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红花玉兰潜在引种气候适生区研究

施晓灯 马履一 段劼 桑子阳 朱仲龙 姚娜 周明明 贾忠奎

施晓灯, 马履一, 段劼, 桑子阳, 朱仲龙, 姚娜, 周明明, 贾忠奎. 红花玉兰潜在引种气候适生区研究[J]. 浙江农林大学学报, 2018, 35(4): 705-715. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2018.04.016
引用本文: 施晓灯, 马履一, 段劼, 桑子阳, 朱仲龙, 姚娜, 周明明, 贾忠奎. 红花玉兰潜在引种气候适生区研究[J]. 浙江农林大学学报, 2018, 35(4): 705-715. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2018.04.016
SHI Xiaodeng, MA Lüyi, DUAN Jie, SANG Ziyang, ZHU Zhonglong, YAO Na, ZHOU Mingming, JIA Zhongkui. Potential climatically adaptive regions for the introduction of Magnolia wufengensis[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2018, 35(4): 705-715. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2018.04.016
Citation: SHI Xiaodeng, MA Lüyi, DUAN Jie, SANG Ziyang, ZHU Zhonglong, YAO Na, ZHOU Mingming, JIA Zhongkui. Potential climatically adaptive regions for the introduction of Magnolia wufengensis[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2018, 35(4): 705-715. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2018.04.016

红花玉兰潜在引种气候适生区研究

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2018.04.016
基金项目: 

国家林业公益性行业科研专项 201504704

详细信息
    作者简介: 施晓灯, 从事林木种苗培育理论与技术研究。E-mail:sxd2015@bjfu.edu.cn
    通信作者: 贾忠奎, 副教授, 博士, 从事林木种苗培育理论与技术研究。E-mail:jiazk@bjfu.edu.cn
  • 中图分类号: S722.3

Potential climatically adaptive regions for the introduction of Magnolia wufengensis

  • 摘要: 红花玉兰Magnolia wufengensis是近年在湖北五峰发现的木兰科Magnoliaceae木兰属Magnolia植物新种,其树形高大,花被片内外纯红,具有极高的观赏价值,可作为城市绿化树种和山地景观树种。为科学合理开展红花玉兰引种,避免盲目和失败,需要对红花玉兰在中国的可能引种区域进行划分。根据植物引种气候相似性原理,选取年平均气温、最热月平均气温、最冷月平均气温、年极端最高气温、年极端最低气温、年平均降水量、年平均风速、年平均相对湿度、年日照时数等9个气候因子,采用模糊数学中的欧氏距离模糊相似优先比法,并结合层次分析法对红花玉兰进行气候适生区划分,确定了红花玉兰引种的适宜区、次适宜区和不适宜区。红花玉兰引种适宜区包括黄淮平原、长江中下游平原、江南丘陵、浙闽丘陵、四川盆地东南部、云贵高原东北部和两广丘陵北部地区。该区受亚热带季风影响,雨热同期,容易形成内涝和病虫害,因此,引种红花玉兰在夏季要及时做好圃地清理、病虫害防治及排水工作;红花玉兰引种次适宜区包括四川盆地西北部、云贵高原西南部、两广丘陵南部、雷州半岛、海南岛和台湾岛、晋冀鲁山地丘陵地带、华北平原、辽东半岛、黄土高原中部及青藏高原东南部地区。该区部分地区持续低温时间较长且极端气温较低,栽植苗龄为3~4年生及以下的红花玉兰易受冻害,应进行越冬防寒;红花玉兰引种不适宜区为东北平原、黄土高原西北部、青藏高原西北部、新疆、内蒙古等地。表 10参33
  • 表  1  全国196个台站的1981-2010年主要气候要素值

    Table  1.   Values of the main climatic elements of 196 stations of China (the average value from 1981 to 2010)

    地点 年平均气温/℃ 最热月平均气温/℃ 最冷月平均气度/℃ 极端最高气温/℃ 极端最低气温/℃ 年平均降水量/mm 年平均风速/(m.s-1) 平均相对湿度/% 年日照时数/h
        1北京 12.9 26.7 -3.1 41.9 -17.0 532.1 2.3 54 2 561.5
        2天津 12.9 26.8 -3.4 40.5 -18.1 511.5 2.3 61 2 375.8
        3河北石家庄 13.2 27.0 -2.8 41.9 -23.4 464.7 1.9 64 2 271.7
        4河北怀来 10.0 27.0 -7.0 41.7 -23.0 367.9 2.7 50 2 940.5
        5河北承德 8.9 24.2 -9.3 43.3 -27.0 503.5 1.1 57 2 611.9
        6河北乐亭 11.1 25.2 -5.1 38.7 -22.2 573.5 2.6 65 2 527.8
        7河北沧州 13.3 27.1 -2.9 42.0 -22.1 541.0 2.7 60 2 568.8
    191新疆和田 13.0 25.8 -3.9 41.1 -21.0 44.1 1.8 42 2 663.2
    192新疆伊吾 4.2 18.8 -11.8 33.2 -30.7 104.1 3.4 44 3 255. 4
    193新疆哈密 10.3 26.8 -9.8 43.2 -28.9 43.6 1.5 45 3 318.2
    194香港 25.6 29.8 16.3 36.3 0.0 2 398.5 3.1 78 1 842.9
    195台湾台北 23.0 29.6 16.1 34.3 13.9 2 405.1 2.7 77 1 405. 2
    196台湾高雄 25.1 29.2 19.3 32.4 15.7 1 884.9 2.4 76 2 212.2
        0湖北五峰 13.9 24.2 2.8 39.2 -9.6 1 354.4 1.2 77 1 348.2
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    表  2  相对重要性标度

    Table  2.   Means of relative importance scale

    标度 含义
    1 表示2个元素相比,具有同样重要性
    3 表示2个元素相比,前者比后者稍重要
    5 表示2个元素相比,前者比后者明显重要
    7 表示2个元素相比,前者比后者强烈重要
    9 表示2个元素相比,前者比后者极端重要
    说明:2,4,6,8表示上述相邻标度的中间值
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    表  3  红花玉兰气候因子判断矩阵

    Table  3.   Estimation matrix of climatic elements of Magnolia wufengensis

    气候因子 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9
    T1 1 2 1/3 2 2 1/2 2 3 2
    T2 1/2 1 1/4 1 1/3 1/4 1 2 3
    T3 3 4 1 4 2 1 4 5 5
    T4 1/2 1 1/4 1 1/3 1/4 1 2 1/2
    T5 2 3 1/2 3 1 1 4 4 4
    T6 3 4 1 4 1 1 4 4 2
    T7 1/2 1 1/4 1 1/4 1/4 1 2 1/2
    T8 1/3 1/2 1/5 1/2 1/4 1/4 1/2 1 1/3
    T9 1/2 1/3 1/5 2 1/4 1/2 2 3 1
    说明:分数表示表 2标度的倒数,若元素ij的重要性之比为xij,那么j元素与i元素重要性之比为1/xij
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    表  4  各个气候因子权重值

    Table  4.   Weights of each climatic factors

    T Ws
    T1 0.119 0
    T2 0.064 3
    T3 0.242 2
    T4 0.052 7
    T5 0.177 2
    T6 0.197 6
    T7 0.051 0
    T8 0.033 4
    T9 0.062 7
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    表  5  红花玉兰模糊相似优先比矩阵

    Table  5.   Fuzzy similitude priority ratio matrix of Magnolia wufengensis

    站点 1 2 3 4 5 6 191 192 193 194 195 196
    1 1.00 0.50 0.52 0.57 0.57 0.51 0.59 0.65 0.63 0.59 0.61 0.60
    2 0.50 1.00 0.52 0.57 0.57 0.51 0.59 0.65 0.63 0.59 0.61 0.60
    3 0.48 0.48 1.00 0.55 D.55 0.50 0.58 0.63 0.62 0.58 0.59 0.59
    4 0.43 0.43 0.45 1.00 0.50 0.44 0.52 0.58 0.57 0.52 0.54 0.53
    5 0.43 0.43 0.45 0.50 1.00 0.45 0.53 0.58 0.57 0.53 0.54 0.53
    6 0.49 0.49 0.50 0.56 0.55 1.00 0.58 0.63 0.62 0.58 0.60 0.59
    191 0.41 0.41 0.42 0.48 0.47 0.42 1.00 0.56 0.54 0.50 0.52 0.51
    192 0.35 0.35 0.37 0.42 0.42 0.37 0.44 1.00 0.49 0.44 0.46 0.45
    193 0.37 0.37 0.38 0.43 0.43 0.38 0.46 0.51 1.00 0.46 0.48 0.47
    194 0.41 0.41 0.42 0.48 0.47 0.42 0.50 0.56 0.54 1.00 0.52 0.51
    195 0.39 0.39 0.41 0.46 0.46 0.40 0.48 0.54 0.52 0.48 1.00 0.49
    196 0.40 0.40 0.41 0.47 0.47 0.41 0.49 0.55 0.53 0.49 0.51 1.00
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    表  6  各站点引种红花玉兰适应性排序

    Table  6.   Order of stations of China according to the suitability of ordinal numbers

    适宜区 次适宜区 不适宜区
    站名 欧氏距离 序号 站名 欧氏距离 序号 站名 欧氏距离 序号
    138四川万源 0.004 1 120广西梧州 0.021 63 161甘肃合作 0.041 123
    129重庆酉阳 0.006 2 131四川马尔康 0.022 64 191新餵和田 0.042 124
    74安徽霍山 0.006 3 121广西南宁 0.022 65 34辽宁朝阳 0.042 125
    100湖北恩施 0.008 4 79福建龙岩 0.022 66 25内蒙古呼和浩特 0.042 126
    103湖南常德 0.008 5 150云南思茅 0.023 67 188新骝喀什 0.042 127
    105湖南芷江 0.008 6 95河南郑州 0.023 68 151西藏拉萨 0.042 128
    67浙江杭州 0.008 7 89山东济南 0.023 69 175宁夏银川 0.042 129
    102湖北武汉 0.008 8 80福建度门 0.023 70 9山西大同 0.042 130
    104湖南长沙 0.009 9 154陕西西安 0.023 71 31内蒙古赤峰 0.042 131
    75安徽宁国 0.009 10 149云南澜沧 0.023 72 159甘肃皋兰 0.042 132
    142贵州兴仁 0.009 11 92山东兖州 0.024 73 176宁夏盐池 0.042 133
    101湖北宜昌 0.009 12 91山东菏泽 0.024 74 44吉林临江 0.043 134
    70浙江义乌 0.009 13 94河南新乡 0.025 75 190新避莎车 0.043 135
    107湖南岳阳 0.010 14 93河南安阳 0.025 76 41吉林四平 0.043 136
    66江苏溧阳 0.010 15 118广西百色 0.025 77 43吉林延吉 0.043 137
    141贵州贵阳 0.010 16 119广西龙州 0.025 78 186新軀阿克苏 0.043 138
    98河南信阳 0.010 17 162甘肃武都 0.025 79 24内蒙古包头市 0.044 139
    68浙江定海 0.011 18 13山西运城 0.026 80 187新骝库尔勒 0.044 140
    61江苏南京 0.011 19 163甘肃天水 0.026 81 32辽宁彰武 0.045 141
    108湖南郴州 0.011 20 164甘肃麦积 0.027 82 26内蒙古鄂托克旗 0.045 142
    59上海宝山 0.011 21 112广东汕头 0.027 83 179新韁塔城 0.045 143
    106湖南永州 0.011 22 132四川松潘 0.027 84 185新餵吐鲁番 0.045 144
    140贵州遵义 0.011 23 110广东广州 0.027 85 183新軀乌鲁木齐 0.045 145
    85江西南昌 0.012 24 90山东潍坊 0.028 86 42吉林长春 0.046 146
    62江苏东台 0.012 25 111广东河源 0.028 87 189新骝铁干里克 0.046 147
    82江西吉安 0.013 26 88山东成山头 0.028 88 157甘肃民勤 0.047 148
    69浙江衢州 0.013 27 38辽宁丹东 0.028 89 167青海都兰 0.047 149
    76安徽合肥 0.013 28 143云南德钦 0.028 90 28内蒙古林西县 0.048 150
    127重庆万州 0.014 29 87山东惠民 0.029 91 23内蒙古杭锦后旗 0.048 151
    73安徽蚌埠 0.014 30 1北京 0.029 92 156甘肃酒泉 0.048 152
    139贵州毕节 0.014 31 2天津 0.029 93 33辽宁建平镇 0.048 153
    96河南驻马店 0.014 32 8河北泊头 0.029 94 56黑龙江鸡西 0.048 154
    155陕西汉中 0.014 33 7河北沧州 0.030 95 58黑龙江绥芬河 0.048 155
    83江西赣州 0.014 34 39辽宁大连 0.030 96 29内蒙古通辽 0.048 156
    81福建建阳 0.015 35 6河北乐亭 0.030 97 57黑龙江牡丹江 0.048 157
    137四川会理 0.015 36 3河北石家庄 0.031 98 174青海达日 0.049 158
    86江西南城 0.015 37 113广东汕尾 0.031 99 166青海格尔木 0.049 159
    84江西景德镇 0.015 38 12山西介休 0.032 100 158甘肃乌鞘岭 0.049 160
    99湖北老河口 0.016 39 153陕西延川 0.033 101 193新疆哈密 0.049 161
    145云南腾冲 0.016 40 130四川甘孜 0.033 102 16内蒙古扎兰屯 0.050 162
    126重庆沙坪坝 0.016 41 11山西太原 0.033 103 180新疆和布克赛尔 0.051 163
    64江苏沐阳 0.016 42 196台湾高雄 0.034 104 53黑龙江哈尔滨 0.051 164
    135四川宜宾 0.016 43 122广西钦州 0.034 105 184新疆达坂城 0.051 165
    60江苏赣榆 0.017 44 123海南海口 0.035 106 21内蒙古四子王 0.051 166
    63江苏徐州 0.018 45 37辽宁营口 0.036 107 22内蒙古化德 0.051 167
    128重庆綦江 0.018 46 10山西原平 0.036 108 169青海同德 0.052 168
    146云南大理 0.018 47 114广东阳江 0.037 109 40吉林前郭 0.052 169
    147云南昆明 0.018 48 133四川理塘 0.037 110 182新疆精河 0.052 170
    97河南南阳 0.018 49 5河北承德 0.038 111 192新疆伊吾 0.052 171
    109广东韶关 0.018 50 168青海西宁 0.038 112 171青海曲麻莱 0.053 172
    144云南丽江 0.018 51 160甘肃会宁 0.038 113 181新疆克拉玛依 0.053 173
    77福建武夷山 0.019 52 4河北怀来 0.038 114 49黑龙江齐齐哈尔 0.054 174
    71浙江温州 0.019 53 36辽宁本溪 0.039 115 51黑龙江富锦 0.054 175
    65江苏泗洪 0.019 54 35辽宁沈阳 0.039 116 52黑龙江安达 0.054 176
    72安徽亳州 0.019 55 125海南琼海 0.039 117 30内蒙古多伦县 0.055 177
    136四川西昌 0.019 56 172青海玉树 0.039 118 55黑龙江尚志 0.055 178
    117广西柳州 0.019 57 124海南东方 0.040 119 165青海冷湖 0.056 179
    134四川九龙 0.019 58 194香港 0.040 120 177新疆阿勒泰 0.056 180
    78福建福州 0.019 59 195台湾台北 0.040 121 54黑龙江通河 0.057 181
    116广西河池 0.020 60 152陕西榆林 0.040 122 50黑龙江海伦 0.057 182
    115广西桂林 0.020 61 27内蒙古锡林浩特 0.058 183
    148云南临沧 0.020 62 19内蒙古二连浩特 0.059 184
    48黑龙江克山 0.059 185
    173青海玛多 0.060 186
    178新疆富蕴 0.060 187
    18内蒙古东乌珠穆沁 0.061 188
    47黑龙江孙吴 0.061 189
    20内蒙古阿巴嗅旗 0.062 190
    46黑龙江嫩江 0.063 191
    170青海沱沱河 0.064 192
    45黑龙江呼玛 0.065 193
    15内蒙古海拉尔 0.066 194
    17内蒙古阿尔山 0.067 195
    14内蒙古图里河 0.074 196
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    表  7  各类适生区气候因子对比

    Table  7.   Comparison of climate factor types for each suitability county (city)

    区域 T1/℃ T2/℃ T3/℃ T4/℃ T5/℃ T6/℃ T7/℃ T8/℃ T9/℃
    适宜区 华东、华中 13.9-20.2 23.6-29.8 0.0~11.2 35.1-42.0 -20.7—1.7 793.3~1 888.1 0.8~3.3 69~82 1 049.3-2 367.2
    华南、西南 9.0-21.0 15.3-26.1 1.6-11.7 31.0-44.5 -15.6-0.2 866.1-1 887.8 0.6~3.2 61~81 938.5~2 413.0
    次适宜区 华南、西南 3.7-25.0 11.0-29.5 -4.9-19.3 25.9~42.2 -30.6-6.4 640.0-2 221.0 0.9~4.3 57~84 1 505.6-2 995.7
    华东、华北、东北 8.9-14.8 23.6-27.5 -9.3~0.5 32.0~43.3 -27.0—11.7 367.9-693.5 1.1-6.0 50~74 2 010.3~2 940.5
    西北 3.8-14.9 13.3-27.1 -11.4-3.7 29.6~42.9 -34.5~-8.6 370.3-961.5 1.1-4.2 53~69 1 594.9-2 679.8
    不适宜区 东北 -0.4~9.5 19.3-25.0 -24.7-9.2 35.3~43.3 -44.4~-28.0 369.3~810.3 1.1-3.8 51~73 2 170.1~2 830.5
    西北 -4.0-15.1 8.0~32.5 -28.4-3.9 24.3~47.8 -49.6—21.0 15.3-557.9 0.9~5.8 30~73 2 386.1~3 341.2
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    表  8  红花玉兰引种适宜区

    Table  8.   Suitable area for the introduction of Magnolia wufengensis

    区域 华东、华中地区 华南、西南地区
    地点 上海,浙江,江西,江苏,福建(龙岩和厦门除外),安徽霍山、宁国、合肥、蚌埠、亳州,湖北,湖南,河南信阳、驻马店、南阳,陕西汉中 广东韶关,广西柳州、河池、桂林,四川万源、会理、宜宾、西昌、九龙,重庆,云南腾冲、大理、昆明、丽江、临沧,贵州兴仁、贵阳、遵义、毕节
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    表  9  红花玉兰引种次适宜区

    Table  9.   Sub-suitable area for the introduction of Magnolia wufengensis

    区域 华东、华北区 华南、西南区 西北区
    地点 北京,天津,山东,河北,山西运城、介休、太原、原平,河南郑州、新乡、安阳,辽宁丹东、大连、营口、本溪、沈阳 海南,香港,福建龙岩、厦门,台湾,广东(韶关除外),广西梧州、南宁、百色、龙州、钦州,云南思茅、澜沧、德钦,四川甘孜、松藩、理塘 陕西西安、延川,甘肃武都、天水、麦积、会宁,青海西宁、玉树
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    表  10  红花玉兰引种不适宜区

    Table  10.   Un-suitable area for the introduction of Magnolia wufengensis

    区域 东北区 西北区
    地点 辽宁朝阳、建平、彰武,吉林,黑龙江 甘肃合作、皋兰、民勤、酒泉,宁夏,内蒙古,新疆,青海(西宁、玉树除外),西藏
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-08-27
  • 修回日期:  2017-10-17
  • 刊出日期:  2018-08-20

红花玉兰潜在引种气候适生区研究

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2018.04.016
    基金项目:

    国家林业公益性行业科研专项 201504704

    作者简介:

    施晓灯, 从事林木种苗培育理论与技术研究。E-mail:sxd2015@bjfu.edu.cn

    通信作者: 贾忠奎, 副教授, 博士, 从事林木种苗培育理论与技术研究。E-mail:jiazk@bjfu.edu.cn
  • 中图分类号: S722.3

摘要: 红花玉兰Magnolia wufengensis是近年在湖北五峰发现的木兰科Magnoliaceae木兰属Magnolia植物新种,其树形高大,花被片内外纯红,具有极高的观赏价值,可作为城市绿化树种和山地景观树种。为科学合理开展红花玉兰引种,避免盲目和失败,需要对红花玉兰在中国的可能引种区域进行划分。根据植物引种气候相似性原理,选取年平均气温、最热月平均气温、最冷月平均气温、年极端最高气温、年极端最低气温、年平均降水量、年平均风速、年平均相对湿度、年日照时数等9个气候因子,采用模糊数学中的欧氏距离模糊相似优先比法,并结合层次分析法对红花玉兰进行气候适生区划分,确定了红花玉兰引种的适宜区、次适宜区和不适宜区。红花玉兰引种适宜区包括黄淮平原、长江中下游平原、江南丘陵、浙闽丘陵、四川盆地东南部、云贵高原东北部和两广丘陵北部地区。该区受亚热带季风影响,雨热同期,容易形成内涝和病虫害,因此,引种红花玉兰在夏季要及时做好圃地清理、病虫害防治及排水工作;红花玉兰引种次适宜区包括四川盆地西北部、云贵高原西南部、两广丘陵南部、雷州半岛、海南岛和台湾岛、晋冀鲁山地丘陵地带、华北平原、辽东半岛、黄土高原中部及青藏高原东南部地区。该区部分地区持续低温时间较长且极端气温较低,栽植苗龄为3~4年生及以下的红花玉兰易受冻害,应进行越冬防寒;红花玉兰引种不适宜区为东北平原、黄土高原西北部、青藏高原西北部、新疆、内蒙古等地。表 10参33

English Abstract

施晓灯, 马履一, 段劼, 桑子阳, 朱仲龙, 姚娜, 周明明, 贾忠奎. 红花玉兰潜在引种气候适生区研究[J]. 浙江农林大学学报, 2018, 35(4): 705-715. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2018.04.016
引用本文: 施晓灯, 马履一, 段劼, 桑子阳, 朱仲龙, 姚娜, 周明明, 贾忠奎. 红花玉兰潜在引种气候适生区研究[J]. 浙江农林大学学报, 2018, 35(4): 705-715. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2018.04.016
SHI Xiaodeng, MA Lüyi, DUAN Jie, SANG Ziyang, ZHU Zhonglong, YAO Na, ZHOU Mingming, JIA Zhongkui. Potential climatically adaptive regions for the introduction of Magnolia wufengensis[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2018, 35(4): 705-715. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2018.04.016
Citation: SHI Xiaodeng, MA Lüyi, DUAN Jie, SANG Ziyang, ZHU Zhonglong, YAO Na, ZHOU Mingming, JIA Zhongkui. Potential climatically adaptive regions for the introduction of Magnolia wufengensis[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2018, 35(4): 705-715. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2018.04.016
  • 木兰科Magnoliaceae植物在全世界有近11属246种,主要分布于亚洲东南部温带及热带、美洲中部等地[1-2],木兰属Magnolia是木兰科中最大的属,中国是世界上木兰属植物最多的国家,被誉为“木兰王国”。从中国西南部省区到东南部省区均有木兰属树种分布[3-4]。红花玉兰Magnolia wufengensis及其变种多瓣红花玉兰Magnolia wufengensis var. multitepala是在湖北五峰发现的木兰科木兰属玉兰亚属Yulania Subgenus新种[5-6]。其树形高大,冠型优美,花被片数目、颜色、形状以及花型等存在丰富的变异。花被片数9~46,花色从深红到粉红具有7个色系[7],花被片形状有卵形、倒卵形、狭倒卵形和长披针形等,花型有荷花型、月季型、菊花型和牡丹型等[7]。红花玉兰可作为城市绿化和山地景观造林树种,具有极高的观赏价值和巨大的开发利用潜力[8]。模糊数学是研究和揭示模糊现象的定量处理方法,广泛应用于模糊聚类分析、模糊模式识别、模糊综合评判、模糊线性规划等方面,在决策、土木、农业、林业、气象、风险评估等领域[9-15]已有相关研究成果。模糊相似优先比法是模糊数学中的重要内容,它是以成对的样品与一个固定样品同时作比较,以确定哪一个样品与固定样品最相似,在所有树木引种区划的数学方法中是较为合理的且应用较多的方法[16-17]。根据定义优先比的方法不同分为海明距离模糊相似优先比法和相对欧氏距离模糊相似优先比法[16]等。陆鼎煌等[18]曾采用海明距离(绝对值距离)模糊相似优先比法分析了油橄榄Olea europaea在中国的引种区划,区划结果与油橄榄实际调查引种现状几乎吻合。但袁嘉祖等[16]同时在2个生态环境相似性分析中指出海明距离模糊相似优先比法的不足之处在于分析的数据太多,计算繁琐。而相对欧氏距离模糊相似优先比法计算起来相对简便,结果与前者基本一致,如果再考虑各个因素的权重,划分出的相似性结果会更可靠[19]。有祥亮等[20]利用相对欧氏距离模糊相似优先比法对中国引种栓皮槭Acer campestre进行了生态适生区划分,并分别提出了相应的栽培措施。同时还有日本甜柿Diospyros kaki[21],美国黄松Pinus ponderosa[22],梭梭Haloxylon ammodendron[23]等均采用此方法取得了较好的适生区划分结果。为保证红花玉兰能够成功引种到原生地以外区域,本研究通过应用模糊数学原理[9],采用相对欧氏距离模糊相似优先比法分析和划分红花玉兰引种气候适生区,为相应植物引种提供科学依据。

    • 查阅影响植物生长发育的主要气候因子[24-27],并依据红花玉兰生长特性对气候的需求[28],选取年平均气温T1(℃),最热月平均气温T2(℃),最冷月平均气温T3(℃),极端最高气温T4(℃),极端最低气温T5(℃),年平均降水量T6(mm),年平均风速T7(m·s-1),年平均相对湿度T8(%),年日照时数T9(h)等9个气候因子作为模糊相似优先比分析的因素。

    • 按照全面、详细、有代表性的原则,选取全国32个省(市、自治区)196个气象观测站点进行模糊相似优先比排序分析。红花玉兰是多年生树种,生长发育受到长期气候影响,因此,选择的各个气象观测站点的资料为1981-2010年30 a的平均值(表 1)。固定样地的气象数据采用红花玉兰原生地湖北省五峰土家族自治县1981-2010年相关气象数据均值。气象数据大部分来自中国气象局气象数据中心(http://data.cma.cn/site/index.html),个别站点数据来源于各省(市、自治区)气象网站。

      表 1  全国196个台站的1981-2010年主要气候要素值

      Table 1.  Values of the main climatic elements of 196 stations of China (the average value from 1981 to 2010)

      地点 年平均气温/℃ 最热月平均气温/℃ 最冷月平均气度/℃ 极端最高气温/℃ 极端最低气温/℃ 年平均降水量/mm 年平均风速/(m.s-1) 平均相对湿度/% 年日照时数/h
          1北京 12.9 26.7 -3.1 41.9 -17.0 532.1 2.3 54 2 561.5
          2天津 12.9 26.8 -3.4 40.5 -18.1 511.5 2.3 61 2 375.8
          3河北石家庄 13.2 27.0 -2.8 41.9 -23.4 464.7 1.9 64 2 271.7
          4河北怀来 10.0 27.0 -7.0 41.7 -23.0 367.9 2.7 50 2 940.5
          5河北承德 8.9 24.2 -9.3 43.3 -27.0 503.5 1.1 57 2 611.9
          6河北乐亭 11.1 25.2 -5.1 38.7 -22.2 573.5 2.6 65 2 527.8
          7河北沧州 13.3 27.1 -2.9 42.0 -22.1 541.0 2.7 60 2 568.8
      191新疆和田 13.0 25.8 -3.9 41.1 -21.0 44.1 1.8 42 2 663.2
      192新疆伊吾 4.2 18.8 -11.8 33.2 -30.7 104.1 3.4 44 3 255. 4
      193新疆哈密 10.3 26.8 -9.8 43.2 -28.9 43.6 1.5 45 3 318.2
      194香港 25.6 29.8 16.3 36.3 0.0 2 398.5 3.1 78 1 842.9
      195台湾台北 23.0 29.6 16.1 34.3 13.9 2 405.1 2.7 77 1 405. 2
      196台湾高雄 25.1 29.2 19.3 32.4 15.7 1 884.9 2.4 76 2 212.2
          0湖北五峰 13.9 24.2 2.8 39.2 -9.6 1 354.4 1.2 77 1 348.2
    • 试验采用相对欧氏距离模糊相似优先比法,用Excel 2007和SPSS 22.0软件对各地气候数据进行分析,再依据分析的结果,划分红花玉兰引种气候适生区。

      x={x1x2,…,xnx0},n=1,2,…,196; T={T1T2,…,Tm},m=1,2,…,9; xi={xi1xi2,…,xim},i=1,2,…,n; xj={xj1xj2,…,xjm},j=1,2,…,n。其中:x1x2,…,xn表示全国196个气象观测站样本;T1T2,…,Tm为9个气候因子;xixj为其中任意2个样本;x0表示湖北五峰气象观测站,即固定样本。

      先对中国气象局气象数据中心下载的数据进行标准化处理,去除量纲对数据的影响,采用极差正规化方法。公式如下:

      $$ {{x'}_{im}} = ({x_{im}} - {x_{i{\rm{min}}}})/({x_{i{\rm{max}}}} - {x_{i{\rm{min}}}}),\left( {i = 1,2, \ldots ,n;m = 1,2, \ldots ,9} \right)。 $$ (1)

      式(1)中:ximaxximin分别是第m个因子中的极大值和极小值,xim∈[0, 1]。

      根据层次分析法[29]对因子之间相对重要性标度(表 2)进行打分, 然后用求平均及四舍五入的方法构造判断矩阵(表 3),求出各因素的权重值Ws。用归一后的各气候因子值xim数据与相对应的权重Ws相乘,得到xim。即:xim =xim×Ws

      表 2  相对重要性标度

      Table 2.  Means of relative importance scale

      标度 含义
      1 表示2个元素相比,具有同样重要性
      3 表示2个元素相比,前者比后者稍重要
      5 表示2个元素相比,前者比后者明显重要
      7 表示2个元素相比,前者比后者强烈重要
      9 表示2个元素相比,前者比后者极端重要
      说明:2,4,6,8表示上述相邻标度的中间值

      用相对欧氏距离计算被选样品xi与固定样品x0之间的差距(Di0)。

      $$ {D_{i0}} = \sqrt {\frac{1}{m}\sum\limits_{m = 1}^m {{{\left( {{{x''}_{im}} - {{x''}_{om}}} \right)}^2}} 。} $$

      计算相似优先比(rij):

      $$ {r_{ij}} = \frac{{{D_{j0}}}}{{{D_{i0}} - {D_{j0}}}}\left( {i \ne j} \right)。 $$ (2)

      式(2)中:rji=1-rij,当i=j时,rij=1。另外,令rij=rji=1,其中,ij为备选样品,k为固定样品。

      λ水平截集,计算出全国196个站点与固定样本的相似顺序。即从表 3矩阵中的元素,求出每行的最小值组成一列,将此列中的最大值所在的行所对应的样本记为1,即该样本与固定样本最相似,然后删除该行及相对应的列,重复上述过程,再依次求取相似样品,序号为2,3,4,…,196等。

      表 3  红花玉兰气候因子判断矩阵

      Table 3.  Estimation matrix of climatic elements of Magnolia wufengensis

      气候因子 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9
      T1 1 2 1/3 2 2 1/2 2 3 2
      T2 1/2 1 1/4 1 1/3 1/4 1 2 3
      T3 3 4 1 4 2 1 4 5 5
      T4 1/2 1 1/4 1 1/3 1/4 1 2 1/2
      T5 2 3 1/2 3 1 1 4 4 4
      T6 3 4 1 4 1 1 4 4 2
      T7 1/2 1 1/4 1 1/4 1/4 1 2 1/2
      T8 1/3 1/2 1/5 1/2 1/4 1/4 1/2 1 1/3
      T9 1/2 1/3 1/5 2 1/4 1/2 2 3 1
      说明:分数表示表 2标度的倒数,若元素ij的重要性之比为xij,那么j元素与i元素重要性之比为1/xij
    • 依据表 3可得出各个气候因子权重值(表 4),并对表 3进行一致性检验得出其最大特征根λmax=9.729 4,一致性指标IC = 0.091 18,平均随机一致性指标IR=1.46,随机一致性比率RC = 0.062 45 < 0.1,表明该矩阵具有令人满意的一致性,得出的权重值不需要调整。

      表 4  各个气候因子权重值

      Table 4.  Weights of each climatic factors

      T Ws
      T1 0.119 0
      T2 0.064 3
      T3 0.242 2
      T4 0.052 7
      T5 0.177 2
      T6 0.197 6
      T7 0.051 0
      T8 0.033 4
      T9 0.062 7
    • 通过式(3)求得模糊相似优先比矩阵RR=[rij]n×n表 5)。其中:元素rxixj)表示xixj与固定样地x0比较时,xixj或者xjxi的优越程度,若rij∈[0.5,1.0],则表示xixj优先;若rij∈[0,0.5],则表示xjxi优先。

      表 5  红花玉兰模糊相似优先比矩阵

      Table 5.  Fuzzy similitude priority ratio matrix of Magnolia wufengensis

      站点 1 2 3 4 5 6 191 192 193 194 195 196
      1 1.00 0.50 0.52 0.57 0.57 0.51 0.59 0.65 0.63 0.59 0.61 0.60
      2 0.50 1.00 0.52 0.57 0.57 0.51 0.59 0.65 0.63 0.59 0.61 0.60
      3 0.48 0.48 1.00 0.55 D.55 0.50 0.58 0.63 0.62 0.58 0.59 0.59
      4 0.43 0.43 0.45 1.00 0.50 0.44 0.52 0.58 0.57 0.52 0.54 0.53
      5 0.43 0.43 0.45 0.50 1.00 0.45 0.53 0.58 0.57 0.53 0.54 0.53
      6 0.49 0.49 0.50 0.56 0.55 1.00 0.58 0.63 0.62 0.58 0.60 0.59
      191 0.41 0.41 0.42 0.48 0.47 0.42 1.00 0.56 0.54 0.50 0.52 0.51
      192 0.35 0.35 0.37 0.42 0.42 0.37 0.44 1.00 0.49 0.44 0.46 0.45
      193 0.37 0.37 0.38 0.43 0.43 0.38 0.46 0.51 1.00 0.46 0.48 0.47
      194 0.41 0.41 0.42 0.48 0.47 0.42 0.50 0.56 0.54 1.00 0.52 0.51
      195 0.39 0.39 0.41 0.46 0.46 0.40 0.48 0.54 0.52 0.48 1.00 0.49
      196 0.40 0.40 0.41 0.47 0.47 0.41 0.49 0.55 0.53 0.49 0.51 1.00
    • 根据表 5红花玉兰模糊相似优先比矩阵采用λ水平截集的计算结果,将各台站按序号值从小到大进行排列(表 6),表中序号值的大小基本反映了全国196个气象观测站综合气候生态条件与红花玉兰原产地五峰相似程度的大小:序号越小,表示相似程度越高;序号越大,表示相似程度越低。根据引种的气候相似性原理,将中国引种的红花玉兰的气候适生区大致划分如表 6所示,详细气候因子划分范围见表 7

      表 6  各站点引种红花玉兰适应性排序

      Table 6.  Order of stations of China according to the suitability of ordinal numbers

      适宜区 次适宜区 不适宜区
      站名 欧氏距离 序号 站名 欧氏距离 序号 站名 欧氏距离 序号
      138四川万源 0.004 1 120广西梧州 0.021 63 161甘肃合作 0.041 123
      129重庆酉阳 0.006 2 131四川马尔康 0.022 64 191新餵和田 0.042 124
      74安徽霍山 0.006 3 121广西南宁 0.022 65 34辽宁朝阳 0.042 125
      100湖北恩施 0.008 4 79福建龙岩 0.022 66 25内蒙古呼和浩特 0.042 126
      103湖南常德 0.008 5 150云南思茅 0.023 67 188新骝喀什 0.042 127
      105湖南芷江 0.008 6 95河南郑州 0.023 68 151西藏拉萨 0.042 128
      67浙江杭州 0.008 7 89山东济南 0.023 69 175宁夏银川 0.042 129
      102湖北武汉 0.008 8 80福建度门 0.023 70 9山西大同 0.042 130
      104湖南长沙 0.009 9 154陕西西安 0.023 71 31内蒙古赤峰 0.042 131
      75安徽宁国 0.009 10 149云南澜沧 0.023 72 159甘肃皋兰 0.042 132
      142贵州兴仁 0.009 11 92山东兖州 0.024 73 176宁夏盐池 0.042 133
      101湖北宜昌 0.009 12 91山东菏泽 0.024 74 44吉林临江 0.043 134
      70浙江义乌 0.009 13 94河南新乡 0.025 75 190新避莎车 0.043 135
      107湖南岳阳 0.010 14 93河南安阳 0.025 76 41吉林四平 0.043 136
      66江苏溧阳 0.010 15 118广西百色 0.025 77 43吉林延吉 0.043 137
      141贵州贵阳 0.010 16 119广西龙州 0.025 78 186新軀阿克苏 0.043 138
      98河南信阳 0.010 17 162甘肃武都 0.025 79 24内蒙古包头市 0.044 139
      68浙江定海 0.011 18 13山西运城 0.026 80 187新骝库尔勒 0.044 140
      61江苏南京 0.011 19 163甘肃天水 0.026 81 32辽宁彰武 0.045 141
      108湖南郴州 0.011 20 164甘肃麦积 0.027 82 26内蒙古鄂托克旗 0.045 142
      59上海宝山 0.011 21 112广东汕头 0.027 83 179新韁塔城 0.045 143
      106湖南永州 0.011 22 132四川松潘 0.027 84 185新餵吐鲁番 0.045 144
      140贵州遵义 0.011 23 110广东广州 0.027 85 183新軀乌鲁木齐 0.045 145
      85江西南昌 0.012 24 90山东潍坊 0.028 86 42吉林长春 0.046 146
      62江苏东台 0.012 25 111广东河源 0.028 87 189新骝铁干里克 0.046 147
      82江西吉安 0.013 26 88山东成山头 0.028 88 157甘肃民勤 0.047 148
      69浙江衢州 0.013 27 38辽宁丹东 0.028 89 167青海都兰 0.047 149
      76安徽合肥 0.013 28 143云南德钦 0.028 90 28内蒙古林西县 0.048 150
      127重庆万州 0.014 29 87山东惠民 0.029 91 23内蒙古杭锦后旗 0.048 151
      73安徽蚌埠 0.014 30 1北京 0.029 92 156甘肃酒泉 0.048 152
      139贵州毕节 0.014 31 2天津 0.029 93 33辽宁建平镇 0.048 153
      96河南驻马店 0.014 32 8河北泊头 0.029 94 56黑龙江鸡西 0.048 154
      155陕西汉中 0.014 33 7河北沧州 0.030 95 58黑龙江绥芬河 0.048 155
      83江西赣州 0.014 34 39辽宁大连 0.030 96 29内蒙古通辽 0.048 156
      81福建建阳 0.015 35 6河北乐亭 0.030 97 57黑龙江牡丹江 0.048 157
      137四川会理 0.015 36 3河北石家庄 0.031 98 174青海达日 0.049 158
      86江西南城 0.015 37 113广东汕尾 0.031 99 166青海格尔木 0.049 159
      84江西景德镇 0.015 38 12山西介休 0.032 100 158甘肃乌鞘岭 0.049 160
      99湖北老河口 0.016 39 153陕西延川 0.033 101 193新疆哈密 0.049 161
      145云南腾冲 0.016 40 130四川甘孜 0.033 102 16内蒙古扎兰屯 0.050 162
      126重庆沙坪坝 0.016 41 11山西太原 0.033 103 180新疆和布克赛尔 0.051 163
      64江苏沐阳 0.016 42 196台湾高雄 0.034 104 53黑龙江哈尔滨 0.051 164
      135四川宜宾 0.016 43 122广西钦州 0.034 105 184新疆达坂城 0.051 165
      60江苏赣榆 0.017 44 123海南海口 0.035 106 21内蒙古四子王 0.051 166
      63江苏徐州 0.018 45 37辽宁营口 0.036 107 22内蒙古化德 0.051 167
      128重庆綦江 0.018 46 10山西原平 0.036 108 169青海同德 0.052 168
      146云南大理 0.018 47 114广东阳江 0.037 109 40吉林前郭 0.052 169
      147云南昆明 0.018 48 133四川理塘 0.037 110 182新疆精河 0.052 170
      97河南南阳 0.018 49 5河北承德 0.038 111 192新疆伊吾 0.052 171
      109广东韶关 0.018 50 168青海西宁 0.038 112 171青海曲麻莱 0.053 172
      144云南丽江 0.018 51 160甘肃会宁 0.038 113 181新疆克拉玛依 0.053 173
      77福建武夷山 0.019 52 4河北怀来 0.038 114 49黑龙江齐齐哈尔 0.054 174
      71浙江温州 0.019 53 36辽宁本溪 0.039 115 51黑龙江富锦 0.054 175
      65江苏泗洪 0.019 54 35辽宁沈阳 0.039 116 52黑龙江安达 0.054 176
      72安徽亳州 0.019 55 125海南琼海 0.039 117 30内蒙古多伦县 0.055 177
      136四川西昌 0.019 56 172青海玉树 0.039 118 55黑龙江尚志 0.055 178
      117广西柳州 0.019 57 124海南东方 0.040 119 165青海冷湖 0.056 179
      134四川九龙 0.019 58 194香港 0.040 120 177新疆阿勒泰 0.056 180
      78福建福州 0.019 59 195台湾台北 0.040 121 54黑龙江通河 0.057 181
      116广西河池 0.020 60 152陕西榆林 0.040 122 50黑龙江海伦 0.057 182
      115广西桂林 0.020 61 27内蒙古锡林浩特 0.058 183
      148云南临沧 0.020 62 19内蒙古二连浩特 0.059 184
      48黑龙江克山 0.059 185
      173青海玛多 0.060 186
      178新疆富蕴 0.060 187
      18内蒙古东乌珠穆沁 0.061 188
      47黑龙江孙吴 0.061 189
      20内蒙古阿巴嗅旗 0.062 190
      46黑龙江嫩江 0.063 191
      170青海沱沱河 0.064 192
      45黑龙江呼玛 0.065 193
      15内蒙古海拉尔 0.066 194
      17内蒙古阿尔山 0.067 195
      14内蒙古图里河 0.074 196

      表 7  各类适生区气候因子对比

      Table 7.  Comparison of climate factor types for each suitability county (city)

      区域 T1/℃ T2/℃ T3/℃ T4/℃ T5/℃ T6/℃ T7/℃ T8/℃ T9/℃
      适宜区 华东、华中 13.9-20.2 23.6-29.8 0.0~11.2 35.1-42.0 -20.7—1.7 793.3~1 888.1 0.8~3.3 69~82 1 049.3-2 367.2
      华南、西南 9.0-21.0 15.3-26.1 1.6-11.7 31.0-44.5 -15.6-0.2 866.1-1 887.8 0.6~3.2 61~81 938.5~2 413.0
      次适宜区 华南、西南 3.7-25.0 11.0-29.5 -4.9-19.3 25.9~42.2 -30.6-6.4 640.0-2 221.0 0.9~4.3 57~84 1 505.6-2 995.7
      华东、华北、东北 8.9-14.8 23.6-27.5 -9.3~0.5 32.0~43.3 -27.0—11.7 367.9-693.5 1.1-6.0 50~74 2 010.3~2 940.5
      西北 3.8-14.9 13.3-27.1 -11.4-3.7 29.6~42.9 -34.5~-8.6 370.3-961.5 1.1-4.2 53~69 1 594.9-2 679.8
      不适宜区 东北 -0.4~9.5 19.3-25.0 -24.7-9.2 35.3~43.3 -44.4~-28.0 369.3~810.3 1.1-3.8 51~73 2 170.1~2 830.5
      西北 -4.0-15.1 8.0~32.5 -28.4-3.9 24.3~47.8 -49.6—21.0 15.3-557.9 0.9~5.8 30~73 2 386.1~3 341.2
    • 该区序号值最靠前,且相对欧氏距离值均小于等于0.02,与红花玉兰原产地五峰气候条件最相似(表 8),主要包括:①华东、华中地区:从地域上看,该区包含地点分别属于黄淮平原、长江中下游平原、江南丘陵、浙闽丘陵西北部。该区主要以亚热带温湿季风气候为主,地处湿润区,与原产地湖北五峰有非常相似的水热条件,四季分明,降水丰富,冬季气温较温和,夏季气温偏高,雨热同期,降水量多集中在夏季,容易形成高温高湿的环境,造成圃地内涝,发生病虫害,其中红花玉兰主要病害是叶片表面盖满煤污状黑霉的煤污病和从根茎部开始腐烂的根腐病,主要虫害是刺吸性害虫,如红蜘蛛Tetranychus cinnbarinus,斑潜蝇Liriomyza,粉蚧Pseudococcus等。因此在引种栽植红花玉兰时应选择适宜的立地条件,若在低洼地段应做高床,夏季及时做好圃地清理及排水工作。发生煤污病需喷质量分数为0.3%~0.5%波尔多液进行防治,根腐病可采用500倍多菌灵喷洒,连续打药2~3次,基本上可控制病情发展,刺吸类害虫用氧化乐果500~1 000倍液喷雾。②华南、西南地区:从地域上看,该区包含地点分别属于四川盆地东南部、云贵高原东北部、浙闽丘陵东南部和两广丘陵北部。主要以亚热带季风气候为主,地处湿润区,气候温和,湿度较大,例如四川万源,云南昆明、大理等地四季如春,但是需要注意一些地区降雨季节分配不均,夏秋季引种容易遭受较长期的干旱,红花玉兰较难成活,因此这些地区引种栽植红花玉兰时,遇到较大旱情需要及时增加灌溉等抗旱措施。

      表 8  红花玉兰引种适宜区

      Table 8.  Suitable area for the introduction of Magnolia wufengensis

      区域 华东、华中地区 华南、西南地区
      地点 上海,浙江,江西,江苏,福建(龙岩和厦门除外),安徽霍山、宁国、合肥、蚌埠、亳州,湖北,湖南,河南信阳、驻马店、南阳,陕西汉中 广东韶关,广西柳州、河池、桂林,四川万源、会理、宜宾、西昌、九龙,重庆,云南腾冲、大理、昆明、丽江、临沧,贵州兴仁、贵阳、遵义、毕节
    • 该区序号值排在适宜区之后,且欧氏距离为0.02~0.04,主要是适宜区向四周扩散的区域,综合气候条件与红花玉兰原产地五峰有一定差异(表 9)。主要包括:①华南地区、西南区。从地域上看,该区包含地点分别属于四川盆地西北部、云贵高原西南部,两广丘陵以南,雷州半岛,海南岛和台湾岛。该区以亚热带季风气候为主,部分高海拔地区为山地气候,地跨湿润区、半湿润区。与适宜区相比,西南山区海拔较高,气候变化幅度较大,引种红花玉兰需要栽植在海拔较低的区域,同时在个别干热河谷,区域内光热资源丰富,气候炎热少雨,水土流失严重,生态十分脆弱,寒、旱、风、虫、草、火等自然灾害特别突出,需要注意这些地区不适宜引种红花玉兰。华南地区夏季相对适宜区更加高温高湿,太阳辐射更强,雨热同期时间更长,台风、洪涝灾害频发。这些地区引种红花玉兰需要注意地形地势的选择,远离洪涝频发区域,发生病虫害应及时进行治理,以防蔓延,出现内涝及时疏通清理,减少引种红花玉兰的死亡。②华东、华北、东北地区。从地域上看,该区包含地点分别属于晋冀鲁山地丘陵地带,华北平原以及辽东半岛,以暖温带大陆性季风气候为主,地处半湿润区。该区光照充足,冬季寒冷干燥,风速较大,夏季高温炎热,年平均降水量偏少,最冷月均温较低,苗龄低于3~4 a的红花玉兰无法自然越冬,因此,在引种此类苗龄红花玉兰时冬季需要采取适当的防寒措施,保护红花玉兰安全越冬。目前,园林绿化方面应用比较成熟的防寒措施有搭建防风障和使用保温棉进行树木包裹并覆土。夏季高日照会引起红花玉兰叶片日灼等伤害,需要搭建遮阳网,同时注意高温干旱会引起红花玉兰苗木生长不适等状况,需及时进行人工灌溉。③西北地区。从地域上看,该区包含地点分别属于黄土高原中部,青藏高原东南部地区。该区以温带季风性气候为主,地处半湿润区,水、热条件基本能满足红花玉兰生长需求,但是最冷月均温较低,3~4年生红花玉兰无法自然越冬,需要对红花玉兰进行越冬保护,如搭建防风障,使用保温棉进行苗木包裹并覆土等,还要做好灌溉设施配套和管理,充分利用好水资源,常年对红花玉兰进行人工灌溉。同时在引进红花玉兰不同品种时,尽量挑选抗旱、抗寒性强的品种。

      表 9  红花玉兰引种次适宜区

      Table 9.  Sub-suitable area for the introduction of Magnolia wufengensis

      区域 华东、华北区 华南、西南区 西北区
      地点 北京,天津,山东,河北,山西运城、介休、太原、原平,河南郑州、新乡、安阳,辽宁丹东、大连、营口、本溪、沈阳 海南,香港,福建龙岩、厦门,台湾,广东(韶关除外),广西梧州、南宁、百色、龙州、钦州,云南思茅、澜沧、德钦,四川甘孜、松藩、理塘 陕西西安、延川,甘肃武都、天水、麦积、会宁,青海西宁、玉树
    • 该区序号排在最后,且相对欧氏距离大于0.04,综合气候条件与红花玉兰原产地五峰具有较大差异(表 10)。主要包括:①东北地区。该区从地域上看属于东北平原,主要以温带季风性气候为主,地跨湿润区、半湿润区。该区光照充足,但是最冷月均温远低于红花玉兰原产地五峰,冬春低温干旱时间过长,不适宜红花玉兰生长。②西北地区。该区从地域上看属于黄土高原西北部,青藏高原西北部,新疆,内蒙古等地,主要以温带大陆性气候为主,地跨半干旱区和旱区。该区光照条件丰富,冬季寒冷干燥,夏季高温,但是水、热条件较差,最冷月均温远低于红花玉兰原产地,风、旱、雪、冻灾害频发,土地荒漠化严重,大部分是干旱地区,因此,在该区不适合引种红花玉兰。

      表 10  红花玉兰引种不适宜区

      Table 10.  Un-suitable area for the introduction of Magnolia wufengensis

      区域 东北区 西北区
      地点 辽宁朝阳、建平、彰武,吉林,黑龙江 甘肃合作、皋兰、民勤、酒泉,宁夏,内蒙古,新疆,青海(西宁、玉树除外),西藏
    • 红花玉兰在中国引种的适宜区包括黄淮平原、长江中下游平原、江南丘陵、浙闽丘陵、四川盆地东南部、云贵高原东北部和两广丘陵北部。该区受亚热带季风影响,夏季温度偏高,雨热同期,降水量多集中在夏季,容易形成圃地内涝和病虫害,因此该区引种红花玉兰在夏季要及时做好圃地清理、病虫害防治及排水工作。目前,生产上已经在上述引种适宜区中的安徽滁州,江苏常州、南京,上海,河南南阳,湖南娄底,广西柳州,贵州贵阳和云南昆明等地进行了小范围引种并且生长表现良好。建议这些地区可以扩大引种。

      红花玉兰在中国引种的次适宜区包括四川盆地西北部、云贵高原西南部、两广丘陵以南、雷州半岛、海南岛和台湾岛、晋冀鲁山地丘陵地带、华北平原、辽东半岛、黄土高原中部及青藏高原东南部地区。该区南部台风、洪涝等自然灾害较多,引种红花玉兰需要注意地形地势的选择。北部地区持续低温时间较长且极端气温较低,栽植苗龄为3~4年生及以下的红花玉兰易受冻害,应进行越冬防寒,西北部还需常年进行灌溉。目前,生产上已经在上述引种次适宜区的辽宁丹东、甘肃天水、河北石家庄、天津蓟县、北京海淀、山东临沂等地也进行了小范围引种红花玉兰。在夏季这些地区容易干旱导致红花玉兰生长不良,所以应增加灌溉,在冬季发现这些地区红花玉兰若不采取保护措施会发生生理干旱导致枯稍,因此,冬季应对红花玉兰进行防寒。

      红花玉兰在中国引种的不适宜区包括东北平原、黄土高原西北部、青藏高原西北部、新疆和内蒙古等地。目前,陕西西安进行了红花玉兰少量引种,但是此地属于红花玉兰引种不适宜区,若需种植必须采取保护地栽培。

    • 湖北、湖南、河南、浙江、福建、江西、安徽、云南、贵州、四川等省为红花玉兰的引种适宜区。这些地区属于亚热带季风气候,水热条件较好,寒害冻害风险低,影响红花玉兰生长的极端气候因子较少,非常适合红花玉兰的生长。该区天然分布木兰属树种占到全国种的93.9%[30],而且这些地区的木兰属树种与变异最为丰富[31],其中云南(10属69种)、四川(5属24种)、广西(7属36种)、广东(5属27种)等地是木兰属树种的现代分布中心[32-33],说明该区划结果可靠,可为红花玉兰的大范围引种提供科学依据。

      红花玉兰的半致死温度为-15 ℃,但是在适宜区中的江苏沐阳、徐州、泗洪,安徽亳州,河南驻马店等地极端气温低于-15 ℃,如果单从极端最低气温角度考虑,这些地区是不适宜引种红花玉兰的。因此像这样的站点在引种红花玉兰时必须挑选适当的品种,充分考虑引种地小气候条件,针对限制因子采取相对应的栽培措施。

      在植物潜在引种气候适生区区划研究中,指标体系的选择构建、指标权重确定对区划结果的可靠性有直接影响。在构建区划指标体系中,本研究综合考虑了红花玉兰生长过程中所有可能限制红花玉兰分布的气候因子,并在指标权重方面,考虑到各个因子对红花玉兰生长发育所起的作用(即权重)是不同的,因此,采用专家打分法和层次分析法相结合的方法确定权重,避免了以往单纯依赖专家主观打分带来的局限性,更加注重内在逻辑性,使权重确定更加具有科学合理性。本研究仅分析了植物引种气候相似性原理中的气候因素,但是引种红花玉兰能否成功是其遗传基因和环境共同作用的结果,此过程不仅受气候因子的影响,当地的地形、海拔、土壤条件以及其他非生物因素等都可能影响其成活和生长[21],例如胡建忠[24]在植物引种栽培试验研究方法中所提到的风土驯化理论就考虑了不只气候--“风”这一个因素,还有“土”,即指土壤也影响着植物引种的成功。

参考文献 (33)

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