植物学 - 定义

植物学，也称为植物科学或植物生物学，是世界上最古老的自然研究之一。因此，大多数学校和大学的自然科学系或生物学系都会提供植物学或植物科学学位。众多著名大学都提供植物学学位，尽管与前几年相比，如今选择该专业的学生较少，因为他们更倾向于其他环境和自然学科。大多数生物学本科学位都包含一门植物学课程，但随着学生进入研究生院，这门课程会变得更加专业化。大多数州的重点大学都提供植物学硕士学位。尽管该领域的需求依然存在，但其受欢迎程度正在下降，拥有理学学士学位的毕业生应该能够找到自己选择的职业。植物学专业的毕业生从事各种各样的职业，包括在高中教授生物学、杂草控制、土壤科学、科学传播和农业。与其他研究职位一样，通常需要硕士学位。

“植物学”一词，与其他许多科学领域的名称一样，源自古希腊语“botan”，意为“牧场”或“饲料”等。它涵盖了所有可以被视为植物的物质，包括蕨类植物、藻类、真菌和开花植物等维管植物。虽然它通常包括树木，但这正逐渐成为一个独立的研究领域。它现在是更广泛的生态学研究的一部分，具有自然科学的所有特征。

我们可能不会立刻想到植物学有实际应用，但它确实经常有。我们早期的许多药物都是由植物提取物制成的；例如，阿司匹林是通过研究腐烂的树皮而发现的，而青霉素是由霉菌制成的。今天研究植物学仍然是必要的，因为气候变化的后果预计将对我们的环境，特别是植物产生重大影响。毕竟，我们依赖它们作为碳汇等。

植物学史

尽管今天我们所知的植物学科学起源于地主们对他们财产上的植物和树木以及他们从旅行中带回来的异域标本的研究，但人类对植物的兴趣早已存在。自新石器革命开始以来，水果和蔬菜对我们的社会发展至关重要，甚至可能更早。人类试图识别具有药用价值的植物、它们的生长季节、哪些可以吃或不能吃，以及如何选择性地培育它们以增强抗性或提高产量等等。在科学概念出现之前，人类就已经对植物进行了科学研究。这些知识推动了农业革命，例如在作物发展方面。

当我们谈论社会上的富余时，我们通常是指作物。随着文明在中东地区传播，很大程度上得益于新石器时代农业技术的发展。在古希腊和古罗马伟大的学习时期，涌现出许多致力于推动科学发展的杰出人物，这并不奇怪。植物学研究的早期先驱包括亚里士多德、泰奥弗拉斯图斯和迪奥斯科里德斯。后者被称为“植物学之父”，因为他撰写的两部至今仍被使用的重要著作。此外，植物学研究并不仅限于西方文明；例如，中国文明几乎与希腊文明同时发展，并且由于丝绸之路，可能存在一些信息交流。

在接下来的 1500 年里，进展甚微，大多数植物学研究仅限于修道院和大学等学术机构。然而，这些信息大部分是继承自希腊和罗马文明。在基督教世界的许多主要修道院里，药用花园很受欢迎，这些花园对于当时为数不多的关于植物药用价值的研究至关重要。

与许多其他学科一样，文艺复兴、宗教改革和启蒙运动的开始使植物科学成为可能。随着 16 世纪末显微镜的发明，我们可以以前所未有的方式研究植物，包括植物硅石和花粉等最小的组成部分。我们可以检查植物的繁殖、新陈代谢和其他以前无法达到的方面，并了解植物本身。

除了科学家，普通民众也开始欣赏植物本身的美，而不仅仅是它们的实用性。富有的地主捐赠了大量土地用于公园和花园，世界各地也建立了公共花园。大多数植物园的建立是为了分类、标记和交易种子。如今，它们已成为重要的研究机构，经常与大学有合作关系。

尽管美国植物学会（BSA）最初只接纳美国和加拿大的会员，但如今它已成为最负盛名的植物学学会之一，拥有世界各地的会员。BSA 成立于 1893 年。由于对植物的兴趣日益浓厚以及查尔斯·达尔文进化论的日益普及，本世纪许多其他国家也成立了植物学会。由于人们对气候变化影响的认识不断提高，植物学近年来迎来复兴。尽管我们可能已经对大多数单独的植物有了很多了解，但在未来，它们将在帮助我们理解未来的生态学方面发挥至关重要的作用。

植物学分支

由于植物学今天如此庞大和多样化，并且在各个学科中有许多重要的应用，它已经发展出几个专门的领域和分支。最值得注意的有：

植物病理学

许多研究人员专注于植物病理学，因为显而易见，如果一场疾病摧毁了大部分主食作物，人们就会挨饿。19 世纪的爱尔兰马铃薯枯萎病是植物病害研究取得最大进展的时候。1840 年代的“马铃薯饥荒”期间，许多爱尔兰人移民到北美，这在很大程度上是由导致他们赖以生存的作物歉收的疾病引起的。马铃薯枯萎病会导致块茎或根部腐烂，毁坏整个作物。这种疾病的广泛传播给西方世界带来了有史以来最严重的饥荒之一。如今，植物病理学仍然是植物学的一个关键方面，因为我们在努力使作物适应气候变化，并保持在突变疾病的前面。

与威胁香蕉生产的各种疾病作斗争是植物病理学家持续的研究课题。由于当前品种的遗传多样性有限且缺乏种子，一些物种已经灭绝，其他物种仍处于危险之中。理解植物病理学对于理解疾病以及气候变化可能带来的问题至关重要。

植物生态学

植物生态学与植物学不同，它更侧重于植物与其周围环境的相互作用，包括它们如何与土壤互动，与各种动物物种互动，它们如何应对气候变化等生态变化，以及更大范围内的许多其他方面。为了培育或以其他方式改良我们的主食作物以适应不断变化的环境，全世界理解气候变化并采取行动至关重要。转基因作物和杂交育种以培育更强健的作物以在我们称之为“边际地带”的地区繁衍生息的新兴科学也至关重要，因为人口增长需要使用更多的土地。

植物生态学承认的十一个主要环境类型包括热带森林、温带森林、针叶林、热带草原、温带草原/平原、沙漠和其他干旱生态系统、地中海式地区、陆地湿地、淡水生态学、沿海/海洋生态学和苔原。每种植物都有独特的生态特征，理解平衡的动植物之间的相互作用，与理解每种植物的特征同样重要。

古植物学

古植物学是对地质层中发现的已灭绝或化石植物的研究。与这些类群中的现有植物一样，古植物学家也将研究化石藻类、细菌、真菌和地衣。对古代气候变化的理解在很大程度上依赖于古植物学，它展示了我们历史特定时期每个气候带的生态构成。对南美洲的广泛研究揭示了那里热带雨林发展的确切时间线及其演变因素。此外，这些信息将告知我们由于环境变化可能发生的未来变化。古植物学正在揭示冰河时期植物物种的特征和多样性。一项研究考察了连接现代西伯利亚和阿拉斯加的陆桥，展示了人类过去可能如何在那里生活并穿越它。

考古植物学

尽管该学科的大多数学者都有人类学或考古学背景，但植物学家将能够在该领域研究古代人类如何利用植物。该领域可用于检查作物种植发展、湿地排水、灌溉和其他生态工程技术。但是，它也可以告知我们早期世代如何与植物互动。正如我们刚刚讨论的，一些植物具有药用价值，而另一些植物过去和现在都具有精神重要性。有时理解一种植物也可以帮助我们理解历史信仰。考古植物学家将检查土壤以外的植物残骸，例如石器上和破碎陶器中的残骸。

为了理解栖息地如何发展，区分自然变化和人类生态工程带来的变化至关重要。当景观发生重大变化，完全是由于人类发展，包括在某些情况下市场经济的增长，种子和其他植物可以成为变化的绝佳指示。考古植物学对于追踪新石器革命的传播至关重要。

法医植物学

刑事调查利用一切可用的证据，而法医学在过去几十年里取得了最大的进步和创新。植物能为犯罪现场或尸体提供哪些信息？当我们理解特定植物的组成和特征时，植物证据就可以告诉我们很多，就像花粉和其他微小的植物残骸一样。

法医植物学家可能会检查在尸体上发现的植物证据，而不是研究人类遗骸或使用可能揭示一个人过去或现在埋葬地点的标准。查尔斯·林德伯格之子的绑架案是历史上最著名的案件之一。根据犯罪史学家的说法，这是植物学首次被用于刑事起诉。控方传唤了一位树木专家作为证人。他的证词表明，绑架者可能是一位熟练的木匠，能够设计和建造如此复杂且独特的梯子以协助绑架；强有力的证词被纳入证据基础。从那时起，法医植物学以及在刑事审判中使用植物作为证据已取得重大进展。现在可以使用证据来确定死亡是凶杀、自杀还是意外。