Распространение и восстановление еловых лесов Тянь-Шаня

Испытание на разных высотах довольно широкого ассортимента интродуцированных пород показало, что в нижнем подпоясе хорошо растут во влажных условиях без зимних повреждений сосны: обыкновенная, крымская, Банкса, горная; лиственницы: сибирская, европейская, даурская, японская, широкочешуйчатая, Чекановского, многие виды берез, ясень обыкновенный и др.

В то же время прохладное и короткое лето не обеспечивает прохождения полностью цикла развития многих теплолюбивых растений, и они погибают полностью или ежегодно вымерзают до почвы при наступлении зимних холодов. К таким породам относятся: гледичия, акация белая, птелея, орех черный, аморфа, бузина черная, дуб черешчатый и др. Гибель их наступает при температуре около —11 и —12.

У многих пород в этом подпоясе ежегодное обмерзание захватывает часть прироста, у других обмерзают только листья. Таким образом, уже в нижнем подпоясе климатические условия ограничивают возможность использования в культурах широкого ассортимента пород. В среднем подпоясе из интродуцентов могут развиваться растения, приспособленные к существованию при низких температурах периода вегетации (сосна обыкновенная, некоторые виды лиственниц и берез). По мере приближения к верхней границе подпояса рост всех интродуцированных пород резко снижается. По-видимому, это снижение происходит не только в связи с сокращением периода вегетации и уменьшением.

Температуры воздуха, но также со значительным понижением температуры почвы. Таким образом, большинство интродуцированных пород, которые в естественных условиях своего ареала переносят зимой очень низкие температуры, в условиях короткого и прохладного лета становятся не морозостойкими. Это связано с тем, что происходящее с высотой снижение температуры в теплое время года приводит к нарушению присущего им ритма вегетации, а следовательно к нарушению обмена. В результате растения оказываются не подготовленными к зиме и с наступлением даже небольших морозов происходит частичная или полная их гибель. Наряду с неблагоприятными для большинства интродуцированных пород летними условиями очень неблагоприятно складываются осенние, зимние и весенние условия.

Резкие переходы осенью от тепла к морозу и обратно, зимние оттепели, сильный нагрев ветвей и стволов в зимнее время вследствие повышенной инсоляции в горах, быстрое нарастание весною температуры воздуха и поверхности растений при замерзшей почве приводят к значительному снижению зимостойкости, к повышенной потере влаги, и соответственно — или к зимнему обмерзанию, или в других случаях к зимнему высыханию.

Таким образом, своеобразный горный климат пояса еловых лесов Тянь-Шаня предъявляет совершенно особые требования к выносливости растений. Если в равнинных условиях Союза к факторам в наибольшей степени ограничивающим интродукцию. Относится низкая температура зимой (Вехов, 1957, стр. 93), то в поясе еловых лесов такими факторами являются холодность и малая продолжительность теплого периода и неблагоприятные условия перезимовки при относительно небольших минимумах зимних температур.

Представляет интерес рассмотрение некоторых биологических и экологических особенностей ели тянь-шанской, связанных с изменяющимися условиями климата. Одним из характерных условий является значительная сухость почвы под еловыми лесами, наблюдающаяся почти ежегодно в августе—сентябре, особенно в нижнем додпоясе. В. Ф. Самусенко и С. Ш. Малянчинов (1958) установили, что в сентябре запас почвенной влаги под еловым лесом падает до величины полуторной максимальной гигроскопичности, т. е. становится малодоступным для растений.

Отсутствие каких-либо повреждений у ели указывает на приспособленность ее к перенесению засухи в этот период. В частности, эта приспособленность выражается в окончании процессов роста в первой половине июля и чрезвычайно ограниченной транспирации. Рост верхушечных побегов у ели наступает 19—26 мая и заканчивается 15—20 июля, продолжаясь всего 50—55 дней, в период наибольшей увлажненности. Тянь-шанская ель относится к породам, очень бережно расходующим воду на транспирацию. Дневная интенсивность транспирации, определенная по методу Л. А. Иванова, характеризуется величинами.

Чрезвычайно низка потеря воды у ели и в зимнее время. Потеря однолетних побегов у ели в период 23—27 февраля составила 0,31% (от сырого веса) в то время, как у березы — 2,12 % и рябины тянь-шанской — 0,88%. В марте транспирационный расход у ели несколько повысился, составив 0,46 (у березы — 2,65%, у рябины — 1,52%).

В связи с незначительной транспирационной потерей в течение зимы у ели наблюдается довольно устойчивое содержание влаги в древесине (табл. 2).
Незначительная потеря влаги елью в течение зимнего периода обеспечивает ей высокую устойчивость против зимнего высыхания. Михаэлис (Michaelis, 1932), рассматривая вопрос устойчивости ели европейской в Альпах, указывает для нее суточную транспирационную потерю в пересчете на абсолютно сухой вес в декабре — 7,2%. По нашим наблюдениям, в январе транспирадионная потеря у ели тянь-шанской составила 6,3%.

Рассматривая отношение ели к климату, следует остановиться на приросте. Для наблюдений за приростом в высоту нами на различных высотах над уровнем моря и на склонах различных экспозиций было подобрано по 10 елей в возрасте 60—70 лет, на которых ежегодно производился обмер прироста в высоту. Возраст 60—70 лет был выбран в связи с тем, что в этот период прирост у ели достигает максимума и в течение 30—40 лет на нем меньше сказываются возрастные изменения.
Данные показывают значительное снижение прироста у нижней границы леса. На высоте 2100 м величина прироста достигает своего максимального значения и постепенно снижается к высоте 2700 м.

Чтобы установить, какой из основных климатических факторов оказывает большее влияние на величину прироста нами проводилось вычисление корреляционных отношений между приростом и суммой эффективных температур, приростом и запасом влаги в почве, приростом и осадками. Корреляционные отношения вычислялись для отдельных месяцев с мая по октябрь и их сочетаний в году, в который происходит прирост, и предыдущего года. В результате проделанной вычислительной работы находилась величина наибольшего корреляционного отношения, которая показала, какой из климатических элементов в данных условиях наиболее сильно влияет на прирост.

Из этого примера видно, что наибольшее влияние на прирост оказывает температурный режим августа предыдущего года, но особенно тесной связи в данном случае нет. Наиболее тесная прямая зависимость в большинстве случаев наблюдается между ходом прироста и запасом влаги в почве в июле и августе предыдущего года.

Величина корреляционного отношения указывает на ряд имеющихся закономерностей. Так, наибольшего значения величина корреляционного отношения достигает на высоте 1800 м, т. Е. В наиболее засушливых условиях. С увеличением высоты, а следовательно и с повышением влажности, величина корреляционного отношения снижается, сохраняя наибольшее значение в более сухих условиях — на восточных склонах.

На высоте 2400 м на северной и западной экспозициях между приростом в высоту и запасом почвенной влаги никакой корреляции нет. Это является следствием ежегодной высокой влагообеспеченности, при которой влажность не сказывается на приросте. Незначительное влияние влагообеспеченности отмечается лишь для более сухих восточных склонов.

На высоте 2700 м высокое значение корреляционных отношений показывает, что здесь запас влаги играет большую роль в изменении прироста. Вероятно, это связано с тем, что на данной высоте обмерялись ели, растущие на довольно крутом склоне с маловлагоемкими мелкими хрящеватыми почвами. Кроме того, на этих высотах, возможно, сказываются неблагоприятные условия перезимовки. Полученные данные зависимости прироста на различных высотах от запаса почвенной влаги полностью подтверждают приведенные ранее данные по влагообеспеченности пояса еловых лесов.