CC BY
142
УДК 631.41/.43(550.372)
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ, ПОЧВЕННАЯ И КЛИМАТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ГОРНОЙ СИСТЕМЫ ТЯНЬ-ШАНЯ*
М.А. МАЗИРОВ, доктор биологических наук, профессор
И.И. ВАСЕНЕВ, доктор биологических наук, профессор
РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева А. ИЛАХУН, профессор Синьзянский аграрный университет E-mail: [email protected]
Резюме. В статье даётся почвенная, климатическая, агроэкологи-ческая, фитоценологическая характеристика и оценка Тянь-Шаня по вертикальной зональности. Протяжённость горной системы с запада на восток составляет 2500 км при ширине 300 км. Ее климатические особенности обусловлены расположением на границе междуумеренным и субтропическим поясами. Даны рекомендации по выращиванию садов с учетом результатов наших исследований, так как горное садоводство - перспективное направление во всех странах, где расположена горная система Тянь-Шаня.
Ключевые слова: почвы, климат, горная система, Тянь-Шань, использование.
Тянь-Шань (в переводе с китайского Небесные горы)
- горная система в Средней и Центральной Азии, расположенная между 40° и 45° с. ш., 67° и 95° в. д.
Исследования проводили с целью определения возможностей рационального использования земельных ресурсов и климатического потенциала почв горной системы Тянь-Шаня.
Характерная особенность орографии Восточного Тянь-Шаня - меньшая, нежели в Западном Тянь-Шане, монолитность хребтов. Последние по простиранию располагаются кулисообразно (с запада на восток, разделяя воздушные массы с севера на юг и обратно), прерываются межгорными депрессиями и поперечными понижениями. Некоторые котловины ранее вмещали озера, в других они сохранились до сих пор. На северных склонах Тянь-Шаня выпадает значительное количество осадков (до 800 мм в год), обусловленных циклонами на полярном фронте, усиливаемыми орографией. Современный Восточный Тянь-Шань отличается значительным оледенением, с крупными ледниками, которые заканчиваются на высоте от 2750 до 3500 м. Наиболее сухие ландшафты Восточного Тянь-Шаня далеко проникают в пустынные районы. На южных склонах, как правило, леса почти не развиты, а на северных они появляются на высоте 1700 м и поднимаются до 2900 м, в некоторых местах нижняя граница леса опускается до 1500 м, а верхняя до 2000 м. В высокогорных долинах (более 2500 м) развивается альпийская растительность с густым травянистым покровом (места летних пастбищ). Помимо Восточного Тянь-Шаня, в Центральной Азии расположены южные склоны Центрального Тянь-Шаня, где высоты достигают 7439 м (пик Победы).
Климатические особенности Тянь-Шаня обусловлены его расположением на границе между умеренным и субтропическим климатическими поясами. Над территорией субтропического пояса в зимнее время, как правило, господствуют воздушные массы умеренных широт, летом
- массы тропического типа. Однако в горных условиях эти общие черты климата трансформируются под влиянием рельефа и других местных условий. К наиболее важным из них относится направление осей горных хребтов по
отношению к ветрам западной четверти горизонта, с которыми связано проникновение вглубь системы влажных воздушных масс и выпадение осадков на склонах.
Величины солнечной радиации, определяющие характер «солярных зон» или «радиационных рубежей», для Западного Тянь-Шаня можно ориентировочно оценить по средним данным для 40о с.ш. Месячные суммы радиации летом (с мая по август) такие же, как в тропиках на 15о с.ш., в апреле и сентябре - как в тропиках зимой (зимне-тропический режим), в феврале, марте, октябре и ноябре - как в соответствующие месяцы в южных субтропиках на 35о с.ш.
Годовой тепловой баланс на территории Западного Тянь-Шаня приближается к 45.. .50 ккал/см2
Климатический режим характеризуется закономерными изменениями в связи с подъемом в горы. Так, среднегодовые температуры воздуха на высоте до 1000 м обычно превышают 10о, 1000.2500 м - варьируют от 10 до 0о, более 2500 м - отрицательные. Из температурных показателей особенно важна роль абсолютных минимумов, ограничивающих возможность культуры субтропических растений. Даже в самых низких точках (Наманган, Чимкент) они доходят до -26...-27°, а во внутренних долинах (Чаткальской) снижаются до -44.-47,5о. Прослеживается характерное для многих горных районов относительное смягчение климатической обстановки, в частности уменьшение амплитуды температуры, в среднегорных условиях (Сиджак, Чимган), но во внутренних долинах контрасты температур очень велики. Например, максимальная годовая амплитуда температуры воздуха в пос. Пскем достигает 77,6о, в долине Чаткала - 82о.
Континентальность климата типична для всей горной Азии, лежащей в зоне пустынь. На рассматриваемой территории она выражается в высоких летних максимумах температуры, наблюдаемых до больших высот. Абсолютный максимум самой низкой части (Наманган, +41,2о) отличается от известных максимумов высоких точек (Чимган, +32,4о; долина р. Чаткал, +35,0о) менее чем на 10о.
В сезонном распределении тепла важную роль играет циркуляция атмосферы. Западный и Восточный Тянь-Шань находится в полосе циклонической деятельности западно-азиатской (Иранской) ветви полярного фронта, однако горный рельеф, особенно наличие хребтов широтного простирания, защищает его от зимних вторжений европейских холодных масс. Наблюдающиеся вторжения обычно распространяются не выше 500.600 м над уровнем моря, а далее до высоты 1500.1800 м в зимнее время прослеживается инверсия температур. Средние температуры января в Акташе, Пскеме, Чимгане не опускаются ниже -5о, что всего на 2.4о меньше, чем в те же месяцы в Намангане, Ташкенте и Чимкенте, хотя разница в высотах этих мест достигает 1300 м. Особенно показательно сравнение минимальных температур, которые с высотой нередко возрастают.
Ранее [1, 2] были отмечены зимние инверсии температур на склонах Чаткальского хребта, обращенных к Ферганской котловине, что оказывает отепляющее влияние на ландшафты среднегорья. Циклонической деятельностью определяется и такая важнейшая особенность климата Западного и Восточного Тянь-Шаня, как количество и
* Работа выполнена при поддержке грантов № Р201101041 Правительства Китая и № 11.G34.31.0079 Правительства РФ. 32 --------------------------------------------- ------------ Достижения науки и техники АПК, №2-2013
сезонное распределение осадков. Их сумма закономерно увеличиваются по мере подъема, при этом скорость нарастания на 100 м («плювиометрический коэффициент») меняется с высотой на склонах разных хребтов и на различных участках. Так, для долины р. Чирчик [3] в интервале высот 500.1500 м среднегодовое количество осадков увеличивается на каждые 100 м подъема на 68 мм, а от 1000 до 1500 м - всего на 12 мм. Быстрое убывание кон-тинентальности климата и нарастание осадков с высотой отмечено на юго-западных склонах Чаткальского хребта [1], чем автор объясняет присутствие в таких условиях ореховых лесов. И. Турапов [3] считал, что увеличение осадков происходит до высоты 2000.2500 м, после чего их сумма начинает убывать. Имеющаяся информация свидетельствуют о вероятном расположении «пояса максимума осадков» в интервале 1500.2000 м. Весенний (март-май) максимум их выпадения, прослеживаемый на всех высотах связан с пиком циклонической деятельности в Средней и Центральной Азии [4].
По мере подъема продолжительность засушливого периода уменьшается: на подгорных равнинах и в предгорьях он длится дольше всего (Наманган, Ташкент - 7 мес.), в среднегорьях и в высокогорье - сокращается (Акташ, Сиджак - 3,5 мес.; Чимган - 3 мес.).
Годовая сумма осадков закономерно меняется в направлении с запада на восток. Перехват влаги наветренными (западными) склонами горных хребтов обусловливает уменьшение количества осадков в закрытых горных долинах (Чаткальской). Вместе с тем, в долинах, открытых на юго-запад (долина р.Пскем), их годовая сумма мало меняется по мере продвижения вверх. В общем приходе влаги в зависимости от высоты меняется доля снеговых осадков. До уровня 1000 м в предгорьях Западного Тянь-Шаня устойчивый снеговой покров наблюдается менее чем в 50 % зим, выше роль снега резко возрастает.
В Западном и Восточном Тянь-Шане четко проявляются различия в климатических показателях на склонах северных и южных экспозиций. Их можно видеть как на макросклонах хребтов, так и в пределах мезо- и микрорельефа. Наблюдения на разных высотах (Чаткальский, Ангренский, Ахангаранский, Каржан-Таухребты) показали различия всех измеряемых параметров (температура воздуха, месячная сумма осадков, высота снегового покрова, температура и влажность почв) на площадках разной экспозиции даже при близком их соседстве [3.5]. Особенно значительна разница в режиме влажности почв. На южных склонах благодаря быстрому таянию снега (частично испаряющегося) значительная часть влаги теряется, так как весной талые воды образуют солифлюкционные потоки и быстрый грунтовый сток. На северных снег сходит позже, тает медленнее, талые воды глубоко проникают в почву и накапливаются. На этих склонах почти отсутствует поверхностный смыв. Различия проявляются и в испаряемости, что существенно влияет на водный баланс. В Западном Тянь-Шане испарение коричневых почв среднегорий (1600 м) в течение мая-октября составляет 495 мм, при этом на склонах южной экспозиции теряется 308 мм, северной - 680 мм.
Наибольшие запасы снега концентрируются на северном и западном склонах. У подножий хребтов он лежит обычно не более 2.3 мес., в среднегорьях — 6.7 мес., у подножий ледников — 9.10 мес. в году. В межгорных котловинах снежный покров часто маломощный; местами возможен круглогодичный выпас скота.
Большая часть Тянь-Шаня относится к области формирования стока. Реки обычно берут начало из снежников и ледников гляциально-нивального пояса и заканчиваются в бессточных озёрных бассейнах Средней
Достижения науки и техники АПК, №2-2013 —
и Центральной Азии, во внутренних озёрах Тянь-Шаня или образуют так называемые «сухие дельты», то есть их воды полностью просачиваются в аллювиальные отложения подгорных равнин и разбираются на орошение. Главные реки относятся к бассейну Сырдарьи, Таласа, Чу, Или, Манаса, Тарима, Кончедарьи. Для большинства из них характерно чередование горных ущелий и расширений долин, где река разбивается на рукава; в сочетании с большим падением это создаёт благоприятные возможности для гидроэнергетического строительства. Питание рек преимущественно снеговое, в высокогорных районах в летние месяцы — также ледниковое; максимальный сток в конце весны и летом. Это усиливает хозяйственное значение рек Тянь-Шаня, значительная часть стока которых используется для орошения внутригорных долин и котловин, а также соседних с горной системой равнин.
Наиболее крупные озёра Тянь-Шаня тектонического происхождения и расположены в пределах днищ межгорных впадин. К ним относятся бессточное, незамерзающее, солоноватое озеро Иссык-Куль, высокогорные (более 3000 м) озёра Сонкёль и Чатыркёль, большую часть года покрытые льдом. Распространены также каровые и приледниковые озёра (в том числе озеро Мерцбахера, расположенное между ледниками Северного и Южного Иныльчек). Наиболее крупное озеро Восточного Тянь-Шаня
- Баграшкёль, связанное р. Кончедарья с озером Лобнор. На равнинах, главным образом в верховьях р. Нарын, и в понижениях моренного рельефа много мелких водоемов. Ряд озёр завально-запрудного происхождения и отличается значительной глубиной и крутыми берегами (например, Сары-Челек в южных отрогах Чаткальского хребта).
Сухость и континентальность климата обусловливают преобладание в Тянь-Шань горных степей и полупустынь. Подгорные наклонные равнины, предгорья многих хребтов (главным образом южной экспозиции) и наиболее засушливые участки в пределах некоторых межгорных котловин занимают ландшафты пустынь в комплексе с полупустынями (преобладающие высоты на внешних склонах гор западной части Тянь-Шаня 800.1300 м, на южных склонах Восточного Тянь-Шаня 1600.1800 м, в межгорных впадинах Внутреннего Тянь-Шаня местами до 2000 м). Основные почвы - малогумусные серозёмы на лёссах и лёссовидных суглинках, встречаются солончаки и участки каменистощебнистых пустынь. Растительность покрывает обычно 5.10 % поверхности. В Юго-Западном Тянь-Шане, где осадки выпадают преимущественно весной, многочис-лены эфемеры и эфемероиды (мятлик, пустынная осока, астрагалы и др.). На остальной территории преобладают полукустарнички - полыни и солянки, в Восточном Тянь-Шане - также эфедра, местами заросли саксаула.
Верхние части предгорий и значительные участки в пределах межгорных впадин занимают полупустыни. На северных склонах и по днищам впадин они обычно располагаются на высоте 1600.2100 м (по более увлажнённым долинам местами спускаются до 800 м), на южных склонах хребтов Восточного Тянь-Шаня - поднимаются до 2200 м. Почвы - тёмные серозёмы и серо-бурые полупустынные с содержанием гумуса 2,5.. .3,5 %, по понижениям рельефа - солончаки и солонцы. Растительность покрывает 15.25 % поверхности; преобладают полынно-ковыльно-солянковые сообщества, во Внутреннем и Восточном Тянь-Шане - также поташник и карагана. Полупустыни используются в основном как весенне-осенние пастбища (продуктивность 1.5 ц/га).
Степи распространены наиболее широко, располагаются на высотах от 1000.1200до 2500.2600 м на склонах северной экспозиции в Западного Тянь-Шаня и от 1800 до
----------------------------------------------- 33
3000 м на южных склонах восточной части горной системы. Кроме того, они занимают днища межгорных впадин до высоты 3000.3200 м. Почвы светло-каштановые и светло-бурые горно-степные. Преобладают злаковоразнотравные мелкодерновинные степи. Растительность покрывает около 50 % поверхности. Ее основу составляют полынь, типчак, ковыль, житняк; в восточном направлении усиливается роль чия, караганы.
В хребтах Юго-Западного Тянь-Шаня встречаются высокотравные (до 70 см) субтропические степи на тёмных выщелоченных серозёмах и коричневых почвах с участием пырея, луковичного ячменя, девясила, прангоса, ферулы, над которыми поднимаются отдельные деревья и кустарники (абрикос, боярышник и др.). В пределах наиболее увлажнённых восточных частей межгорных впадин формируются разнотравно-злаковые лугостепи на темнокаштановых почвах, в которых растительность покрывает 80.90 % поверхности. В верхней части степного пояса встречаются стелющиеся формы можжевельника. Степи используются главным образом как весенне-летние пастбища (продуктивность до 10 ц/га).
Леса в Тянь-Шане не образуют сплошного пояса, а встречаются в сочетании со степями и лугами. В периферийных хребтах Северного и Юго-Западного Тянь-Шаня они располагаются в среднегорьях на высоте 1500. 3000 м, во внутренних районах гор нижняя и верхняя границы лесов повышаются (соответственно до 2200 и 3200 м). Почти повсеместно (за исключением юго-западной Киргизии) они расположены на северных склонах, занимая наибольшие площади на хребтах Заилийский Алатау, Кунгей-Алатау, Терскей-Алатау, Кетмень, в восточной части хребта Атбаши, а также на хребтах Богдо-Ула и Ирен-Хабырга в Восточном Тянь-Шане. В горном обрамлении Ферганской долины леса произрастают на юго-западных и южных наветренных склонах, что обусловливает их высокое увлажнение. Нижнюю часть лесного пояса хребта Заилийский Алатау образуют дикая яблоня, дикий абрикос (урюк), боярышник, осина, клён Семенова; в подлеске -кустарники (барбарис, крушина, жимолость, бересклет, шиповник и др.) на коричневых почвах. Выше 2000.2200 м лиственные леса сменяются еловыми на горно-лесных темноцветных почвах с высоким (до 10 %) содержанием гумуса. Во Внутреннем и Восточном Тянь-Шане основная лесообразующая порода - ель, приуроченная к участкам склонов северной экспозиции. По днищам широких долин и отрогов, а также на более освещенных участках склонов леса растут в сочетании с разнотравными (из герани, манжетки, зопника, ириса) лугами субальпийского типа, используемыми как летние пастбища с продуктивностью 15.20 ц/га. На склонах южной экспозиции в пределах лесо-луговостепного пояса преобладают степи с участками арчовых (можжевеловых) редколесий.
Своеобразны орехово-плодовые леса ЮгоЗападного Тянь-Шаня, формирующиеся на горнолесных черно-бурых почвах. Отдельные исследователи рассматривают их как реликтовые, сохранившиеся с неогена. Леса эти паркового типа из грецкого ореха, яблони, клёна с богатым подлеском (жимолость, алыча, миндаль, шиповник, крушина и др.). В отдельных долинах (например, у Арсланбоба) леса из грецкого ореха почти не содержат примесей других деревьев. Выше 2000 м орехово-плодовые леса замещаются хвойными (из ели и пихты). В Юго-Западном Тянь-Шане местами встречаются фисташковые рощи. Леса Тянь-Шаня имеют важное водоохранное значение.
Субальпийские и альпийские луга располагаются главным образом выше 3000.3200 м на склонах северных экспозиции. Они обычно не образуют сплошного пояса, чередуясь с почти лишёнными растительности скалами и осыпями. На маломощных горно-луговых и лугово-болотных почвах встречаются разнотравно-осоковые, часто заболоченные низкотравные луга; они используются как кратковременные летние пастбища (продуктивность 5.10 ц/га).
На высоко расположенных (от 3000.3200 м до 3400. 3700 м) равнинах Внутреннего и Центрального Тянь-Шаня распространены ландшафты так называемых «холодных пустынь», растительность которых представлена отдельными куртинами дерновинных злаков, подушковидными сообществами (дриаданта и др.), на более прогреваемых участках - также полынью. Используются как летние пастбища (продуктивностью от 3.5 ц/га).
Выше 3400.3600 м повсеместно распространены ландшафты гляциально-нивального пояса (ледники, снежники, осыпи, скалы). Почвенный покров несформи-рован, растительность представлена в основном редкими мхами и лишайниками.
Температурные условия и водный режим допускают возделывание винограда до высоты 1400 м, риса до 1550 м (в Восточном Тянь-Шане), пшеницы до 2700 м, ячменя до 3000 м.
На северных склонах, лучше развиваются сады семечковых деревьев, а на южных склонах косточковые деревья [4]. В целом во всех странах, где пролегает горная система Тянь-Шань, можно рекомендовать создание садов.
Выводы. Температурные условия и водный режим изученной горной системы допускают возделывание винограда до высоты 1400 м, риса до 1550 м (в Восточном Тянь-Шане), пшеницы
до 2700 м, ячменя до 3000 м. На северных склонах, лучше растут семечковые плодовые деревья, а на южных - косточковые. Таким образом, с учетом результатов наших исследований, в условиях Тянь-Шаня можно рекомендовать развитие горного садоводство как наиболее перспективной отрасли.
Литература.
1. Алисов В.П. Климат СССР. - М.: Издательство Моск. ун-та, 1956. - 127с.
2. Кузиев Р.К., Сектименко В.Е. Почвы Узбекистана. - Ташкент: Издательство «Extremum press», 2009. - 352 с.
3. Турапов И. Тепловой режим почв вертикальной зональности Западного Тянь-Шаня и пути его регулирования: Автореф. доктор. дисс. - Ташкент, 1994. - 47с.
4. Мазиров М.А., Макарычев С.В., Теплофизическая характеристика почвенного покрова Алтая и Западного Тянь-Шаня.
- Владимир: Из-во ВлГУ, 2002. - 448 с.
5. Турапов И. Тупрок иклими ва хосилдорлик. - Ташкент: Изд. «Узбекистан», 1987. - 80 с.
AGROECOLOGICAL, SOIL AND CLIMATIC EVALUATION OF THE TIEN SHAN MOUNTAIN SYSTEM M.A. Mazirov, I.I. Vasenev, A. Ilahun
Summary. The article gives soil, climate, agro-ecological, phytocenological description and assessment of the vertical zonation of the Tien Shan. It stretches from west to east 2500 km with a width of 300 km. Climatic features of the Tien Shan are due location on the border between the temperate and subtropical zones, which affects the climate of the region. The recommendations for the ultivation of gardens based on our research, because mountain gardening is a promising direction in all countries, where does the mountain range of Tien Shan. Keywords: soils, climate, mountain, system, use, Tien-Shan.
34
Достижения науки и техники АПК, №2-2013
