状态,6.9%极度濒危,对壳斗科植物的保护已刻不容缓。报告还详细描述了世界430种栎属植物的分布,其中将近三分之一处于灭绝状态,中国受威胁种为36种,由此可见对壳斗科植物分布进行全面评估并开展保护工作十分必要。