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編輯推薦: |
《树叶博物馆》详细介绍了起源于温带地区的阔叶树种叶片的形态特征及其相关信息,为植物爱好者提供了通过叶片识别树木物种的知识,并欣赏大自然中多样的叶片之美。
————北京大学前校长、植物生理学家 许智宏院士
一花一世界,一叶一菩提。本是西方人案头之宝的《树叶博物馆》,经科普大家刘夙博士科学精准的翻译,有幸与中国广大植物爱好者见面,希望这本书也能成为中国读者的案头之宝。
————上海辰山植物园执行园长 胡永红博士
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內容簡介: |
叶,可以定义为植物茎上的营养性生长物,其基本功能是进行光合作用。也就是说,它们可以利用阳光中的能量把空气中的二氧化碳以及水分转化为葡萄糖和氧气。
《树叶博物馆》中所讨论的叶是温带地区阔叶树的叶,它们大多形状扁平,颜色为绿色。然而,在这相似的扁平形状中,却包含了惊人的形态上的演化多样性。虽然叶的形态在种内和种间都变异巨大,但是,一枚叶的基本特征通常比较固定,足以用于帮助人们鉴定树种。
本书是一部科学性与艺术性、学术性与普及性、工具性与收藏性完美结合的树叶高级科普读物,为读者提供了600种形态各异的树叶的视觉盛宴和科学知识。全书共1800余幅插图,每种树叶所配实际大小的照片都捕捉到了它们的精妙细节;每种树叶所属树木与成人身高的对比图,能让读者更直观地了解树木的树形和高度;每种树叶的叶类型、叶形、大小、叶序、分布、生境等的介绍,更能让读者从细微处对该物种有更全面、深刻的认识。
本书既可作为树叶、树木研究人员的重要参考书,也可作为收藏爱好者的工具书,还可作为广大青少年读者的高级科普读物。
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關於作者: |
〔英〕艾伦·J.库姆斯(Allen J. Coombes) ,植物分类学家,曾任墨西哥普埃布拉大学植物园和标本馆植物学家,英国汉普郡爵士花园植物学家,国际栎树学会主席。
〔匈〕若尔特·德布雷齐(Zsolt Debreczy) ,美国波士顿国际树木研究院学术总监,曾任匈牙利布达佩斯国家历史博物馆苔藓植物部主任。
刘夙,上海辰山植物园科普部高级工程师,上海市科普作家协会理事,从事科普著译、科普网站建设、科技史和科技哲学研究工作,已著、译有科普著作23部。
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目錄:
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前 言 6
概 论 8
树木是什么? 10
叶是什么? 12
叶的功能 14
叶的变化 16
叶形和叶序 20
叶的解剖 24
理解植物名字 26
鉴定树木的叶 30
树叶博物馆 42
附 录 644
术语表 646
参考文献 649
中文名索引 650
学名索引 653
致 谢 656
译后记
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內容試閱:
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叶,是大自然真正的奇迹。它们所做的工作,是把溶解的矿物质和其他养分转化成有机质,终形成茎、叶、根、花和果实,从而创造地球上肥沃的腐殖质和土壤层,构建奇妙的森林和其他生境。这个工作的细节,科学家至今还在梦想能够全部了解。正是叶——或者更准确地说,是叶肉中的绿色组织细胞——让太阳的能量和地球上的生命得以构成实质性的联系。
从形态上说,叶是变态、扁化的茎系统。演化形态学界的很多科学家相信,经过漫长的地质时代,植物的侧向生长不仅形成了叶,也形成了花瓣、萼片、心皮和雄蕊之类的生殖器官。
叶的形状在种内和种间都变异巨大。然而,一枚叶的基本特征通常比较固定,足以用于帮助人们鉴定树种。因此,《树叶博物馆》既是叶片鉴定手册,又是树种鉴定手册。花和果实等其他用来识别植物的特征不会存在多长时间,而叶在树木的整个生长季中始终可见。叶有单叶、复叶之分。单叶只有单独一枚叶片与茎连接;完全复叶的叶片则分成少数几个或多个部分(小叶)。叶又有全缘、浅裂、深裂、全裂至中脉的区别。叶表面的形态则又提供了更多识别特征,比如叶是否有毛,毛被是稀疏还是稠密,坚硬还是柔软……
本书中挑选的叶限于新生代(开始于大约6500万年前)至今的温带地区。这一地域的植物区系先出现在北半球的时候,地球要比现在温暖得多(平均气温是22°C/72°F,而现在是14°C/57°F)。之后,这一群植物通过演化逐渐能够抵抗生理上的寒冷,主要对策是在冬季落叶。即使是常绿植物,也有其他形态或生理上的抗寒策略。地球不断变冷,在近大约50万年中气温降到,然而抵抗寒冷的能力却让很多温带树种得以幸存下来。
对南半球的叶来说,本书遴选的种类代表了一个耐寒能力多少较弱的植物区系,它们乃是在南美洲、新西兰、澳大利亚南部(特别是塔斯马尼亚岛和南澳大利亚山地的湿润环境)存活演化而成。这本《树叶博物馆》因而涵盖了能够在全世界温带的森林或植物园中观察到的大部分树种。
记录树木信息,拍摄叶的照片,对任何自然爱好者来说都是真正的乐趣。叶具有内在美,可以激发我们深厚的情感。到植物园中散散步吧,你会注意到那些温带的亲缘种彼此是何其相似,哪怕其中一种来自北美洲,另一种却来自东亚,这是因为它们确实有紧密的亲缘关系。气候的差异,地质时代上千百万年的分化史,都只是让它们的显著相似性略有模糊罢了。你手中的这本书大概可以称之为一座“纸上植物园”,在这里,悠悠地质岁月驱散的树木和叶,又成功而美满地重聚一堂。
树木是什么?
只要看到,我们就能把树木认出来。我们还能通过许许多多的特征区分栎树和水青冈,苹果树和梨树。然而,令人意想不到的是,要想给树木下个一般性的定义,却实在困难。
在尝试给树木下定义的时候,我们可以先说它们是多年生(这意味着较为长寿)的木本植物,正常情况下有单一的明显主干,至少有3—4 m(10—13 ft)高。这个定义把树木(更准确地说是乔木)和另一类多年生木本植物——灌木区别开来,因为灌木的基部有几枚至很多枚的茎,植株也比较矮。然而,在乔木和灌木之间并没有截然区分的界限。乔木也可能有一枚以上的茎,有时候甚至有数枚。不仅如此,本书中描述的很多树种既可以长成灌木,又可以长成乔木。比如说,有很多树种在低海拔地区可以长成参天大树,但在山地或其他暴露环境下却会缩减体型,成为矮小灌木。
因此,树木(乔木)并不像“栎属”或“水青冈属”那样,是得到植物学定义的群体。我们好把它看成一种生长类型。哪些植物是树木,哪些植物不是,在定义上有主观性。我们并不能把一棵弱小的栎树苗说成是乔木,虽然它有成为乔木的潜力。
早的树木
树木是陆生植物。就像陆生动物一样,它们从生活在海洋里的生物演化而来。早的植物生在水中,不需要维管组织(这是输送水分和养分的组织,也起支撑作用)。只有维管组织发育出来、能够向植物露在空气中的部分提供水分和养分之后,植物才开始拥有长到任意高度的能力。
早的树木(严格来说应该是乔木状植物,因为它们还没有木质部)和我们今天熟悉的树木非常不同。它们是现代的石松属 Lycopodium 和木贼属 Equisetum 植物的近亲,现已灭绝。它们常常可以长得非常巨大。后来的蕨类植物中也有乔木状的成员,但这些树蕨的分布局限于湿润环境,因为受精过程发生在植物体之外,需要这样一个湿润环境。
早的真正的树木,也即早的能结种子的植物,是裸子植物(因种子裸露在外而得名),受精过程发生在植物体内,不依赖水分充足的环境。这个特征,加上风媒的传粉方式,保证了裸子植物可以远远扩散到更干旱的地方。今天,裸子植物的主要代表植物是松柏类,但是像银杏 Ginkgo biloba 和苏铁这样的“原始”裸子植物也仍有生存,尽管分布区已经大为缩减。
阔叶树
植物(以及树木)后出现的类群是被子植物(具有阔叶、种子包裹在子房里的植物)。它们常常有颜色鲜艳或芳香扑鼻的花,可以由昆虫来传粉。这些花有各式各样的形态,常常适应于吸引不同的传粉者。昆虫传粉是演化上的一大“进步”,因为它让植物不必再制造如此大量的富含养分的花粉。不仅如此,被子植物的种子还包裹在各式各样不同的果实里,让它们能够得到动物的广泛传播。这些适应特征,让被子植物成为现生植物中分布广、为成功的类群。本书中所有的叶,都来自这个类群的植物。
叶是什么?
叶
可以定义为植物茎上的营养性生长物。本书讨论的叶是温带地区阔叶树的叶,它们大多形状扁平,颜色为绿色。然而,在这相似的扁平形状中却包含了大量形态上的演化多样性。
典型的叶由叶片和叶柄构成。在叶腋——也就是叶和茎的连接处——生有腋芽。有的树种还生有名为托叶的结构。它们常为叶状,生于叶柄基部。托叶通常又小又不明显,还早早地脱落,但有时候却很大,对鉴定很有用。拿晚绣花楸 Sorbus sargentiana 来说,它的托叶就非常明显。在诸如刺槐 Robinia pseudoacacia 等其他树种中,托叶变形成为一对刺。
叶的类型
单叶是不分割为多个部分的叶,虽然可能会有裂片或锯齿;复叶是分割为许多小叶的叶。复叶可以是掌状复叶(小叶像手掌一样分离)或羽状复叶(小叶像羽毛的羽枝一样分离)。在复叶中,小叶总是彼此分离,在掌状复叶中直接着生在叶柄上,或在羽状复叶中着生在叶轴(羽状复叶中叶柄的延伸,小叶着生其上)上。
在有些情况下,枝条上的叶会和羽状复叶的小叶混淆,特别是那些在枝条上对生的叶看上去更像羽状复叶的小叶。区分二者的简单方法,是查看叶(或小叶)的着生之处。枝条上的单叶,在它和枝条连接处的叶腋有一个芽,来年可以从这里长出新的枝条。
树叶通常是扁平的,它们也可以退化为微小的鳞片或刺。在有些情况下,真正的叶片并不存在。比如相思树属 Acacia 的很多种,年幼植株的叶分割为许多小叶;但在成年植株上,叶的功能就被一个叫作“叶状柄”的结构取代了,而叶状柄是由叶轴扩展形成的。此外,它们还有过渡类型的叶,叶轴已经扩展,但同时还生有一些小叶。
叶的起源
尽管叶是树木为显著的特征之一,但早的陆生植物却没有叶。它们生活在二氧化碳浓度很高的空气中,能够通过茎上名为“气孔”的小孔获取二氧化碳。一些早期的植物在茎上有微小的突起,这些是早的叶。然而,没有多少气孔的大叶植物却很可能无法在当时气温普遍比较高的环境中存活下来,因为它们很可能无法充分散去植株的热量。科学上认为,像我们今天知道的这种叶,是在大气二氧化碳浓度骤降,从而导致气温也下降的时候演化出来的,这种演化是对这种变化的响应。因为二氧化碳浓度降低,拥有更大的生有气孔的表面积就成了一种优势、一种必需的手段。只有气温下降,具有这种结构的植株才能生存下来。
科学上认为早的植物的叶是单叶(也即不分割为几个部分),没有锯齿,在枝条上互生。随着被子植物(包括本书中的树木在内)发生多样性分化,不同类型的叶也演化出来。像对生叶和复叶、有锯齿或缺刻的叶这样的变异类型很可能独立地演化了好多次。这样的演化过程终造就了我们今天所见的叶形的巨大多样性。
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