野生柳兰生长与主要气候因子关联分析

廖成松　冯伟　赵静漪　陈志婧　哈斯其木格

摘要 为明确柳兰生长的限制因素，科学开发柳兰规模化种植技术，在实地监测内蒙古锡林郭勒野生柳兰全生育期生长情况的基础上，应用灰色关联度分析方法对其与主要气候因子的关系进行研究。结果表明，对野生柳兰植株生长量而言，4个主要气候因子的关联度从大到小依次为降水量、相对湿度、光照强度、气温，可见降水量是影响野生柳兰植株生长量的主导因子；对野生柳兰植株叶片数量而言，4个主要气候因子的关联度从大到小依次为相对湿度、气温、光照强度、降水量，可见相对湿度是影响野生柳兰叶片数目的主导因子；对野生柳兰植株叶片长度而言，4个主要气候因子的关联度从大到小依次为光照强度、气温、相对湿度、降水量，可见光照强度是影响野生柳兰最长叶长的主导因子。

关键词 柳兰；生长；气候因子；关联分析

中图分类号 S162.5 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）14-0166-02

Correlation Analysis of the Growth and the Main Climate Factors of Epilobium angustifolium L.

LIAO Chengsong， FENG Wei， ZHAO Jingyi et al

（Xilingol Vocational College， Xilinhot， Inner Mongolia 026000）

Abstract In order to clarify the limiting factors for the growth of Epilobium angustifolium， and to develop the scale planting technology scientifically， on the basis of the field monitoring of the growth of wild Epilobium angustifolium in Xilingol of Inner Mongolia， the relationship between the main climatic factors and the growth of wild Epilobium angustifolium was analyzed by using the gray relational degree. The results showed that： for the amount of growth of wild Epilobium angustifolium，the correlations of the four major climatic factors from the largest to the smallest were precipitation， relative humidity， light intensity and air temperature，it could be seen that the precipitation was the dominant factor affecting the growth of wild Epilobium angustifolium plants；In terms of the number of wild Epilobium angustifolium plant leaves， the correlations of the four major climatic factors from the largest to the smallest were relative humidity， air temperature， light intensity and precipitation，it could be seen that the relative humidity was the dominant factor affecting the number of leaves of wild Epilobium angustifolium.In terms of leaf length of wild Epilobium angustifolium plants， the correlations of the four major climatic factors from the largest to the smallest were light intensity，temperature，relative humidity and precipitation，it could be seen that the light intensity was the dominant factor affecting the longest leaf length of wild Epilobium angustifolium.

Key words Epilobium angustifolium L.；Growth；Climatic factors；Correlation analysis

柳蘭（Epilobium angustifolium L.）为柳叶菜科柳叶菜属多年生草本植物，柳兰属植物全世界仅有4 种，我国仅有1 种，分布于华北、东北、西北和西南地区[1]。柳兰易形成大片群体，花期7—8月。柳兰全草入药，具有重要的药用价值[2]，而且在园林绿化、水土保持等方面也具有广泛的应用潜力。虽然在我国部分地区野生柳兰的引种驯化已取得初步成效[3-6]，但是有关大规模种植和开发的相关研究鲜见报道。究其根源，对野生柳兰生态环境基本要素及其生长发育特性的研究，以及对野生柳兰的引种和驯化的限制因子和限制机制的研究较少，从而缺乏相应的理论支持。

笔者从主要气候因子入手，采用灰色关联分析法，对内蒙古锡林郭勒野生柳兰生长与气候因子的相关性及其程度进行分析，以期为柳兰的引种驯化和规模化种植技术开发提供科学参考。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

锡林浩特市位于内蒙古自治区中部、首都北京的正北方，是锡林郭勒盟盟府所在地，地理坐标为43°02′～44°52′N、115°18′～117°06′E。锡林浩特市地势南高北低，南部为低山丘陵，北部为平缓的波状平原，平均海拔988.5 m。锡林浩特市处于中纬度西风气流带内，属中温带半干旱大陆性气候，主要气候特点是风大、干旱、寒冷。结冰期长达5个月，寒冷期长达7个月，为华北最冷的地区。年平均温度0～4.0 ℃，1月气温最低，平均-20.0 ℃，7月气温最高，平均21.0 ℃；极端最高气温39.9 ℃，极端最低气温-42.4 ℃。年日照时数为2 100～3 200 h，日照率64%～73%，平均无霜期90～130 d，降雨量在140～400 mm，由东南 向西北递减，降雨多集中在7、8、9月，属于典型的雨热同季。该研究对象野生柳兰生长的柳兰沟，位于锡林浩特市南58 km的灰腾锡勒草原，属于国家级草原自然保护区的核心区，面积约600 km2，代表性植物有大针茅、线叶菊、羊草和冰草等。

1.2 研究方法

1.2.1 柳兰生长数据采集。

以内蒙古锡林郭勒盟锡林浩特市南约58 km处灰腾锡勒天然植物园内柳兰沟生长的野生柳兰为研究对象，在其生育期内（5—8月）进行定点定株的测量。依据柳兰沟的地形特点，结合柳兰的生长情况，在柳兰生长区域的坡顶、坡中、坡底位置各选择5株柳兰进行挂牌标记，在生育期内多次观测其生长量（B0）、叶片数（D0）、最长叶长（E0），并进行详细记录。

1.2.2 主要气候因子数据采集。

在柳兰沟柳兰生长区域架设小型气象站（RR-9150五要素环境自动监测系统，北京雨根科技有限公司），对该区域内气温（X1）、降水量（X2）、光照强度（X3）、相对湿度（X4）进行监测，定期采集相应数据。

1.2.3 数据处理。

采用灰色关联分析[7-10]对数据进行处理，灰色关联度分析模型的建立与方法步骤如下。

1.2.3.1 确定分析数列。

参考数列：

B0={B0（1），B0（2），…，B0（n）}

D0={D0（1），D0（2），…，D0（n）}

E0={E0（1），E0（2），…，E0（n）}

比较数列：

1.2.3.2 变量的无量纲化。

由于系统中各因素列中的数据可能因量纲不同，不便于比较或在比较时难以得到正确的结论。为了保证结果的可靠性，在进行灰色关联度分析时，按照下列公式对数据进行无量纲化处理。

1.2.3.3 计算关联系数。其计算公式：

1.2.3.4 计算关联度（ri）。

因为关联系数是比较数列与参考数列在各个时刻（即曲线中的各点）的关联程度，所以它的数不止一个，而信息过于分散不便于进行整体性比较。因此有必要将各个时刻（即曲线中的各点）的关联系数集中为一个值，即求其平均值，作为比较数列与参考数列间关联程度的数量表示，关联度公式如下：

ri= 1 n n k=1 ζi（k），i =1，2，…，n

2 结果与分析

通过对柳兰沟多年生柳兰生长情况的观察记录发现，2017年柳兰全生育期持续时间为121 d，5月1日开始萌动，5月26日开始抽苔，6月29日开始现蕾，始花期7月14—26日，盛花期为7月27日—8月13日，末花期为8月14—25日，花期42 d，于7月20日进入果期。

由此可见，2017年柳兰沟多年生野生柳兰生长发育主要集中在5—8月。通过架设在柳兰沟的小型气象站实时监测气温、降雨量、光照强度、相对湿度等气象数据，结合不同生育时期对柳兰植株生长量、叶片数、最长叶长的实际观测数据，获得表1的基础分析数据。

按照“ 1.2.3 ”中数据处理方法，获得柳兰植株生长量、叶片数和最长叶长与主要气候因子关联度（表2）。从表2可看出，对于植株生长量而言，主要气候因子的关联度顺序为r2>r4>r3>r1，可见影响柳兰植株生长量的主要气候因子依次为降水量、相对湿度、光照强度、气温。对于叶片数而言，主要气候因子的关联度顺序为r4>r1>r3>r2，可见影响柳兰叶片数的主要气候因子依次为相对湿度、气温、光照强度、降水量。对于最长叶长而言，主要气候因子的关联度顺序为r3>r1>r4>r2，可见影响柳兰最长叶长的主要气候因子依次为光照强度、气温、相对湿度、降水量。

3 结论与讨论

（1）灰色关联分析结果表明，锡林郭勒地区影响野生柳兰植株生长量的主要气候因子是降水量，其次是相对湿度，最后是光照强度和气温；影响叶片数量的主要气候因子是相对湿度，其次是气温和光照强度，最后是降水量；影响最长叶长的主要气候因子是光照强度，其次是气温，再次是相对湿度和降水量。由此可见，在野生柳兰的驯化和栽培过程中，应加强水分管理，及时浇灌水。在室内或大棚育苗过程中，重点关注光照强度和相对湿度，可采用适时遮阳、加湿等处理，避免叶片灼伤，在一定范围内尽量增加叶片数量和长度，由此增加叶面积，促进柳兰光合作用。

（2）诸如降水量、温度等气候因子不同年份间差异较大，超出植物生长的可适区域可能会对植物是否完成全生育期起决定性作用。

（3）影响植物生长的环境因素众多，植物生长情况往往是各因素综合作用的结果。该试验监测的气候因子有一定的局限性，因此，较全面分析影响野生柳兰群体面积扩大的环境限制因子尚需进一步探讨。

参考文献

[1] 权曼曼.柳兰生物学特性研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2010.

[2] 余传隆，黄泰康，丁志遵，等.中药辞海：第1卷[M].北京：中国医药科技出版社，1993.

[3] 康健，权曼曼，洪波.柳兰在哈尔滨地区引种适应性研究[J].中国野生植物资源，2011，30（4）：70-74.

[4] 刘旭华.柳兰在暖温带的引种适应性及利用途径研究[J].甘肃林业科技，2009，34（2）：36-39.

[5] 崔凯峰，武耀祥，栾艳新，等.长白山区柳兰的开发利用及园艺栽培技术[J].中国野生植物资源，2006，25（5）：27-28，56.

[6] 廖成松，何广礼.柳兰研究现状与展望[J].安徽农业大学学报，2016，43（4）：658-661.

[7] 刘春延，陆贵巧，陈平，等.华北落叶松、樟子松生长与气候因子的关联度分析[J].河北农业大学学报，2009，32（3）：81-84.

[8] 郭元涛，董健，季长龙，等.班克松生长量与气候因素的关联分析[J].辽宁林业科技，2005（3）：29，59.

[9] 李思文，朱永秋，張连翔.影响紫穗槐沙棘苗期高生长量主要气候因子的研究[J].吉林林学院学报，1991，7（2）：70-75.

[10] 李倩，梁宗锁，董娟娥，等.丹参品质与主导气候因子的灰色关联度分析[J].生态学报，2010，30（10）：2569-2575.