Одним из уникальных природных объектов Западного Тянь-Шаня является пояс орехово-плодовых лесов, неотъемлемую часть которого составляют ксерофитные растительные сообщества, приуроченные к склонам южных экспозиций. Сведения о продуктивности и биологическом круговороте для них отсутствуют, между тем изучение биологического круговорота веществ является важнейшей частью фундаментальных исследований функционирования биогеоценозов.

Биогеоценозы орехово-плодовых лесов формируются в весьма своеобразных условиях. Основная их часть расположена в диапазоне высот от 1000 до 2000 м над уровнем моря. Рельеф отличается сглаженными формами отчасти благодаря плащу лессовых отложений, мощность которых может достигать нескольких метров. Пояс орехово-плодовых лесов характеризуется континентальным сухим субтропическим климатом. При среднегодовом количестве осадков около 1000 мм четко выражен засушливый период в июле-августе. Среднегодовая температура воздуха составляет +8,9 ^оС, среднемесячная температура самого теплого месяца (июля) - +20,5 ^оС, самого холодного (января) - -3,1 ^оС.

Климатические условия резко дифференцированы в зависимости от экспозиции мезосклонов, что оказывает существенное влияние на дифференциацию растительного и почвенного покровов ( К_увл на южных склонах - 0,5-0,7, а на северных близок к 1). На северных склонах расположены собственно ореховые леса, а на южных - преимущественно ксерофитные редколесья из клена, ореха, яблони, боярышника, алычи и жимолости.

Объектами наших исследований были растительные сообщества и почвы южных мезосклонов северо-западных отрогов Ферганского хребта. Почвенный покров представлен тремя подтипами коричневых почв, которые имеют строгую приуроченность к определенным частям склона. На верхних частях склонов расположены типичные коричневые почвы, на средних, наиболее инсолируемых и, как следствие, сухих частях склона - коричневые карбонатные, на нижних, наиболее увлажненных - коричневые выщелоченные (Самусенко и др., 1985; Розанов, Владыченский, 1990). Изучение биологического круговорота растительных сообществ было построено с учетом отмеченной дифференциации почвенного покрова. Для проведения исследований на склонах южной экспозиции, находящихся в разных режимах антропогенных нагрузок, было заложено два контрастных в отношении этого фактора почвенно-геоморфологических профиля с серией разрезов и пробных площадей.

Растительные сообщества, расположенные на южных мезосклонах, отличаются в первую очередь полнотой насаждений на разных частях склона и флористическим составом травяного яруса, а на сходных частях - различной ролью в их сложении основных лесообразующих пород, каковыми являются орех грецкий (Juglans regia L.), клен туркестанский (Acer turkestanicum Pax), яблоня киргизов (Malus kirghizorum Al. et An.Thoed.), алыча согдийская (Prunus sogdiana Vass.), боярышник туркестанский (Crataegus turkestanica Pojark.). Фитоценозы, приуроченные к нижним частям склонов, являются разреженными мезофитными лесами; на верхних частях склонов расположены мезо-ксерофитные редколесья; фитоценозы средних частей склонов представляют собой комплексы саванноидов и сухих степей.

Древесная растительность южных склонов пояса орехово-плодовых лесов, вследствие засушливости климата и специфики горных условий, не похожа на леса в привычном понимании этого термина, поскольку здесь не образуется сомкнутых древесных насаждений. Разреженность насаждений является прямым следствием не только специфики ороклиматических условий, но и характерных морфолого-биологических и эколого-фитоценотических свойств самих растений. Деревья нередко приобретают искривленную, низкорослую форму, часто с многочисленными стволами, с глубоко укореняющейся корневой системой.

Характерно. что деревья Juglans regia , достигающие на северном склоне высоты 20-25 м, на склонах южной экспозиции становятся низкорослыми и к 50 годам жизни не превышают 6-8 метров в высоту. Это в равной степени относится и к Acer turkestanicum, Malus kirghizorum и другим древесным породам.

Поэтому при обсуждении вопросов, связанных с запасами органического вещества в фитомассе растительных сообществ, нельзя обойти вниманием особенности в строении фитомассы древесного яруса. Поскольку в состав древостоя изучаемых сообществ входит несколько пород и каждая, как показали наши исследования, имеет свои особенности в структуре надземной фитомассы, считаем необходимым отметить основные из них.

Одной из особенностей строения деревьев боярышника туркестанского является большая, чем в других породах роль фракции древесины ствола (67-71% от всей массы дерева). При этом чрезвычайно мала роль фракции листьев - 1,7-1,9% (это значительно меньше, чем у других пород (3-4%).

Для ореха грецкого наиболее характерной чертой является повышенное по сравнению с другими породами содержание фракции коры (13-14%). Содержание других фракций в фитомассе деревьев ореха находится в обычных пределах.

Деревья согдийской алычи отличаются увеличением содержанием фракции ветвей (31-33%), это почти на 10% выше, чем у других пород. Жимолость Карелина (Lonicera karelinii Bunge ex P.Kir.), яблоня киргизов и туркестанский клен имеют приблизительно одинаковые пропорции в соотношении фракций древесной части фитомассы, являющиеся обычными для многих пород деревьев: масса стволов составляет 63-65% от общей фитомассы дерева, ветвей - 21-26%, коры - 10%, листьев - 3-4%.

Анализ структуры строения надземной фитомассы отдельных пород деревьев помогает понять особенности ее накопления, создания первичной продукции и процессов накопления зольных элементов и азота в древесном ярусе изучаемых растительных сообществ.

В результате исследований были отмечены следующие особенности химического состава деревьев и кустарников нижеследующих видов:

1. Орех грецкий (Juglans regia L.);
2. Клен туркестанский (Acer turkestanicum Pax);
3. Яблоня киргизов (Malus kirghizorum Al. et An.Thoed.);
4. Алыча согдийская (Prunus sogdiana Vass.);
5. Боярышник туркестанский (Crataegus turkestanica Pojark.);
6. Жимолость Карелина (Lonicera karelinii Bunge ex P. Kir.).

Основными элементами, накапливающимися в фитомассе изучаемых сообществ являются кальций, азот, калий и кремний. Причем закономерности содержания этих элементов носят одинаковый характер для одних и тех же фракций фитомассы у различных древесных и кустарниковых пород. Так, максимальное количество азота и зольных элементов содержится в листьях и молодых побегах растений, несколько меньшее количество элементов содержат кора и тонкие ветви растений, самой низкой зольностью характеризуются стволы древесных пород.

Для основных лесообразующих пород (орех грецкий, клен туркестанский, боярышник туркестанский) в ряду накопления элементов в листьях характерно преобладание кальция, затем идут азот и калий. Исключение составляют алыча согдийская, в листьях которой на первое место выходит калий, и яблоня киргизов, где преобладает азот, а затем идут кальций и калий (тот же ряд характерен для жимолости Карелина).

Несмотря на большое сходство в характере накопления элементов, при сравнении пород по содержанию в них кальция удалось установить достоверные различия у одинаковых пород, произрастающих на коричневых и черно-коричневых почвах. Повышенное содержание кальция в фитомассе деревьев, произрастающих на коричневых почвах, коррелирует с содержанием карбонатов кальция в почве.

5 декабря 1998 г.