植物是地球上生命存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。它不僅為人類和其他生物提供了生長(zhǎng)發(fā)育所必需的物質(zhì)和能量，而且為生命的產(chǎn)生和發(fā)展提供了適宜的環(huán)境。此外，植物與人類的糧食安全和環(huán)境安全息息相關(guān)。
目前已知的植物種類超過(guò)50萬(wàn)種。支原體是植物中最小的，直徑只有0.1微米，而最大的白脈巨鯊長(zhǎng)度可達(dá)142米。銀杏樹(shù)可以活3000年，而短命菊花的生命周期只有一周。那么，什么才是植物呢？
1735年，林奈在他的作品《自然系統(tǒng)》中將生物界分為植物界和動(dòng)物界，依據(jù)是運(yùn)動(dòng)能力、細(xì)胞壁的有無(wú)和營(yíng)養(yǎng)方式。他認(rèn)為植物界的生物應(yīng)具有可以進(jìn)行光合作用的葉綠素。擁有細(xì)胞壁但無(wú)法進(jìn)行光合作用的生物被劃分為植物界，而沒(méi)有運(yùn)動(dòng)能力和光合色素的細(xì)胞則被歸類為動(dòng)物界。隨著顯微鏡技術(shù)和分子生物學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)存在一些生物，如眼蟲(chóng)，它們既可以進(jìn)行葉綠體自養(yǎng)，又能運(yùn)動(dòng)并擁有鞭毛。那么，這些生物到底屬于植物界還是動(dòng)物界呢？
1866年，德國(guó)生物學(xué)家海克爾創(chuàng)立了原生生物界，將那些既像植物又像動(dòng)物的單細(xì)胞生物歸類為原生生物。1959年，美國(guó)維克爾認(rèn)為真菌不屬于生物，因此創(chuàng)立了真菌界，構(gòu)成了生物界的四個(gè)界系統(tǒng)。隨著電子顯微鏡和分子生物學(xué)的發(fā)展，1969年維泰克認(rèn)為原核細(xì)胞的生物（如細(xì)菌和藍(lán)藻）與其他真核生物的差異非常大，于是將藍(lán)藻和細(xì)菌從原生生物界中分離出來(lái)，形成了原核生物界，生物界被劃分為五個(gè)界系統(tǒng)。
在五界系統(tǒng)中，包括原始的原核生物界、原生生物界、植物界、真菌界和動(dòng)物界。按照五界系統(tǒng)的定義，植物應(yīng)該具有光合作用色素，也就是葉綠體，能夠進(jìn)行光合作用，合成有機(jī)物的自養(yǎng)生物。同時(shí)，所有的植物細(xì)胞都具有細(xì)胞壁。所以具備了這三個(gè)特點(diǎn)的生物就是植物，五界系統(tǒng)里定義的植物應(yīng)該具備這些特點(diǎn)。
植物界包括了孢子植物和種子植物。孢子植物是靠孢子繁殖的，種子植物則通過(guò)種子繁殖。在孢子植物中，最原始的是藻類。藻類是比較低等的生物，一般生活在水中，沒(méi)有根莖葉的分化。另一大類是菌類，在五界系統(tǒng)中已經(jīng)被歸于另一個(gè)界。第三類是第一植物，它是藻類和菌類的共生體。在第一植物之上是苔蘚植物。苔蘚植物屬于高等植物，因?yàn)樗哂信吆颓o葉的分化。比苔蘚植物進(jìn)化更高的是蕨類植物。它已經(jīng)出現(xiàn)了維管組織，從而能夠適應(yīng)陸地的生活。
種子植物包括了裸子植物和被子植物，它們都能夠產(chǎn)生種子。這些就是植物界的主要類群。在這些類群中，除了藻類和菌類，它們沒(méi)有根、莖、葉的分化，被視為低等植物。而苔蘚植物、蕨類植物和裸子植物的雌性生殖器官具有精卵器，因此也稱為精卵器植物。從蕨類植物開(kāi)始，植物有了維管組織，因此我們把蕨類植物、裸子植物和被子植物合稱為維管植物。只有具備維管組織，植物才能真正適應(yīng)陸地的生活。這就是植物界的一些主要類型。
我們了解了植物的主要類群，接下來(lái)了解植物在自然界中的作用。首先，植物能進(jìn)行光合作用，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。我們需要的能量，例如跑步、跳躍和說(shuō)話，間接來(lái)自于光能。每天，植物通過(guò)光合作用制造大約3x10^21焦耳的太陽(yáng)能。這些能量為植物本身和其他生物提供營(yíng)養(yǎng)和能量來(lái)源。即使煤炭和石油不是直接來(lái)源于植物，但它們實(shí)際上是死亡的植物光合作用積累產(chǎn)物，蘊(yùn)藏著太陽(yáng)能。
其次，植物的光合作用將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物。每年，植物同化的碳素相當(dāng)于制造4到5千億噸的有機(jī)物，直接或間接作為人類或其他動(dòng)物的食物。
植物也參與了自然界的物質(zhì)循環(huán)。最著名的例子是碳循環(huán)。我們知道光合作用釋放氧氣并清除空氣中過(guò)多的二氧化碳。這保證了空氣中氧氣和二氧化碳的相對(duì)平衡。此外，植物還參與了氮循環(huán)等。
植物對(duì)環(huán)境保護(hù)非常重要。首先，植物對(duì)大氣的凈化作用很明顯，很多植物的葉片能夠吸收大氣中的有毒物質(zhì)，并降低其濃度。植物還能吸收和富集水中的有毒物質(zhì)。水生植物能夠凈化水體。地球上的濕地可以提高地球上氧氣的含量，就像人類的肺一樣，對(duì)水體的凈化有重要作用。植物有時(shí)可以起到監(jiān)測(cè)作用，比如苔蘚植物對(duì)二氧化硫非常敏感。其次，植物對(duì)水土保持具有很重要的作用，能夠保護(hù)水源。下雨時(shí)，植物體可以吸收雨水量的50%-80%，并緩慢地釋放出來(lái)，減少瞬間水量。植物可以調(diào)節(jié)氣候，能夠防風(fēng)固沙，減少蒸發(fā)，改善空氣質(zhì)量。最后，植物能夠防止水土流失。如果地表沒(méi)有植被覆蓋，雨水會(huì)很容易沖走泥土，黃土高原的溝壑是這樣形成的。植被覆蓋可以防止水土流失。
