芍药（Paeonia lactiflora）是芍药科（Paeoniaceae）芍药属（Paeonia）多年生草本宿根花卉，在我国东北、华北和西北等地区广泛分布，但由于人为破坏和环境变化，其种质资源骤减。该研究以东北大兴安岭地区12个野生芍药居群的256个单株为材料，收集了23个表型性状数据，利用巢式方差分析、Pearson相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法，探究其表型变异规律与多样性水平。株高、冠幅、茎基粗等15个数量性状的变异系数和Shannon-Wiener指数均值分别为25.88%(12.34%～92.78%)和1.843，小叶类型、小叶内卷程度、花色等8个质量性状的Shannon-Wiener指数均值为1.146。11个表型性状在居群间和居群内均存在极显著差异（P<0.01），居群间表型分化系数均值为25.72%。相关性分析表明，15个数量性状间大多存在显著或极显著相关。花径与纬度、湿度、降水等指标呈负相关，与海拔、日照时间、温度呈正相关；花瓣数量与纬度呈正相关，与日照时间呈负相关；复叶长与降水量呈正相关，表明温度和地理因子对野生芍药花表型性状的影响大于茎叶表型性状。主成分分析共提炼出4个主成分，累计贡献率为88.678%。聚类分析可将野生芍药12个居群分为3类：第1类为P3居群，花部特征为多头大花型，具较强观赏性；第2类包括P7、P9两个居群，株高、茎粗、莛数量、复叶、顶小叶等茎叶性状指标值较其他居群更大，表现为长势旺盛；第3类的9个居群表现为复叶、顶小叶短窄，花径较宽而花梗较短的类型。大兴安岭地区野生芍药表型多样性和变异水平较高，且居群内变异为主要来源。该研究可为更好地保护利用野生芍药资源提供依据。