1、什么是植物标本?
植物标本指的是植物的群体、全株或部分,经干燥或浸液等方法处理后可以长期保存于各种场所,或活体栽培于人工环境,摆脱了季节性、区域性等的限制,为研究、教学、科普等提供便利。
图片来自https://www.floridamuseum.ufl.edu/science/what-is-a-herbarium/
2、植物标本的用途
植物标本主要有如下几个用途:
2.1 系统学研究
植物标本是系统分类研究的重要工具,可以通过研究植物的形态、结构等特征来确定植物的系统分类地位。
2.2 命名依据
作为模式植物标本,为植物的命名提供证据,即证据标本。通常情况下,一个新物种的命名必须对应一个模式标本,一般为标本馆中保存归档的干制标本。
2.3 鉴定依据
作为证据标本,为某一植物类群的鉴定提供参考。可以通过形态学、解剖学、遗传学、分子生物学、进化生物学等方法,为某一分类群的鉴定提供对照,来确认是否为同一种,并作为引证参考。
2.4 数据库建立
标本的归档需要记录各种信息,例如植物的采集地、地理位置、生态环境等。在数字化时代,各种标本信息数据库的建立对研究植物系统学、生态学、保育生物学等具有重要意义。
2.5 教学科普
植物标本可以作为教学工具,用于植物学、生态学等课程的教学,也可以在标本馆中对外展示,作为科普工具让大众了解植物资源的多样性。
2.6 其他
当然,除了以上几个用途外,很多植物爱好者也会自己搜集制作一些标本供观赏、收藏。也有些艺术和商业价值,例如标本画作、拼图等。
3、植物标本的形式
根据所采集对象的不同,标本的制作和保存形式也有差别,植物标本馆中最常见的为干燥处理后的干制标本,常称腊叶标本或压制标本,也可以是保存在酒精或其他防腐剂溶液中的浸液标本。
不同的植物类群或者植物部位也会有不同的处理方式,例如藻类等低等植物标本可以为玻片标本,或腊叶标本;苔藓植物可以干燥后保存于纸质标本袋或标本盒中;大型的球果、木材、种子等可以干燥后放置于透明玻璃容器中;而某些珍稀植物可以以活体的形式培养于温室、植物园等人造环境中。
3.1 干制标本
顾名思义,干燥后制成的标本,也是最简便最常用的标本制作方式。脱水、干燥后的标本,保存适当的话可以存放相当一段时间,类似于风干后的“腊味”一样,所以常称为腊叶标本。而腊叶标本制作时一般会通过吸水纸压平的方式来制作,故而又成为压制标本。
猪笼草标本,图片来自维基百科
标准的腊叶标本带有植株的根、茎、叶、花、果实等特征,最常见的为草本植物标本;某些植物需维持其立体形态(大型蒴果等)或无法压制(例如树干)则可以直接干燥后妥善保存。
图片来自https://collection.sciencemuseumgroup.org.uk/
3.2 浸液标本
浸液标本一般是将植物保留在某些化学试剂中(例如乙醇、甲醛、甘油、或其他无机盐溶液等),一方面可以维持其原有形态、颜色,一方面也可方便他日进一步研究之用。
相较于腊叶标本,浸液标本需要装在容器中而更占空间,且需不定时更换、添加药剂,除特殊需求外,一般比较少用。常见的浸液标本有花、鲜果等软嫩部位,藻类等水生植物,还有某些植物的组织切片、或细微的部位(如花粉)等。
图片来自https://www.pinterest.com/pin/432204895478168202/
3.3 玻片标本
主要是单细胞、小型藻类植物、或植物的部分组织,经过固定、脱水、染色等程序制成永久玻片标本以保存。
图片来自https://herbologymanchester.wordpress.com/
3.4 活体标本
有些植物因其稀有性或特殊性,会以活体标本的形式保存,种植于植物园、研究机构等处;种子也是一种常见的活体标本形式。
某植物园中的景天科Aeonium aboretum var. atropurppureum,与多种多肉植物被收集一处,图片来自维基百科
3.5 其他标本
除了以上几种常见的制作方式外,能长久保存植物的其他工艺也可以利用。例如我们上学时就玩过的植物叶脉标本,用强碱煮去叶肉,只剩其维管束部分,干燥后塑封可以作为书签。
叶脉标本,图片来自维基百科
网上还能买到一些塑封的植物标本,可以作为摆件用来观赏。
图片来自https://www.lakeshorelearning.com/
4、腊叶标本的制作方法
野外实习时最常用的就是压制法制作腊叶标本,程序大略可分为:准备、采集、压制、干燥及分类,装订(即把干燥好的标本固定在台纸上,亦常称作上台纸),然后制作标签,经过除菌/杀虫后,分类归档进馆收藏。
4.1 准备材料
野外实习时需注意个人防护,穿着长袖、长裤、登山鞋、防晒帽,备好防暑药物、治蛇虫叮咬等药物,其他材料如下:
a. 修枝剪、高枝剪:用于坚硬、带刺、高大植物的采集;
b. 小铲子,用于挖取植物的地下部位,例如鳞茎、块根等;
c. 采集袋或采集箱,用于临时保存植物材料;
d. 手套,防止手部刮伤等;
e. 记号笔、记录本、标签,用于样本信息的记录;
f. 植物志或智能手机,用于植物信息的查询;
g. 定位仪或智能手机,记录GPS、海拔等信息;
h. 相机或手机,用于植物细节拍摄、生境记录;
i. 吸水纸、台纸、硬纸板、标本夹、绑带、剪刀、针线、胶水、烘干仪等,用于标本的压制和干燥。
4.2 植物采集
出发前可以参考当地植物志,拟好需采集的植物名录,整理好相关图文信息供现场参考;采集后暂放于采集袋内,采集后尽快制成标本。
采集时注意以下几个原则:
A. 选择合适的生长时期
通常来说,植物标本采集的最佳时间为花果期,可以比较全面地保留植物的各个形态特征。
B. 选择有代表性的植株
植物往往会呈现出不同的生态型,受到病虫害侵袭时也会表现出不同的状态,因此采集时尽量避免选择个体差异较大的植株,应在群体中挑选代表性植株个体进行采集。
C. 保留植株的完整性
标本采集时尽量保存完整性,根、茎、叶、花、果等主要部分需同时采集,以便进行形态学和解剖学的研究。
藻类等水生植物:群体或单个植株采集,可暂放于带水的采集箱中;
苔藓植物:可群体或单个体采集,尽量能收集到带孢子的植株;
蕨类植物:小型蕨类可整株采集,大型可分段或分部位采集,以带孢子的完整叶片为佳;
草本植物:矮小的植株可整株拔起,高大的可分段分部位采集,可N或V字型弯折,使总高度不超过35cm为佳;草本植物为野外实习的主要采集对象;
标本采集,拍摄于2009年8月
木本植物:木本植物一般比较高大,根系复杂,所以一般借助高枝剪采集带有花或果的枝条;雌雄异株的尽量分别采集到雌、雄株。
标本采集,拍摄于2009年8月
D. 注意保护生态环境
不得采集国家重点保护野生植物(http://www.iplant.cn/rep/protlist),不得破坏植物的自然栖息地、不得破坏当地生态环境。
E. 信息记录完整
采集后要及时挂上标签做好记录,包括采集人、时间地点,GPS和海拔等数据。
4.3 标本压制
标本采集后要尽快进行压制,以保证标本的品质。
压制前要对标本进行整理,去除泥土、腐叶、残叶、病叶等不健康的叶片,每份标本上要有采集时的标签,并借助植物志、在线工具等检索再次确认植物学名。
标本制备,拍摄于2009年8月
压制时将植物放在吸水纸上(草纸、报纸等),整理形态使植株尽量展开,同一标本要同时看到正面与反面的叶片、花;花朵等含水量较高的部位可以用吸水纸额外覆盖。
标本制备,拍摄于2009年8月
标本铺平后用吸水纸覆盖,多份标本间可以用硬纸板隔开,上下叠放后用标本夹捆绑固定。
图片来自https://www.fieldmuseum.org/blog/diy-plant-pressing
4.4 标本干燥
压制后可采取及时更换吸水纸的方式进行干燥,或借助小型烘干机、暖风机等设备加速干燥。
4.5 标本装订
标本干燥后从吸水纸上小心取下,自右向左倾斜或折成N型、V型放置于标本纸/台纸(厚的卡纸、白板纸)上,做最后定形修整后,用针线、胶水、胶带等固定在台纸上。
4.6 制作标签
标本在台纸上固定好后,去除原有的标签,在台纸右下方贴上新的植物标本签,记录信息包括但不局限于采集号、植物中文名、拉丁学名、科属、采集地、采集人、日期、鉴定人等信息。
图片来自https://www.cnps.org/flora-magazine/homemade-herbarium-18932
4.7 标本保存
腊叶标本制作完成后,可以装入标本袋或夹在纸张间放置于标本柜中,标本间可放置樟脑丸,标本室定时消毒杀菌,做好防潮、防虫、防霉。
图片来自https://naturalhistory.si.edu/
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