唇形科(Lamiaceae)為離瓣花亞綱(Magnoliopsida)唇形目(Lamiales)下的一科植物,截止2023年12月統計數據,該科在多識植物百科中有233屬,包含7173-7200種,是被子植物門的第六大科,雙子葉作物的第四大科。全科中大多數屬產亞洲、非洲、歐洲,一些大屬及廣布屬大都以地中海及近東中亞為其近代分布中心。根據中國物種名錄顯示,截至2023年,唇形科植物在中國分布有106屬1050種,遍布于全國各地,尤以西部干旱地區較多。
唇形科植物為多年生至一年生草本,半灌木或灌木,極稀喬木或本,常具含芳香油的表皮。葉多為單葉,全緣至具有各種鋸齒,淺裂至深裂。花很少單生;花序聚傘式,通常由兩個小的二歧聚傘花序在節上形成明顯輪狀的輪傘花序(假輪);花冠合瓣,通常有色,大小不一;冠檐通常經過不同形式和程度的聯合而成二唇形,稀成假單唇形或單唇形。果通常裂成4枚果皮干燥的小堅果。種子每堅果單生,直立,通常無胚乳。
唇形科植物以富含多種芳小磨香油而著稱,常見的芳香油植物有薄荷(薄荷屬 canadensis)、留蘭香(Mentha spicata)等,如用薄荷提煉的薄荷腦和油具有特殊的芳香,辛辣味和涼感,大量用于牙膏、飲料、香煙、化妝品、糖果等;唇形科還包含許多的香草植物,如鼠尾草屬(Salvia)、迭香屬(Rosmarinus),可作為配料、調料入菜或制作糕點等,常見食用型香草植物主要集中在羅勒屬(Ocimum)、薄荷屬(Mentha)等屬中;同時唇形科植物在園林景觀中也多有運用,主要用于花境、花壇、道路綠化、屋頂綠化等景觀形式,由于常年溢香,在園林配置中不僅豐富了景觀效果,更發揮著重要而獨特的作用;該科植物中還有優良的蜜源植物,如野芝麻(野芝麻屬 barbatum)、米團花(米團花屬 canum)等。蜜蜂屬采集米團花的花蜜,釀造成罕見而獨特的深棕色米團花蜂蜜;此外,唇形科植物在藥用方面也占有重要地位,中國唇形科藥用植物共有74屬345余種,其中《中藥大辭典》收錄的共41屬120余種。
由于直接采挖或砍伐等人類行為,給某些唇形科植物的棲息地造成嚴重破壞、數量稀少、分布區面積嚴重下降等問題,2021年9月7日唇形科的苦梓(Gmelina hainanensis)、保亭花(Wenchengia alternifolia)被列為中國國家二級保護野生植物,另外《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄》(IUCN)中共計收錄唇形科極危(CR)物種78個、瀕危(EN)136個、易危(VU)153個、近危(NT)45個。相關部門已通過建立的自然保護區、遷地保護等措施對部分物種進行保護。
詞源
唇形科的食蟲類“Lamiaceae”由該科模式屬野芝麻屬學名“Lamium”的復合形式“Lami-”加上表示科的等級后綴“-aceae”構成。其描述性互用名稱“Labiatae”是由拉丁語形容詞labiatus, -a, -um(具唇的)的陰性復數形式派生的名詞,指唇形科植物的花冠多為二唇形。該科中文名也是由這一描述性名稱翻譯而來。
起源
研究顯示唇形科的起源大約不晚于新生代第三紀初期。當第三紀初期澳大利亞古陸還和馬來群島相聯系的時候,唇形科的原始類型如筋骨草亞科(Ajugoideae)的香科科屬(Teucrium)、木薄荷亞科(Prostantheroideae)和薄荷亞族(Menthinae)一類已可能在澳大利亞出現,而木薄荷亞科則在澳大利亞大陸形成和孤立之后得到一個完全單獨的發育途徑。現代比較進化的羅勒族(Ocimeae)原始類型已廣布于古南大陸及古北大陸南端。現在巴西有大量的山香亞族(Hyptidinae)植物,在熱帶非洲香茶菜亞族(Isodoninae)及羅勒亞族(Ociminae)屬種豐富,而東亞(直至蘇聯遠東及日本)有較多的香茶菜屬(Rabdosia)植物即其例證。但古地中海區即現代的地中海、近東中亞和中美卻幾乎沒有羅勒類植物的蹤跡,所以唇形科的起源時間不可能早于古地中海東端上升時期許多,即在喜馬拉雅山脈造山運動以前。
相關研究表明,唇形科的祖先十分可能起源于第三紀熱帶森林中的馬鞭草狀植物,這些植物和現代的筋骨草亞科中許多種類極其相近,并以古北大陸南端即北緯40°以南現代東亞的喜馬拉雅至長江以南地區及印度馬來為其分化和特化的總樞紐。筋骨草亞科由于其形態特征原始而其中有較多的柳葉馬鞭草狀植物,同時與其余各亞科均有或多或少的直接或間接聯系,因而極其可能是唇形科的原始主干。截止2023年,筋骨草亞科現有4族,共23屬,中國南部及西南部則有10屬,其中單型的5屬,從分布上提示了唇形科可能在這些地區發源。
演化
唇形科的分化和發展是在古地中海沿岸開始的,隨著現代地中海的形成特別是近東中亞和喜馬拉雅山脈地區的上升,熱帶非洲和熱帶美洲間大西洋的下陷,印度和東非間印度洋的下陷以及中美至南美的安底斯山山脈的隆起而在這些新隔絕或新形成的地區獲得很大很快的分化和發展,近代唇形科的10個主要分布中心因而形成。在形成過程中,一方面在關鍵地區殘留了一些較原始的類型,如筋骨草亞科,另一方面則隨著氣候條件的復雜化,主要是地中海、中美和安底斯山西面地中海氣候區’的形成,亞洲中部的變干變冷,以及喜馬拉雅至中國日本的廣大地區逐漸變冷和大陸東海岸季風影響的加強,因而逐漸形成極其分化和特化的種屬繁多的近代唇形科的幾個大群,如黃芩亞科(Scutellarioideae)、野芝麻亞科(Lamioideae)中的荊芥族(Nepeteae)、鼠尾草族(Salvieae)等。這些大群同時也是一些大的進化分枝的頂極。
在唇形科的分化發展中,隨著第三紀古北極區溫帶性質的吐爾蓋伊森林區系在第三紀末期轉變成針葉林的過程,在有些已發展成為頂極的大群中產生許多廣泛分布于歐亞溫帶的屬種,在遠東則沿著白令古陸向東到北美的太平洋沿岸。有少數種類還在第四紀冰期前經過歐亞、斯堪的納維亞半島而和第三紀新北極區發生聯系,這些種類在第四紀的幾次冰期中于歐亞大陸絕滅盡但在東亞和北美大西洋沿岸的一些避難所卻殘留下來。由于地區的隔絕,某些種類發生新的分化而形成一些東亞北美共同或平行發展的種屬甚至于族,這在北美尤為明顯,當然在北美這些新形成的族往往是較小的。
唇形科晚期的發展和分化主要表現在萼、花冠和雄蕊在適應昆蟲授粉的過程中所發生的特化現象上,這些就是近代唇形科分屬的重要標準。雖然大多數群是特化的,但也有一些群在花的進化上較慢,尤其是薄荷亞族、百里香亞族(Thyminae)等,這些群在花的結構特征等方面保留有較多的原始特征,而曾經被誤認為本科的原始種類。
植物分類
分類歷史
唇形科植物分類系統影響最為廣泛的是約翰·伊薩克·布里克特(John Isaac Briquet)的系統。該系統自從1892年發表后,曾被分類界廣泛認可,他的系統依據花柱是否著生子房底和小堅果著生面大小分為兩大群,花柱不著生子房底且小堅果著生面大的一群為原始。他的系統把本科分為一些亞科、族和亞族。然而隨著時代的發展,形態學和分子系統發育研究已經改變了唇形科的概念,擴大的唇形科現已被廣泛接受。截止2023年12月統計數據,該科在多識植物百科中有233屬,包含7173-7200種,是被子植物門的第六大科,雙子葉作物的第四大科。
科間關系
許多學者認為唇形科和馬鞭草科(Verbenaceae)關系密切,二者的區別在于馬鞭草科的花序較為多樣,有屬于無限花序的總狀花序也有屬于有限花序的聚傘花序,子房形態也較為多樣,但很少為4深裂,單朵花所結果實則為單個的核果、蒴果或漿果狀核果。只有哈欽松系統過于強調被子植物中木本和草本的區別,而把兩個科放在距離很遠的地方。
然而,從20世紀90年代初開始,多方面的證據陸續表明這樣從宏觀性狀上定義的唇形科和馬鞭草科均非單系群。分子證據表明,原屬馬鞭草科的很多具聚傘花序的屬實際上和唇形科關系更近,而和具無限花序的馬鞭草屬(Verbena)關系較遠。這些屬現在均已劃入唇形科,使其屬種數進一步增加,成為被子植物門中的第六大科,熱帶種在科中也占據了更多比重。此外,盡管馬鞭草科和唇形科均屬于唇形目(Lamiales),但二者距離并不太近;馬鞭草科與猩猩茶科(Thomandersiaceae)構成姊妹群,而唇形科則是一個包括通泉草科(Mazaceae)、透骨草科(Phrymaceae)、泡桐科(Paulowniaceae)和列當科(Orobanchaceae)在內的演化支的基部群。
科內關系
自20世紀90年代唇形科與馬鞭草科進行系統重排以后,唇形科的范疇及分類系統發生了劇烈變化。隨著分子系統學的發展,唇形科系統學研究取得了重要進展,其中中國分類學者作出了重要貢獻。
2016年,張奠湘及其合作者利用葉綠體基因對唇形科的191個屬、288個種構建了較為全面的系統發生樹。結果表明,由紫珠屬(Callicarpa)和木薄荷亞科(Prostantheroideae)構成的分支是唇形科的基部群;剩余類群則形成三大分支:由六苞藤亞科(Symphorematoideae)和牡荊亞科(Vaticoideae)構成的分支,荊芥亞科(Nepetoideae)分支,其他類群構成的分支。原屬馬鞭草科的屬高度分散在唇形科系統發生樹中。根據這一結果,張奠湘等人把唇形科分為12個亞科及亞科等級的演化支,其中木薄荷亞科再分2族,荊芥亞科分3族,野芝麻亞科分10族。受支序學派影響,他們沒有為紫珠屬和柚木屬(Tectona)建立亞科級別的分類群。
2021年,由向春雷與李波領銜的國際團隊利用葉綠體基因組對唇形科做了更全面的研究,在2016年分類系統的基礎上,將筋骨草亞科(Ajugoideae)分為4族,野芝麻亞科分為13族(新增3族),合計22族,并正式采用了小紫珠亞科(Callicarpoideae)和柚木亞科(Tectonoideae)之名。
2018年還有一項利用核基因開展的系統發生研究,涵蓋了上述12個亞科中除歧傘花亞科(Cymarioideae)外的其他11個亞科。所構建的系統發生樹與葉綠體樹略有差異,除了拓撲關系上的差異外,雖然有10個亞科仍為單系群,但豆腐柴亞科(Premnoideae)為并系群,其中的石薺荊屬(Cornutia)自成一分支。但由于該研究抽樣較少,所揭示的情況尚待進一步研究。
下級分類
至2023年12月統計數據,唇形科在多識植物百科中有12亞科、28族、20亞族、233屬,包含7173-7200種:
形態特征
唇形科植物為多年生至一年生草本,半灌木或灌木,極稀喬木或籐本,常具含芳香油的表皮,有柄或無柄的腺體,及各種各式的單毛、具節毛、甚至于星狀毛和樹枝狀毛,常具有四棱及溝槽的莖和對生或輪生的枝條。
根莖
根纖維狀,稀增厚成紡錘形,極稀具小塊根。偶有新枝形成具多少退化葉的氣生走莖或地下匍匐莖,后者往往具肥短節間及無色葉片。
葉
葉為單葉,全緣至具有各種鋸齒,淺裂至深裂,稀為復葉,對生(常交互對生),稀3-8枚輪生,極稀部分互生。
花
花序聚傘式,通常由兩個小的3至多花的二歧聚傘花序在節上形成明顯輪狀的輪傘花序(假輪);花兩側對稱,稀多少輻射對稱,兩性,或經過退化而成雌花兩性花異株,稀雜性,極稀花為兩型而具閉花授精的花;花冠合瓣,通常有色,大小不一;冠5-稀4-裂,通常經過不同形式和程度的聯合而成二唇形;雄蕊在花冠上著生,與花冠裂片互生,通常4枚,二強,有時退化為2枚;雌蕊由2中向心皮形成,早期即因收縮而分裂為4枚具胚珠的裂片;子房上位,無柄,稀具柄。
果實與種子
果通常裂成4枚果皮干燥的小堅果,稀核果狀而具多少堅硬的內果皮及肉質或多汁的外果皮,倒卵圓形或四棱形,光滑,具毛或有皺紋、雕紋,稀具邊或頂生或周生的翅,具小的基生果臍,稀由于側腹面相接而形成大而顯著、高度有時超過果軸一半的果臍,極稀近背面相接,稀花托的小部分與小堅果分離而形成一油質體;種子每堅果單生,直立,極稀橫生而皺曲,具薄而以后常全部被吸收的種皮,基生,稀側生。胚乳在果時無或如存在則極不發育。胚具扁平,稀凸或有折,微肉質,與果軸平行或橫生的子葉;幼根短,在下面,例外的為彎曲而位于一片子葉上。
物種分布
唇形科科為一世界性分布的較大的科,全科中大多數屬產亞洲、非洲、歐洲,廣布屬有香科科屬(Teucrium),黃芩屬(Scutellaria),夏枯草屬(Prunella),水蘇屬(Stachys),鼠尾草屬(Salvia),姜味草屬(Microrneria)及羅勒屬(Ocimum)等。一些大屬及廣布屬大都以地中海及近東中亞為其近代分布中心。富于特有屬及單種屬的分布中心在全世界范圍內依次有地中海,近東-中亞,中國-日本,印度-馬來西亞,熱帶非洲,非洲南部,澳大利亞,溫帶北美,加利福尼亞州墨西哥,南美等10個,大多數常具有季節性干旱氣候,尤以在所謂“地中海氣候”區。
唇形科植物在中國分布有106屬1050種,分布于全國各地,尤以西部干旱地區較多。唇形科植物在世界植物群落中占特殊位置,其適應性強,分布廣,種類多,即使在較潮濕的熱帶亞熱帶山區,尤其是中國西南部如云南省、貴州省、廣西壯族自治區等省區,以及南部福建省、廣東江西省省也擁有較多的原始的屬和種,所以唇形科可能是從這些地區發源而以后在季節性旱化環境中發展的。唇形科植物在北極高山地區均極少,在潮濕生境中亦只有較廣布的代表。
生長習性
據統計,不同種唇形科生長發育規律有較大差別,比如百里香屬(Thymus mongolicus),百里香發芽后初期生長較慢,到了第2年的早春就開始急速生長,一般5-7月開始開花,在8-9月第2次開花,百里香在向陽、溫暖、干燥的環境下生長較好。而迷迭香(Rosmarinus officinalis)植株可長至約30-60cm,為常綠小灌木,莖為硬,花開的次數以及花量都較多,一年可開花4-5次,于4-5月最多,至夏天到冬天,迷迭香均能快速生長,但其再生能力不強,迷迭香性喜溫暖氣候,對水分要求不高,較不耐寒。留蘭香(薄荷屬 spicata)為多年生宿根性草本植物,莖葉均具有濃烈的清涼香味,留蘭香適應性強、分布較廣,是一種具有特殊芳香氣味的植物資源,留蘭香最適宜生長的溫度為20-30℃,根狀莖在早春5-6℃時開始萌發,較耐寒,主要分布于北半球溫帶地區。
自然繁殖
唇形科植物多數是蟲媒植物,有學者對唇形科的一些植物進行訪花觀察,發現許多唇形科植物的傳粉昆蟲為熊蜂,而中甸黃芩(Scutellaria chungtienensis)、丹參(鼠尾草屬 miltiorrhiza)和薄荷(Mentha canadensis)的主要傳粉昆蟲分別為獨居蜂、蜜蜂和蠅類。
唇形科不同的植物在花的結構上會呈現出不同的變化。鼠尾草屬植物是典型的杠桿式傳粉,長臂和短臂上各有兩個花藥,上臂上的花藥位于上唇下方,而短臂上的花藥位于花冠筒的中部,并且花藥退化,不產生花粉,當下臂的花藥被昆蟲的口器觸動時,會將處于長臂之端含花粉的花藥向下移動觸碰到傳粉者的背部,使得花粉落在它們的身體背方。有些植物的花冠會形成“盔”,使得上唇花瓣呈關閉狀態,保護花粉,例如唇形科的黃芩屬(Scutellaria),糙蘇屬(Phlomoides)等植物。
栽培技術
唇形科中常見香料植物,如羅勒(Ocimum basilicum)、薰衣草(Lavandula angustifolia)、薄荷、百里香屬、迷迭香等,在生產栽培上應用較多,故本章節以此為例進行闡述。
育苗方式
如羅勒一般采用種子繁殖;薰衣草的種子比較小,適合育苗移栽,但為了完整地保留母本的優良品質,一般都是采用無性繁殖手段;薄荷可以采用多種繁殖方式,包括種子繁殖、插繁殖、根狀莖繁殖、分株繁殖等,但薄荷屬植物的有性繁殖后代變異性較大,容易造成品種混雜,因此生產上多采用無性繁殖。百里香種子細小,可以采用種子繁殖,但主要以扦插繁殖為主[53]。迷迭香種子發芽率極低且生長緩慢,除引進新品種、雜交育種等采用播種育苗外,生產上一般采用扦插進行繁殖育苗。
土地選擇
薰衣草適合種植于土層深厚、排灌良好、有機質含量高、質地疏松肥沃的沙壤土。薄荷對土質沒有嚴格的特殊要求,一般土壤都可以進行栽培,但地勢較高且平坦、排灌較好、疏松肥沃的壤土或砂壤土是栽培薄荷的最佳選擇,低洼、易積水和土壤酸堿性過度的地塊不宜進行薄荷栽培。羅勒的根系比較發達,種植地肥力中等即可,并且土壤的保水保肥能力要強,壤土或沙壤土即可。百里香屬喜濕潤的環境,并且適生土壤為排水良好、微酸性的土壤,pH值在5~6的生長環境。迷迭香喜黏性小、排水良好的沙質土。也可以在普通園土中加入粗沙、蛭石、珍珠巖、椰子殼粉等介質幫助排水。
水肥管理
羅勒長勢旺,生長量大,除施足基肥外,生長期間需要追肥,以速效氮肥為主,并適當追施磷鉀復合肥。生長期間,應保持土壤濕潤,以保證產品品質,雨季要及時排水,防止爛根。薄荷在施肥時應適時適量多次追肥,生長發育前期以氮肥為主,后期適時增施鉀肥。薄荷在多雨季節應及時清理排水溝排除積水,在高溫干旱時及時進行灌溉,灌溉時仍需注意防止田間積水。夏季以早晚或夜間灌溉為宜,避開高溫時段,且通常與追肥結合進行。薰衣草在幼苗期澆水要做到小水勤灌,不淹苗,不積水,葉片不粘淤泥,切忌過濕,過濕會造成幼苗窒息而死亡,盡量保持濕潤偏干狀態,過干植株容易干枯、死亡。薰衣草在生長期需適量補充肥料促進生根和生長,但要注意把握時期并控制肥量,以免燒根傷苗。百里香屬抗逆性強,對肥水要求不嚴格,因此常規水肥和一般中耕管理即可,必要時淋施氨基酸有機液肥補充營養,保證穩健生長為宜。迷迭香怕濕不怕干,在夏季要保持濕潤,避免干燥,雨天如有積水要及時排出,土壤濕度保持在60%即可,否則持續潮濕的環境易導致根腐。迷迭香不喜高肥。如需補充養分,宜采用薄肥勤施的原則。
病蟲害防治
薄荷主要病害有薄荷銹病、薄荷斑枯病,主要危害葉片;主要蟲害有小地老虎、尺蠖、銀紋夜蛾和斜紋夜蛾。薰衣草常見病蟲害有根腐病,蟲害有紅蜘蛛、沫蟬和蚜蟲。羅勒在栽培中易發生的主要是白粉虱。出現病蟲害后,除了使用相應的藥劑以外,還需要加強田間管理,降低改善濕度現通風透光條件,及時摘除病葉并燒毀。百里香屬容易發生根腐病,發現病株及時拔除,病穴內撒生石灰消毒以防蔓延。迷迭香抗病蟲害能力強,最常見的病害為根腐病,在高濕高溫情況下極易發生,可用50%多菌靈或甲基硫菌靈藥液噴灑。迷迭香最常見的蟲害是蚜蟲和白粉虱,可采用5%撲虱蚜和1.5%阿維菌素噴施防治。
物種保護
物種現狀
唇形科的保亭花(Wenchengia alternifolia)為中國特有種,個體數量極度稀少,分布區面積小于100平方公里,由于人為的直接采挖或砍伐等因素,造成該物種棲息地被嚴重破壞,嚴重退化,且分布區面積嚴重下降。截止2019年統計,海南島的2個保亭花現存種群中,萬寧雙溪姆種群僅剩有植株164株,而定安母瑞山種群約有植株144叢。Sideritis marmorea是西班牙加那利群島拉戈梅拉島的特有植物,它的分布范圍非常有限,分布面積只有3平方公里,研究人員于2006年對該種群進行了統計,數量只有2340株。再比如,夏威夷王國可愛島特有的物種Phyllostegia wawrana的生存面積僅有0.35平方公里,野外僅存三只個體。許多物種的威脅還在持續,野外個體的數量和棲息地面積也在不斷減少,如原產于古巴的Callicarpa hitchcockii面臨的是環境和人為的多重威脅,導致棲息地的質量和范圍持續下降。還有一些物種可能在野外已經滅絕,截至2016年,Stenogyne campanulata已經有十年沒有在野外出現過。
致危因素
隨著社會的發展,人類活動和自然氣候改變直接或間接導致了一些唇形科植物的棲息地被破壞和野生種群數量不斷減少,如農業和水產養殖的發展、生物資源利用、自然系統改造、住宅及商業開發、物種入侵、環境污染等等因素都是威脅野生植物生存的重要原因。
例如,因為過度放牧的山羊不斷地踩踏和啃食、山體滑坡、人為采摘和氣候干旱等一系列原因導致Sideritis marmorea的棲息地的范圍和質量以及亞種群的數量持續下降。由于入侵植物和動物的影響,Phyllostegia wawrana的棲息地和數量嚴重且持續下降。還有一些物種受到的是多重威脅,如黎巴嫩特有物種牛至屬 ehrenbergii主要的威脅是由于有限的適宜棲息地轉變為采石場的開發以及農業、工業、商業和住宅開發的擴大。 除此之外,不受控制的放牧以及火災發生率和強度的增加,導致森林、灌木叢和草原棲息地不斷退化。 巴爾干半島的特有種Sideritis scardica面臨的主要威脅是作為藥用植物進行貿易的密集采集,特別是在希臘和保加利亞地區,由于需求增加,該物種受到嚴重威脅。 此外,還存在放牧壓力,以及人類因土地利用變化、耕作和修建森林小徑而造成的棲息地喪失的壓力。
保護等級
2013年9月2日,中國環境保護部和中國科學院將中國特有但已滅絕的干生鈴子香(鈴子香屬 siccanea)和喜雨草(Ombrocharis dulcis)列入《中國生物多樣性紅色名錄-高等植物卷》。
2021年9月7日,唇形科的苦梓(Gmelina hainanensis)、保亭花(Wenchengia alternifolia)被列入中國《國家重點保護野生植物名錄》,保護級別為二級,另外保亭花還列入了《中國物種紅色名錄》(植物部分),被評估為極危(CR)物種。
截止2023年12月28日,《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄》(IUCN)共收錄并評估了852個物種,其中共計收錄唇形科極危(CR)物種78個,如Phyllostegia wawrana、Sideritis marmorea、Sideritis discolor、Stenogyne campanulata等;瀕危(EN)物種136個,如Callicarpa hitchcockii、大青屬 laciniatum、風輪菜屬 nummulariifolium等;易危(VU)物種153個,如牛至屬 ehrenbergii、Karomia macrocalyx、荊芥屬 sphaciotica等;近危(NT)物種45個,如Sideritis scardica、Sideritis scardica、Thymus carnosus等,此外還有400個無危(LC)物種及40個數據缺乏(DD)等級的物種也被收錄其中。
保護措施
苦梓的分布區內已建立的自然保護區(為尖峰嶺、壩王嶺等地),應列為保護對象,選為造林樹種,在適宜地區大力發展。中國廣東、廣西壯族自治區、江西、福建省、浙江省已引種栽培。
針對保亭花的保護,已有學者及團隊對其進行了遷地保護。2010年,李波及其團隊在海南島重新發現保亭花并成功遷至中國科學院華南植物園。2019年,李攀及其團隊又將保亭花的兩個國產種群分別引種至上海辰山植物園、杭州植物園、興隆熱帶藥用植物園等地,增加了遷地保護數量,也有利于研究交流。同時,李攀及其團隊對保亭花2個種群的組織培養均獲成功。以上舉措為保亭花的資源保護和開發利用奠定了基礎,也為進一步繁殖和擴大種群以及將來的野外回歸提供了可能。
另外,國際上也對唇形科的保護植物采取了一系列的保護措施。例如如Sideritis marmorea、Sideritis discolor、Sideritis cystosiphon都被列入《棲地指令》(Habitats Directive)和《保護歐洲野生動物與自然棲息地公約》(Convention on the Conservation of European Wildlife and Natural Habitats)中。Sideritis marmorea也被列為西班牙國家特別保護物種名錄,并建立了蓬塔拉納自然保護區,種子儲存在加那利群島政府的種質庫中。
物種入侵
酢漿草科中的葉鼠尾草(Salviatiliifolia)、短柄吊球草(Hyptis brevipes)、吊球草(Hyptis rhomboidea)、山香(Hyptis suaveolens)被列為中國入侵植物,在2013年被《中國入侵植物名錄》列為第3級別——局部入侵類植物。另外,丁香羅勒(Ocimum gratissimum)被全球入侵物種數據庫(GISD)列為入侵物種。
椴葉鼠尾草是一種原產中美洲的禾本科雜草,已入侵到墨西哥、美國、埃塞俄比亞、南非、澳大利亞、中國等地,并對當地生態環境造成了不同程度的影響。2013年,有學者用“澳大利亞雜草評估系統(Australian Weed Risk Assessment)”對椴葉鼠尾草在中國的入侵風險進行了評估,結果發現該種是一個具有高入侵風險的物種。研究人員認為椴葉鼠尾草雖還未對當地的生態環境造成嚴重影響,但鑒于其較高的結實率和高效的傳播方式,建議有關部門引起重視并采取有效措施,阻止該物種繼續蔓延。
丁香羅勒可以作為禾本科雜草生長在荒地、牧場和路邊,但也會入侵自然植被、稀樹草原、沿海灌木叢和河岸地區。 在入侵地區,它生長形成密集的單一灌木叢,與本地植被爭奪資源,并減少本地生物多樣性。 在夏威夷、湯加、古巴、庫拉索等國家和地區,丁香羅勒被列為高度入侵性和環境問題物種。
用途
園林觀賞
唇形科植物應用于園林景觀中,能適應大部分景觀形式,一般唇形科植物主要應用于花境、花壇、道路綠化、屋頂綠化等景觀形式。將唇形科植物運用到城市綠化中,可形成成片大面積景觀,并可組合成不同的景觀斑塊、圖案和文字等,豐富園林造景效果。例如,大型廣場的景觀綠化,利用唇形科芳香植物發展芳香步道,居住區的保健綠地,垂直綠化和屋頂花園或用于遮蓋不雅環境的難聞氣味等,同時可以利用香草植物減少仙客來菌蠅的滋生。唇形科常用作為園林觀賞的植物有薰衣草(Lavandula angustifolia)、百里香(Thymus mongolicus)、薄荷、藿香(Agastache rugosa)、牛至(Origanum vulgare)、香薷(Nepeta cataria)等。唇形科香草植物枝葉常年溢香,可謂四季飄香的“天然香水瓶”,在園林配置中不僅豐富了景觀效果,更發揮著重要而獨特的作用。
食用營養
唇形科植物很多是常用的食用香草,中國食用唇形科香草植物有19屬44種,主要分布在鼠尾草屬、羅勒屬、薰衣草屬(Lavandula)等。它可作為配料、調料入菜或制作糕點。西餐中常用牛至、羅勒(Ocimum basilicum)、鼠尾草(Salvia japonica)、迷迭香(Rosmarinus officinalis)等給菜肴添香增味;西式糕點中常加入迷迭香、百里香烤制;用藥用鼠尾草(Salvia officinalis)葉與奶酪和奶油一起,制作三明治食用;意大利醬是由新鮮羅勒葉片、乳酪、松子、大蒜及橄欖油混臺而成;日式料理中常用紫蘇(Perilla frutescens)配生魚片;云南省的薄荷葉打蚤湯、香寥燒牛肉等以及傳統點心如紫蘇子餡的月餅、湯圓等也都是用食用唇形科香草植物來制作的。
工業原料
唇形科屬植物大多含有芳香油,揮發油的化學組成主要以類及其衍生物為主,如β-石竹烯、d-檸檬烯等;此外還有脂肪族化合物,常見的有不飽和酸或醛類,如亞油酸、油酸、異戊酸和異戊醛等。薄荷地上部分經水上蒸餾得出薄荷原油,得油率為0.5%~0.6%。原油經過一系列精制過程得到粒狀晶體左旋薄荷腦,俗稱薄荷腦,剩余的加拿大薄荷即為薄荷素油,又稱薄荷脫腦油。薄荷腦和油具有特殊的芳香,辛辣味和涼感,大量用于牙膏、飲料、香煙、化妝品、糖果等;在醫學上廣泛應用于祛風、止痛等藥品中,是清涼油、仁丹等的主要原料。留蘭香(薄荷屬 spicata)莖、葉經蒸餾可提取留蘭香油,可入藥也可食用。留蘭香油具有特殊香氣和香味,主要在牙膏、糖果中作為香精,也可用于調料香料和祛風藥物。
蜜源植物
唇形科植物多數是蟲媒植物,其中一些物種還是優良的蜜源植物,如野芝麻(野芝麻屬 barbatum)、短柄野芝麻(Lamium album)、薄荷、丹參、密花香薷等都是良好的蜜源植物;著名的香料植物薰衣草,也是極具特色的珍稀蜜源植物,很有養蜂價值;米團花(米團花屬 canum)主要分布在云南省南部熱帶地區,含有60多種化學成分,主要含有萜、亮氨酸、多糖等。蜜蜂采集米團花花蜜,釀造成罕見而獨特的深棕色米團花蜂蜜。
醫學藥用
中國唇形科藥用植物共有74屬345余種,其中《中藥大辭典》收錄的共41屬120余種。常見的唇形科藥用植物有黃芩(Scutellaria baicalensis)、香薷、藿香、丹參、薄荷、紫蘇、香(Elsholtzia 纖毛綱)、石薺苧(Mosla scabra)、夏枯草(Prunella vulgaris)、紫背金盤(Ajuga ciliata)、益母草(Leonurus japonicus)、活血丹(Glechoma longituba)、牛至等。唇形科藥用植物分布廣泛,遍布全國,以云南省和四川省資源最為豐富。唇形科藥用植物藥用部位多樣,全草、根或根狀莖、地上部分、葉或莖葉、花、果實、種子均可入藥,全草入藥植物最多,達191種,涉及54個屬,其中香茶菜屬、鼠尾草屬、黃芩屬、香薷屬(Elsholtzia)4個屬的植物居多。
其他價值
野生紫蘇具有獨特芳香氣味的葉片有殺菌防腐和解蟹毒的作用。用野生紫蘇的葉片烹肉類可增加其香味,其種子榨出的蘇子油不僅可以食用,而且有很好的防腐效果。小魚仙草(Mosla dianthera)可用于防止蚊蟲叮咬滅蚊,將小魚仙草半陰干點燃后可以用于熏除蚊蟲。荊芥具薄荷樣芳香,特別能使貓興奮,常用于填塞貓玩具,其含芳香油達3%,可用于化妝品香料。香薷初生的嫩葉可用作家畜的飼料。唇形科香草植物具有驅蟲作用,如薄荷、紫蘇等與番茄間作,可起到一定的防蟲效果;香草植物對溫室白粉虱也有一定的驅避效果。此外,該植物可作為養殖動物飼料或飼料添加劑,兼有青飼料和蛋白飼料作物的優點,適口性好,如在奶牛飼料中加入香草,產乳不僅少腥味,且帶有芳香氣味。
代表類群
野芝麻屬是唇形科的模式屬,屬內的一些植物是良好的蜜源植物。唇形科植物常用的香草留蘭香和薄荷都來自于薄荷屬,其葉子可以作為烹飪原料,也具有觀賞價值。許多羅勒屬植物是西方飲食中的香辛調味料,在觀賞、藥用、經濟等方面也具有重要價值。
野芝麻屬
野芝麻屬學名Lamium L.,為一年生或多年生草本。葉圓形或腎形至卵圓形或卵圓狀披針形,邊緣具極深的圓齒或為牙齒狀鋸齒;輪傘花序4-14花;花冠紫紅、粉紅、淺黃至污白色,冠檐二唇形。子房裂片先端截形,無毛或具疣,少數有膜質邊緣。約40種,產歐洲、北非及亞洲,輸入北美。中國有4種。
野芝麻屬是唇形科的模式屬,屬內的野芝麻(Lamium barbatum)、短柄野芝麻(Lamium album)都是良好的蜜源植物。
薄荷屬
薄荷屬學名Mentha L.,為芳香多年生或稀為一年生草本,葉具柄或無柄,葉片邊緣具牙齒、鋸齒或圓齒;花兩性或單性,雄性花有退化子房,雌性花有退化的短雄蕊,同株或異株。花冠漏斗形,大都近于整齊或稍不整齊,冠筒通常不超出花萼,冠檐具4裂片。小堅果卵形。廣泛分布于北半球的溫帶地區,少數種見于南半球,有20余種,中國有12種。
薄荷屬的一些植物,如薄荷、留蘭香,葉中蘊含多種蛋白質、脂肪、多種維生素及微量元素,食用價值十分豐富,其葉子可以作為烹飪原料(菜品,涼拌菜)而直接食用,也可用于調味,做成調味劑、添香劑,用于湯點、粥、糖果、糕點、飲料等的調味。薄荷植物還具有一定的觀賞價值,可作為觀葉、觀花芳香植物,亦可作為蜜源植物。
羅勒屬
羅勒屬學名Ocimum L.,為草本,半灌木或灌木,極芳香。葉具柄,具齒。輪傘花序通常6花,極稀近10花,多數排列成具梗的穗狀或總狀花序。花通常白色,小或中等大,花梗直伸,先端下彎。小堅果卵珠形或近球形,光滑或有具腺穴陷,濕時具粘液,基部有1白色果臍。約100種,分布于全球溫暖地帶,在非洲及美洲的巴西較亞洲為多,非洲南部尤為廣布。中國有5種2變種。
羅勒屬植物廣泛的分布于世界各國,許多物種是重要的食用與藥用兼并的芳香資源植物。如羅勒(Ocimum basilicum)具有觀賞、食用、藥用、經濟等價值。植株全株可作觀賞,另外莖、葉是西方飲食中的香辛調味料,它的芳香油更是被廣泛的應用在醫藥、食品及化工等領域中。
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