茶樹在長期演化過程中形成許多類群，同時又由于茶樹是異花授粉植物，使茶樹的變異非常之多，這就給屬以下種的劃分帶來困難。
自從18世紀瑞典植物學家林奈(Linnaeus)對茶樹命名之后，200多年來，茶樹植物分類始終是個爭論的問題，迄今國內外植物界還未建立一個公認的茶樹分類法，許多學者曾提出過許多設想，歸納起來主要有：
1753年，瑞典林奈在《植物種志》第一卷中，將茶樹定名為Thea Sinensis L.即茶屬茶種。同年8月在該書第二卷中，又把從日本得到的紅山茶命名為 Camellia japonica L.即山茶屬山茶種。當時因為對茶和山茶植物了解很少，因此在1762年《植物志》的再版中誤將茶樹分為兩個種，花瓣6瓣的為紅茶(Thea bonea);花瓣9瓣的為綠茶(Thea virids)。
1908年，英國植物學家喬治·瓦特(G.Watt)將茶樹分為4個變種，包括6個類型，即：尖葉變種(var.viridis)：喬木，葉特大，多產于熱帶。這個變種又分為6個類型：阿薩姆型(Assam Indigenous)，老撾型(Lushai)，那伽山型(Naga)，馬尼坡型(Manipur)，緬甸及撣部型(Burma and Shan)和云南型(Yunan);武夷變種(var.bohea)：灌木，葉小;直葉變種(var.stricta)：灌木，葉較大而厚;毛萼變種(var.lasiocalyx)：介于尖葉變種與其他變種之間。
印度尼西亞植物學家科恩·斯徒脫(C.Stuart)在喬治·瓦特分類的基礎上，1919年進行了歸并，提出4個變種：武夷變種(var.bohea);中國大葉變種(var.macrophyaa);撣形變種(var.shan form)和阿薩姆變種(var.assamica)。
1958年，英國T.艾登(Eden)將茶樹分為3個變種：中國變種(var.sinensis);印度變種(var.assamica)和柬埔寨變種(var. cambodia)。
1958年，英國植物學家R.席勒(Sealy)將茶樹分為親緣關系較近的3個中國種(C.sinensis)，并分成2個變種：中國變種(var.sinensis)，阿薩姆變種(var.assamica);大理種(C.taliensis)，伊洛瓦底種(C.irrawadiensis)。
1970年，日本《新茶葉全書》將茶樹分為：印度大葉種變種(var.assamica);印度小葉變種(var.burmensis);中國大葉變種(var.macrophylla)和中國小葉變種(var. bohea)。
1971年，前蘇聯(lián)茶樹育種家K.E.巴赫達捷(Бaxтaлзe)將茶樹分為兩個地理亞種，包括10個變種：中國亞種(ssp.sinensis)：日本變種，中國變種和中國大葉變種。印度亞種(ssp.assamica)：阿薩姆變種，老撾變種，那伽山變種，馬尼坡變種，緬甸變種，云南變種和錫蘭變種。
1976年，印度托克萊試驗站的H.Bezbaruah等將茶樹分為2個種1個亞種：中國種(C.sinensis)，阿薩姆種(C.assamica)及尖萼亞種(C.assamicassp. lasiocalyx)。
國外植物學家分類的主要根據是茶樹的地理分布和植物學形態(tài)特征，由于歷史條件的限制，缺乏遺傳學基礎的支持，因此，上述分類法難免帶有很大的局限性和片面性，所以一直未能統(tǒng)一。
中國茶學家莊晚芳等認為，茶樹分類的范疇是介于種以下，品種(variety)之上。因此，它既不同于一般的植物分類，也不同于茶樹品種分類，但兩者有密切聯(lián)系。根據茶樹類型間的親緣關系、利用價值和地理分布，認為所有茶樹都是一個種，即茶(Camellia sinensis)。同時，根據種內個體之間的差異程度，在種之下再分為亞種(subspecies)、變種(varietas)與變型(forma)。莊氏分類系統(tǒng)如下：
云南亞種：喬木，分枝稀，葉大，花少，結實率較低，茶多酚與咖啡堿含量高，抗寒性弱。主要分布在我國西南、華南以及印度、緬甸和越南等國的部分茶區(qū)。
武夷亞種：灌木或小喬木，分枝較密，葉片以中、小葉為主，少數(shù)大葉，花多，結實率高(不孕變種除外)，茶多酚與咖啡堿含量低，氨基酸含量較高，抗寒性強。在我國廣大茶區(qū)及世界主要產茶國都有分布。
我國著名植物學家張宏達對山茶屬近200種植物進行了系統(tǒng)的研究。他在1981年所著的《山茶屬植物的系統(tǒng)研究》一書中，把山茶屬分為4個亞屬(subgenus)，即原始山茶亞屬(subgen.Protocamellia Chang)、山茶亞屬(subgen.Camellia)、茶亞屬[subgen. Thea(L.)Chang]和后生山茶亞屬(subgen.Metacamellia Chang)。茶亞屬下又分8個組，茶被列入茶組[sect. Thea(L.)Dyer]。茶組再根據子房有毛或無毛，子房5(4)室或3(2)室，分為五室茶系(ser，Quinquelocularis Chang)、五柱茶系(ser.Pentastylae Chang)、禿房茶系(ser. Gymnogynae Chang)和茶系(ser. Sinensis Chang)。這4個系是按性狀的逐步進化而劃分的。如野生型茶樹多屬于前3個系，栽培型茶樹多屬于茶系。
按照張氏分類法，到1990年止，4個系共有44個種3個變種，其中除2個種擴散到越南及緬甸外，其余主產在我國的西南及華南。
張氏分類法，系際界線較清楚，種間聯(lián)系較緊密，既符合茶樹的進化程序和親緣關系，又能包含各種變異體，但是，由于他的分類依據主要是表現(xiàn)型的可塑性變化特征，缺乏生物化學、細胞學等的印證，實際上有些種如大苞茶、圓基茶、紫果茶、疏齒茶等典型征狀在有性后代中已不穩(wěn)定。此外，分類過多過細，難免會出現(xiàn)同種異名現(xiàn)象，易給鑒定、分類造成混亂。盡管如此，張氏的分類是迄今茶組植物分類中最系統(tǒng)最全面和最有影響的分類方法。
1992年中國科學院昆明植物研究所閔天祿對山茶屬茶組和禿茶組(sect.Glaberrima Chang)的47個種和3個變種進行了分類訂正，將張宏達所建立的禿茶組并入茶組，這樣茶組植物共有12個種6個變種。
來源：武夷山茶產業(yè)
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