植物分類學(xué)(Plant taxonomy 或Plant classification)是研究植物類群的分類，探索植物親緣關(guān)系，闡明植物界自然系統(tǒng)的科學(xué)。植物分類學(xué)的任務(wù)不僅要鑒別和命名不同類群的植物，而且要把它們正確歸類，闡明植物類群之間的親緣關(guān)系和系統(tǒng)演化。植物分類學(xué)的內(nèi)容包括鑒定(Identification)、命名(Nomenclature)和分類(Classification)三部分。而研究對象是植物界，把各種植物用比較、對照和分析的方法，分門別類給以有規(guī)則的排列，稱為分類。按照植物親緣演化關(guān)系進(jìn)行分類便形成系統(tǒng)。在進(jìn)行分類之前，給植物一個確切的名稱，就是命名。植物分類學(xué)把植物分成若干類群，每一類群都有一個正確名稱，該名稱的制定，必須依椐國際植物命名法規(guī)(ICBN)，決定該植物屬于那一個類群，這就是鑒定，鑒定通常利用文獻(xiàn)資料或已知植物進(jìn)行對照、比較和分析，確定該植物的學(xué)名和分類地位。

一、植物分類方法

     (一)形態(tài)分類學(xué)

     形態(tài)分類學(xué)是依據(jù)植物外部形態(tài)特征，對植物全面觀察和進(jìn)行對比分析，研究其相似性與變異性，區(qū)別和確定不同的植物類群。隨著電子顯微鏡的誕生與應(yīng)用，形態(tài)分類學(xué)已由宏觀描述進(jìn)入微形態(tài)學(xué)領(lǐng)域，以便更詳盡地觀察和描述植物的形態(tài)特征。

     (二)實驗分類學(xué)

     實驗分類學(xué)是采用栽培對照實驗的方法研究植物形態(tài)變異本質(zhì)的學(xué)科，其研究方法是把要研究的不同生境中的植物引種到環(huán)境條件相似的實驗園里進(jìn)行栽培對照試驗，同時進(jìn)行雜交試驗，以確定其遺傳型變異和表現(xiàn)型變異及生殖隔離情況。奧地利植物學(xué)家Kerner(1895)選取低地生活的植物種子樣品，把它們種在兩個不同的實驗園里，一個是在低海拔地區(qū)的維也納，海拔150m；另一個是在高海拔地區(qū)的梯羅爾，海拔2900m。發(fā)現(xiàn)高海拔實驗園種植的植物都有顯著的表現(xiàn)型飾變，如莖矮、花小且少、含有更多的花色素甙。從這些植物中采集種子種在低海拔地區(qū)的維也納，這些植物又恢復(fù)到它們低地生活的形態(tài)。說明生態(tài)環(huán)境對植物形態(tài)的變異有很大的影響。該領(lǐng)域另一個著名的植物學(xué)家是圖森(Turesson)，他發(fā)現(xiàn)來自不同地區(qū)植株的形態(tài)差異部分屬于可塑性差異，通過栽培就消失了，但這不是全部差異，通常有一種遺傳學(xué)基礎(chǔ)。

     (三)細(xì)胞分類學(xué)

     細(xì)胞分類學(xué)(Cytotaxonomy)，也叫染色體分類學(xué)，其實質(zhì)是利用染色體的數(shù)目、形態(tài)結(jié)構(gòu)、核型資料探討分類學(xué)問題。染色體資料在植物分類中的應(yīng)用表現(xiàn)在植物分類、植物系統(tǒng)學(xué)和物種生物學(xué)方面，主要意義是：(1)用作鑒別和區(qū)分類群的特征，揭示類群之間的親緣關(guān)系，審定和修改原來的分類系統(tǒng)；(2)揭示物種形成機(jī)制和類群進(jìn)化方向；(3)和地理分布資料相結(jié)合，用來推斷某一類群的起源中心，昔日的分布和遷移路線，指示植物區(qū)系特點和成因以及植物類群分布的規(guī)律。
     牡丹科(Paeoniaceae)的劃分是染色體分類的最好例證。過去，牡丹屬(Paeonia)歸于毛茛科，但是，牡丹屬的染色體基數(shù)是5，染色體極大，是被子植物中具最大型染色體的屬之一，與毛茛科其它屬植物的染色體不同，再加上化學(xué)成分等方面的差異，將牡丹屬成立為科，甚至獨立為牡丹目(Paeoniales)。

     (四)孢粉分類學(xué)

     孢粉分類學(xué)是指利用植物孢粉學(xué)資料解決植物分類學(xué)問題的一門學(xué)科。孢粉是指植物的性孢子和花粉。種子植物的花粉形態(tài)特征比較穩(wěn)定，可用于一些科、屬、種的正確劃分以及有關(guān)植物演化關(guān)系的探討。絕大多數(shù)被子植物的花粉形狀和萌發(fā)結(jié)構(gòu)各不相同，被子植物花粉的孔、溝數(shù)目、位置、花粉壁的結(jié)構(gòu)和紋飾等特征可用于植物分類學(xué)研究。

     (五)化學(xué)分類學(xué)

     化學(xué)分類學(xué)是揭示物種在分子水平上所反映出來的特有矛盾的學(xué)科。它一方面在分子水平上提供植物分類學(xué)特征，彌補形態(tài)分類學(xué)的不足；另一方面研究物種的系統(tǒng)發(fā)育在分子水平上反映出來的規(guī)律性。植物化學(xué)分類學(xué)的任務(wù)主要是通過各級分類群所含化學(xué)成分的特性和生物合成途徑的研究；探索化學(xué)成分在植物系統(tǒng)發(fā)育中的分布規(guī)律；從植物化學(xué)成分的角度，研究植物的系統(tǒng)發(fā)育。
     用于植物分類的化學(xué)成分共有十大類，即糖類、甙類、黃酮類、植物堿、萜類、揮發(fā)油、鞣質(zhì)、酶、蛋白質(zhì)、核酸。
     植物化學(xué)分類的準(zhǔn)則：(1)普遍存在的化合物對于較低單位的分類意義不大，如纖維素、葉綠素等；(2)分布獨特或十分稀少的化合物意義不大，可能僅對種的鑒定有些幫助；(3)在植物化學(xué)分類學(xué)中有意義的化合物是有限分布的化合物，如異黃酮僅在幾個科中存在，具有重要的分類學(xué)價值，可以借助它區(qū)分幾個科。
     植物化學(xué)分類的研究對象：(1)植物代謝次生成分中的有限分布的化合物。所謂次生成分是指在基本代謝中積累起來的無明顯作用的一類物質(zhì)，屬于植物體內(nèi)的低分子類化合物；(2)植物化學(xué)分類學(xué)研究中，如果兩個化合物結(jié)構(gòu)相同，但它們的生物合成途徑不同，應(yīng)把它們看作是在生物學(xué)上有區(qū)別。

     (六)分子生物學(xué)方法

     DNA序列直接反映物種的基因型，記錄了物種進(jìn)化過程中發(fā)生的很多信息，因此，DNA序列研究為植物分類研究提供了更加可靠的證據(jù)。PCR(Polymerase chain reaction)和DNA自動測序技術(shù)的發(fā)展，為利用分子生物學(xué)資料進(jìn)行植物分類研究奠定了基礎(chǔ)。
     在研究中，人們要根據(jù)不同問題選擇不同的研究對象，如研究科以上的類群分類，要選擇相對保守的DNA分子，研究較多的是葉綠體DNA和核糖體DNA。葉綠體DNA中的一些序列很保守，很少發(fā)生序列重排，例如，由葉綠體DNA基因組編碼的磷酸核酮糖羧化氧化酶大亞基(rbcL)就是研究科以上類群的很好材料。核糖體DNA廣泛存在于植物體內(nèi)，常被用來研究種內(nèi)或親緣關(guān)系很近的種間或?qū)匍g分類。基于PCR原理的RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA)、AFLP(Amplified Fragment Length POlymorphism)等技術(shù)所檢測的位點為隨機(jī)分布在基因組中的DNA片段，已越來越多地應(yīng)用于種間、種內(nèi)和居群間的親緣關(guān)系研究中。

     (七)數(shù)量分類學(xué)

     數(shù)量分類學(xué)(Numerical taxonomy)是指用數(shù)值方法根據(jù)其性狀狀態(tài)將分類單位歸類成類元，用統(tǒng)計學(xué)或其他數(shù)學(xué)方法從數(shù)據(jù)引出種系發(fā)生的推論。數(shù)量分類學(xué)使數(shù)學(xué)理論借助電子計算機(jī)技術(shù)解決分類學(xué)問題，把一門描述性的分類學(xué)提高到定量水平上，為這門古老的學(xué)科發(fā)展開拓了新的前景。
     數(shù)量分類學(xué)依據(jù)分類群的全面相似性進(jìn)行分類，分類的性狀愈多，愈全面，分類的結(jié)果愈好。每個性狀對建立自然分類群是同等重要的。任何二實體的全面相似性，是其所有形狀比較的相似性函數(shù)。不同的分類群能夠被各種性狀在被研究的有機(jī)物類群中相關(guān)的差異加以區(qū)別。有關(guān)進(jìn)化途徑和進(jìn)化機(jī)制的某些假定，可以從組群的分類學(xué)結(jié)構(gòu)和性狀相關(guān)作出種系發(fā)生的推論。分類是以表征相似性為基礎(chǔ)的。
     數(shù)量分類學(xué)的優(yōu)點是數(shù)量分類學(xué)有綜合多種來源數(shù)據(jù)的能力，如形態(tài)學(xué)、化學(xué)、生態(tài)學(xué)等。大部分分類過程自動化，效率高。以數(shù)值形式編碼的數(shù)據(jù)，計算機(jī)綜合處理，能夠用于編制記述、檢索、目錄、地圖和其他文件。由于方法是定量的，能夠給出比常規(guī)方法更好的分類。由于要求使用更多、更好的描述性狀，能夠改善常規(guī)分類的質(zhì)量。

二、 植物分類的單位

     將自然界數(shù)量繁多的植物種類按一定的分類等級進(jìn)行排列，并以此表示每一種植物的系統(tǒng)地位和歸屬，是植物分類的一項主要工作。常用的植物分類等級單位主要有：界、門、綱、目、科、屬、種，其中種是基本的分類單位，由親緣關(guān)系相近的種集合為屬，由相近的屬組合為科，如此類推。在每個等級單位內(nèi)，如果種類繁多，還可劃分更細(xì)的單位，如亞科、族、組、亞種、變種、變型等。每一種植物通過系統(tǒng)分類，既可以顯示出其在植物界的地位，也可表示出它與其它植物種的關(guān)系。
     現(xiàn)以小麥為例，說明它在植物分類上的各級單位：

         界 植物界(Regnum vegetabile)
             門 被子植物門(Angiospermae)
                 綱 單子葉植物綱(Monocotyledoneae)
                     亞綱 穎花亞綱(Glumiflorae)
                         目 禾本目(Graminales)
                             科 禾本科(Gramineae)
                                 屬 小麥屬(Triticum)
                                     種 小麥(Triticum aestivum L.)

     種(species)。是分類學(xué)上的基本單位，是具有相同的形態(tài)學(xué)、生理學(xué)特征和一定自然分布區(qū)的生物群，種內(nèi)個體間能自然交配產(chǎn)生正常能育的后代，種間存在生殖隔離。種是客觀存在分類單位，它既有相對穩(wěn)定的形態(tài)特征，又是在進(jìn)化發(fā)展中。一個種通過遺傳、變異和自然選擇，可能發(fā)展成另一個新種。現(xiàn)在地球上眾多的物種就是由共同祖先逐漸演化而來的。
     亞種(subspecies，subsp.)。種內(nèi)類群，是指同一種內(nèi)由于地域、生態(tài)或季節(jié)上的隔離而形成的個體群。
     變種(variety，var.)。種內(nèi)的種型或個體變異，是指具有相同分布區(qū)的同一種植物，由于微生境不同而導(dǎo)致植物間具有可穩(wěn)定遺傳的一些細(xì)微差異。如瓠子〔Lagenaria siceraria var.hispida (Thunb.) Hara〕為葫蘆〔L.siceraria(Molina)Standl.〕的變種。
     變型(form, f.)。是指分布沒有規(guī)律，僅有微小的形態(tài)學(xué)差異的相同物種的不同個體。如毛的有無，花的顏色等。
     品種(cultivar, cv.)。不是植物分類學(xué)中的分類單位，而是屬于栽培學(xué)上的變異類型。通常把人類培育或發(fā)現(xiàn)的有經(jīng)濟(jì)價值的變異(如大小、顏色、口感等)列為品種，實際上是栽培植物的變種或變型。

三、植物的命名法規(guī)

     自然界種類繁多，每種植物都有其地方土名，這樣就出現(xiàn)了許多同物異名和同名異物現(xiàn)象，如土豆、洋芋、馬鈴薯指的是同一種植物；玉米、棒子、包谷、玉蜀黍也是同物異名，這些現(xiàn)象在植物名稱上造成極大的混亂。為了促進(jìn)全世界植物名稱的統(tǒng)一和穩(wěn)定，瑞典植物學(xué)家林奈(Carl Linnaeus)(1707-1778)創(chuàng)立了雙名法命名，后來于1867年國際植物學(xué)會上正式通過了德堪多(A.De candolle)提出的《國際植物命名法規(guī)》(Inter-national Code of Botanical Nomenclature，簡稱 ICBN)，并以林奈(Linn.)1753年發(fā)表的《植物種志》(Species Plantarum)一書所載的植物全部用雙名法命名為起點，凡此書已經(jīng)命名的植物均為有效名。ICBN成為國際植物命名的法規(guī)準(zhǔn)則。
     種的學(xué)名由拉丁文或拉丁化的屬名 + 種加詞 + 命名人縮寫構(gòu)成，這種命名方式稱為雙名法命名，如銀杏 Ginkgo biloba L. 等。屬名的第一個字母大寫，是名詞；種加詞一律小寫，為形容詞；命名人縮寫的第一個字母須大寫。
     如果是亞種、變種或變型，命名時要在其種名后加上亞種(subspecies)、變種(variety)或變型(form)的縮寫(subsp.)、(var.)或(f.)，然后再加上亞種、變種或變型加詞，最后仍要有命名人的姓氏或其縮寫。如糯稻是稻的一個變種，其學(xué)名是：Oryza sativa L.var.glutinosa Matsum.。
     植物被命名后經(jīng)后人研究認(rèn)為需要改變其分類位置或等級時，就必須進(jìn)行重新組合，更正后需將原命名人用括號保留在學(xué)名中，如射干Belamcanda chinensis (L.) DC.，是林奈1753年最先發(fā)表的，歸于Ixia屬，定名為Ixia chinensis L.，1807年De Candolle研究后認(rèn)為應(yīng)該歸于Belamcanda屬，所以更名為Belamcanda chinensis (L.) DC.，同時將原命名人林奈用括號保留在學(xué)名中。
     每一種植物只能有一個合法學(xué)名，如果出現(xiàn)異名則寫于合法學(xué)名之后的括號內(nèi)或在其合法學(xué)名之后加Syn.，如Belamcanda chinsensis (L.) DC.(Ixia chinensis L.)或Belamcanda chinensis (L.)DC.Syn.Ixia chinensis L.
     有些植物學(xué)名在命名人之后有ex再有另外一個命名人，如藏麻黃Ephedra saxatilis Florin ex Royle.，意為該種曾由Royle.研究過，但是沒有正式發(fā)表，后來由Florin正式發(fā)表。
     如果某一植物是新種則在學(xué)名后加sp.nov.，如云南蘿芙木Rouwolfia yunnanensis Tsiang.sp.nov.。其他如新屬gen.nov.、新亞種ssp.nov.、新變種var.nov.、新變型f.nov.等。
     模式標(biāo)本是新種發(fā)表的依據(jù)標(biāo)本，對于鑒別植物有重要作用，科中有模式屬，屬中有模式種。模式標(biāo)本共有7類：
     (1)全模式標(biāo)本(正模式標(biāo)本、主模式標(biāo)本、模式標(biāo)本Holotype,Type)。用作新種的描述、命名和繪圖。
     (2)同號模式標(biāo)本(Isotype)。與全模式為同一采集號標(biāo)本，只有一份為全模式標(biāo)本，其余為同號模式標(biāo)本。
     (3)合用模式標(biāo)本(Syntype)。當(dāng)命名人未指定全模式標(biāo)本或指定了兩號以上的全模式標(biāo)本(如一號為雌株，另一號為雄株)時，凡是命名人所引用的標(biāo)本均稱為合用模式標(biāo)本。
     (4)同舉模式標(biāo)本(Paratype)。在原描述中除全模式標(biāo)本外同時指出的標(biāo)本。
     (5)選定模式標(biāo)本(Lectotype)。原描述中沒有肯定全模式標(biāo)本，以后學(xué)者在其原始材料中選用一號符合原始描述的標(biāo)本。
     (6)原產(chǎn)地模式標(biāo)本(Topotype)。當(dāng)?shù)貌坏侥撤N植物的全模式標(biāo)本時，根據(jù)記載到其原產(chǎn)地采集的同種植物選出一份代替全模式標(biāo)本的標(biāo)本。
     (7)新模式標(biāo)本(Neotype)。當(dāng)所有某種植物的原始標(biāo)本都喪失時重新選定的標(biāo)本。

四、植物檢索表及其應(yīng)用

     植物檢索表是植物分類學(xué)中識別鑒定植物的鑰匙。檢索表的編制是根據(jù)法國人拉馬克(Lamarck，1744-1829)的二歧分類原則，將要編制的檢索表中需容納的所有植物，選用一對以上顯著不同的特征，分成兩類；然后又從每類中再找出相對的特征再區(qū)分為兩類；如此下去，直到所需要的分類單位(如科、屬、種等)出現(xiàn)。植物檢索表常用的表達(dá)方式有等距(定距)檢索表和平行(階梯)檢索表兩種。

    (一)等距檢索表

     等距檢索表是最常采用的一種，在這種檢索表中，將每一對相對的特征，編為同樣號碼，并列在書頁左邊同樣距離處，每一對相同的號碼在檢索表中只能使用一次，如此繼續(xù)下去，逐級向右錯開，描寫行愈來愈短，直至追尋到科、屬或種為止。這種檢索表的優(yōu)點是每對相對性狀的特征都被排列在相同距離，一目了然，便于查找。不足之處是當(dāng)種類繁多時，左邊空白太大，浪費篇幅。
     現(xiàn)用小麥(Triticum aestivum L.)、玉米(Zea mays L.)、稻(Oryza sativa L.)、高粱(Sorghum vulgare Pers.)、大豆〔Glycine max (L.) Merr.〕、棉花(Gossypium hirsutum L.)、花生(Arachis hypogaea L.)、黃瓜(Cucumis sativus L.)、油菜(Brassica campestris L.)、蘿卜(Raphanns sativus L.)等10種作物編制成一個分種定距檢索表，以說明其編制方法及格式：

     1.葉由葉片、葉柄或托葉組成；網(wǎng)狀葉脈；直根系
         2.單葉
                 3.花兩性；上位子房；角果或蒴果
                     4.四強(qiáng)雄蕊；角果
                         5.花黃色；果熟后開裂…………………………………………………油菜
                         5.花淡紅色或紫色；果熟后不開裂；具肉質(zhì)直根……………………蘿卜
                     4.單體雄蕊；蒴果 …………………………………………………………棉花
             3.花單性；下位子房；瓠果 …………………………………………………………黃瓜
         2.復(fù)葉
                 6.羽狀三出復(fù)葉；莢果熟后開裂…………………………………………………大豆
                 6.偶數(shù)羽狀復(fù)葉；莢果熟后不開裂………………………………………………花生
     1.葉由葉片和葉鞘組成；平行葉脈；須根系
         7.一年生高大草本，莖桿高2m以上；節(jié)間實心
             8.花兩性；圓錐花序頂生……………………………………………………………高粱
             8.花單性，雌雄同株；雄花序圓錐狀頂生，雌花序肉穗狀腋生…………………玉米
         7.一或二年生草本，莖桿高一般在1m以下；節(jié)間中空
             9.圓錐花序，小穗有柄；雄蕊6個 ……………………………………………………稻
             9.穗狀花序直立，頂生，小穗無柄；雄蕊3個 ……………………………………小麥

     (二)平行檢索表

     平行檢索表是把每一對相對特征的描述并列在相鄰的兩行里，便于比較。在每一行后面或為一植物名稱，或為一數(shù)字。如為數(shù)字，則另起一行重寫，與另一對相對性狀平行排列，如此直至終止。這種檢索表的優(yōu)點是排列整齊、節(jié)省篇幅，缺點是不如定距檢索表那么一目了然。還以上述10種植物說明。

     1.葉由葉片、葉柄或托葉組成；網(wǎng)狀葉脈；直根系………………………………………2
     1.葉由葉片和葉鞘組成；平行葉脈；須根系………………………………………………7
     2.單葉…………………………………………………………………………………………3
     2.復(fù)葉…………………………………………………………………………………………6
     3.花兩性；上位子房；角果或蒴果…………………………………………………………4
     3.花單性；下位子房；瓠果………………………………………………………………黃瓜
     4.四強(qiáng)雄蕊；角果……………………………………………………………………………5
     4.單體雄蕊；蒴果…………………………………………………………………………棉花
     5.花黃色；果熟后開裂……………………………………………………………………油菜
     5.花淡紅色或紫色；果熟后不開裂；具肉質(zhì)直根………………………………………蘿卜
     6.羽狀三出復(fù)葉；莢果熟后開裂…………………………………………………………大豆
     6.偶數(shù)羽狀復(fù)葉；莢果熟后不開裂………………………………………………………花生
     7.一年生高大草本，莖桿高2m以上；節(jié)間實心…………………………………………8
     7.一或二年生草本，莖桿高一般在1m以下；節(jié)間中空…………………………………9
     8.花兩性；圓錐花序頂生…………………………………………………………………高粱
     8.花單性，雌雄同株；雄花序圓錐狀頂生，雌花序肉穗狀腋生………………………玉米
     9.圓錐花序，小穗有柄；雄蕊6個…………………………………………………………稻
     9.穗狀花序直立，頂生，小穗無柄；雄蕊3個……………………………………………小麥

     常用的檢索表有分科、分屬和分種檢索表，可以分別檢索出植物的科、屬、種。要正確檢索一種植物，首先要有完整的檢索表資料。其次，要掌握檢索對象的詳細(xì)形態(tài)特征，并能正確理解檢索表中使用的各項專用術(shù)語的涵義，如稍有差錯、含混，就難以找到正確的答案，因此，在檢索過程中，須要十分細(xì)心，并要有足夠的耐心。
     檢索一個新的植物種類，即使對一個較有經(jīng)驗的工作者來說，也常會經(jīng)過反復(fù)和曲折因此，檢索的過程也是學(xué)習(xí)、掌握分類學(xué)知識的過程。