Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Арчовники бассейна реки Искандер

ВАК РФ 03.02.01, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Арчовники бассейна реки Искандер"

На правах рукописи

САДИКОВ Хасен Хадиралиевич

АРЧОВНИКИ БАССЕЙНА РЕКИ ИСКАНДЕР (ТАДЖИКИСТАН)

03.02.01 - «Ботаника»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 МАР 2012

Новосибирск - 2012

005015724

Работа выполнена на кафедре ботаники и экологии Таджикского национальног университета и отдела систематики Института ботаники, физиологии и генетик АН Республики Таджикистан.

Научные руководители: доктор биологических наук, чл.-корр. АН РТ

Ведущая организация - Федеральное государственное бюджетное учрежден науки Институт общей и экспериментальной биологии Сибирского отделения Ро сийской академии наук, г. Улан-Удэ.

Защита состоится 27 марта 2012 г. в 1230 часов на заседании совета Д 003.058. по защите докторских и кандидатских диссертаций при Федеральном государс венном бюджетном учреждении науки Центральном сибирском ботаническом са; Сибирского отделения Российской академии наук по адресу: 630090, Новосибирск-9 ул. Золото долинская, 101.

Факс: (383)330-19-86.

E-mail: botgard@ngs.ru.

Сайт в Интернете: http://vak.ed.gov.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государстве ного бюджетного учреждения науки Центрального сибирского ботанического са Сибирского отделения Российской академии наук.

Автореферат разослан 15 февраля 2012 г.

Исмаилов Махмуд Исмаилович];

кандидат биологических наук, доцент Дарвозиев Муродасайн.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Шмаков Александр Иванович; кандидат биологических наук Зибзеев Евгений Григорьевич.

Ученый секретарь совета, доктор биологических наук

Ершова Э.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Арчовниковые леса из Juniperns seravschanica Кот. и J. semiglobosa Regel в горных районах Средней Азии выполняют важные средооб-разующие, хозяйственные и социальные функции. Это уникальные сообщества, относящиеся к особо ранимым растительным комплексам. Их нарушение нередко ведет к необратимым изменениям их структуры и целостности. В настоящее время эти сообщества подвержены сильному антропогенному воздействию. Благодаря особенностям рельефа и созданному в бассейне р. Искандер заказнику «Искандер-куль» сохранились менее нарушенные арчовниковые сообщества. Поэтому необходимо их детальное исследование для выявления биологического разнообразия и разработки научно обоснованных мероприятий по охране и рациональному использованию.

Цель и задачи исследования - выявить флористическое и фитоценотическое разнообразие арчовых лесов бассейна р. Искандер, установить эколого-геогра-фические закономерности их формирования, определить перспективы хозяйственного использования и охраны.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- выявить флористическое и фитоценотическое разнообразие арчовников;

- уточнить эколого-географические закономерности их распространения;

- оценить ресурсный потенциал сообществ и определить запас их надземной и подземной фитомассы;

- оценить естественных ход восстановительных процессов в арчовниках и рекомендовать мероприятия по их охране и рациональному использованию.

Защищаемые положения:

1. Природно-климатические особенности горных территорий Зеравшана наиболее оптимальны для произрастания арчовых лесов из Juniperus seravschanica и J. semiglobosa. Здесь максимально раскрываются их биологические и ценотические свойства.

2. Трансформация арчовниковых сообществ происходит как естественным путем посредством их старения и повреждения арчи полупаразитом Arceuthobium oxycedri (DC.) М. Bieb., так и в результате воздействия антропогенного фактора (пожары, вырубки, перевыпас и др.). Естественные восстановительные процессы имеют пульсирующий характер, обусловленный многолетней динамикой климатических условий и антропогенным воздействием. Для поддержания и сохранения этих уникальных сообществ необходимо разработать мероприятия по санитарному уходу за ними, а также рациональному использованию и охране.

Материал и методы. Изучение растительности осуществлялось маршрутным и детально-маршрутным методами геоботанических исследований. Геоботанические описания выполнены по общепринятой методике (Полевая геоботаника, 1964, 1972). В основу классификации положены принципы доминантной классификации. Надземная и подземная фитомасса определялась согласно существующим методам (Родин, 1968; Воронов, 1973), количественный учет корней по горизонтам проводился по методике М.С. Шалыта (1960). Латинские названия видов сосудистых растений приведены согласно сводке "Флора Таджикистана" (1957-1991, тт. 1-Х).

Материалом для анализа послужили 250 геоботанических описаний растительных сообществ, выполненных на территории бассейна р. Искандер в период с 2007 по 2011 гг., кроме этого использованы геоботанические описания сотрудников кафедры ботаники и экологии Таджикского Национального университета. Для выявления пространственной организации растительного покрова заложено 25 эколого-фитоценотических профилей. Материал по видовому составу фитоценозов подтвержден более чем 1500 гербарными листами.

Научная новизна исследования. Впервые дана детальная геоботаническая характеристика арчовых лесов из арчи Juniperus seravschanica и J. semiglobosa бассейна р. Искандер. Выявлено их флористическое и фитоценотическое разнообразие, современное состояние. Исследованы естественные процессы возобновления и показан их пульсирующий характер, обусловленный как многолетней динамикой климатических условий, так и антропогенной деятельностью. Определен запас фитомассы в основных арчовниковых сообществах. Предложены мероприятия по рациональному использованию арчовников и их охране.

Практическая значимость работы. Полученные данные будут использоваться при составлении кадастра флоры и растительности заказника «Искандер-куль», при написании флор и определителей растений Таджикистана. Данные по запасу фитомассы основных ассоциаций арчовников следует использовать при моделировании продукционного процесса арчовниковых сообществ, а также для разработки схем рационального использования высокогорных пастбищ страны.

Апробация работы. Основные итоги диссертационной работы доложены на ежегодной конференции профессорско-преподавательского состава ТНУ, (Душанбе, 2008-2010); на международных конференциях «Стимулирование потенциала общества, науки и неправительственных организаций к сохранению биоразнообразия и охраны окружающей среды» (Душанбе, 2011) и «Экологические проблемы и рационального использование природных ресурсов» (Душанбе, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 6 статей в журнале, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 144 страницах, содержит 23 рисунка и 9 таблиц. Список использованной литературы включает 133 источника, в т.ч. 5 иностранных.

ГЛАВА I. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ФЛОРЫ И РАСТИТЕЛЬНОСТИ БАССЕЙНА р. ИСКАНДЕР

Изучение флоры и растительности бассейна р. Искандер началось в середине XIX в. Пионером ботанических исследований были А. Леман (1841), O.A. Фед-ченко (1870), Л.С. Борщевский (1879, 1880), А.Э. Регель (1882). Большой флористический и геоботанический материал по всему бассейну был собран В.Л. Комаровым (1892, 1893). Детальное изучение растительности Среднего Зеравшана проводили Ю.С. Григорьев (1938) и К.З. Закиров (1955, 1962). Изучением отдельных вопросов, касающихся растительности и флоры бассейна р. Искандер,

занимались и занимаются сотрудники Интитута ботаники АН Тадж. ССР В.И. Запрягаева, Г.Т. Сидоренко, У.К. Маматкулов, A.A. Коннов и др., а также кафедра ботаники ТНУ (рис. 1).

Рис. 1. Схематическая карта района исследований

ГЛАВА II. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ БАССЕЙНА р. ИСКАНДЕР

Бассейн р. Искандер расположен между Зеравшанским и Гиссарским хребтами, относится к Центральному подрайону Зеравшанского ботанико-геогра-фического района (Гончаров, 1937; Овчинников, 1957). Площадь бассейна 950 км2, перепады абсолютных высот от 1730 до 5633 м (г. Чимтарга). Ущелье представляет собой сильно расчлененное горное сооружение с высокими скалистыми вершинами и крутыми склонами, сложенными карбонатными и гранитоидными породами.

Почвенный покров образован главным образом горными коричневыми, светло-коричневыми, дерновыми выщелоченными почвами, развивающимися в основном под арчовниками, под другими типами растительных сообществ сформировались высокогорные степные, луговые и горные болотные почвы (Кутеминский, Леонтьева, 1966). Среднегодовое количество осадков составляет 258 мм, максимальная температура 32°С, а минимальная -31°С (рис. 2). Среднее количество выпадающих осадков по сезонам года: зимой — 58, весной - 137, летом — 34, осенью -29 мм. Бассейн р. Искандер отличается довольно развитой гидрографической сетью. Резкоконтинентальный сухой климат, общая приподнятость бассейна, сильная расчлененность рельефа, обилие скал и осыпей, характер материнских пород, разнообразие почвенно-грунтовых условий и влияние антропогенного фактора обусловили своеобразие его растительного покрова.

Рис. 2. Климограмма (2008-2010 гг.). Поданным метеостанции «Искандеркуль» ГЛАВА III. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ РАСТИТЕЛЬНОСТИ БАССЕЙНА р. ИСКАНДЕР

В пределах бассейна нами выделяются 3 пояса растительности (рис. 3):

Рис. 3. Высотная поясность северного склона Зеравшанского хребта (в пределах бассейна р. Искандер).

1 - пояс шибляка и полусаванн с фрагментами 1 вегачьскапка, 2 - пояс J. зегачвсЬап'юа] 3 - пояс смешанных арчовников J. вегаувсЬаЫса и J. $ет1д1оЬо8а, 4 - пояс 1 8ет1д1оЬо$а; 5 - пояс высокогорных лугов

1) пояс шибляка и полусаванн с фрагментами мезотермных арчовников (17302000 м);

2) пояс арчовников, из полосы мезотермных (Juniperus seravschanica) (19002400 м) и олиготермных (У semiglobosa) арчовников (2400-3500 м) с фрагментами тополевых и березовых лесов, таволжниковых, эфедрариевых кустарников, разнотравных степей, лугов и трагакантников (от 2000-3200 до 3400 м);

3) пояс криофильной растительности (олиготермные арчовники, криофильные луга, колючетравники, трагакантники, криопетрофитон и фрагменты арчовых стлаников из J. semiglobosa) (от 3200-3400 до 4000 м).

В целом, растительность на исследуемой территории представлена, согласно классификации П.Н. Овчинникова (1957, 1975), 14 флороценотипами: Арчовники, Белоле-сье, Мезофильные лиственные кустарники, Пойменные леса, Шибляк, Пустыни, Тимь-янники, Трагакантники, Полусаванны, Степи, Криофитон, Луга, Сазы, Петрофитон.

ГЛАВА IV. ФЛОРА АРЧОВНИКОВ БАССЕЙНА р. ИСКАНДЕР

Флора высших сосудистых растений арчовников бассейна р. Искандер представлена 501 видом, относящимися к 218 родам и 76 семействам. Основу ее составляют покрытосеменные (табл. 1).

Таблица 1

Объем основных таксонов

№ Таксоны Число % от общего Число % от общего Число % от общего

видов числа видов родов числа родов семейств числа семейства

1 Equisetophyta 2 0.4 1 0.5 1 1.3

2 Polypodiophyta 5 1 5 2.5 5 6.8

3 Gnetophyta 4 0.8 1 0.5 1 1.3

4 Pinophyta 3 0.6 1 0.5 1 1.3

5 Magnoliophyta 487 97.2 210 96 68 89.3

Б В том числе: 360 71.8 163 75 60 78.1

- Magnoliopsida

7 - Liliopsida 127 25.4 47 22 8 11.2

Всего: 501 100 218 100 76 100

По количеству видов во флоре исследуемого района наиболее крупными семействами оказались Asteraceae, Poaceae, Fabaceae, Lamiaceae, Brassicaceae, Rosaceae, Polygonaceae и др. Пропорции двудольные и однодольные составляют, соответственно 360 (71.8 %) и 127 (25.4 %).

Растительность бассейна р. Искандер во флористическом и фитоценотическом отношениях занимает промежуточное положение между растительностью Шахри-стана (Коннов, 1973) и бассейна р. Варзоб (Камелин, 1971), хотя флора Варзоба сильно отличается как по разнообразию типов растительности, так и по богатству видов. Это объясняется значительной шириной высотного профиля (от 800 до 3600 м) (в котором наблюдается массовая концентрация видов растений) и большей влажностью южных склонов Гиссарского хребта, что создает оптимальные условия для развития многих видов растений и сообществ.

Во флоре арчовников бассейна р. Искандер преобладают травянистые многолетники - 361 вид (72.0 %), однолетники - 69 (13.8 %), кустарники и полукустарники - 54 (10.8 %), двулетники - 11 (2.2 %), деревья - 6 видов (1.2 %).

Из экологических групп преобладают ксеромезофиты 179 видов (35.7 %). Относительно большое количество мезофитов и ксеромезофитов в исключительно аридном климате объясняется разнообразием местообитаний других типов растительности (пойменная растительность, луга, белолесье), а также наличием значительного количества видов, приспособленных к короткому вегетационному периоду.

В ареалогическом спектре арчовников преобладают горно-среднеазиатские (210; 41.9 %) и древнесредиземноморские (186; 37.1 %) виды. Во флоре арчовников более 106 (21.2%) эндемиков разного возраста. Исходя из ареалогического анализа видового состава арчовников, можно сделать заключение, что эта флора является типичной для всей территории Памиро-Алая и Горной Средней Азии.

ГЛАВА V. АРЧОВНИКИ КАК ЛАНДШАФТНЫЙ ТИП РАСТИТЕЛЬНОСТЬ БАССЕЙНА р. ИСКАНДЕР

Классификация уровней организации фитосферы приведена многими авторами (Мазинг, 1968; Сочава, 1972; Седельников, 1988). С системной позиции структура арчовниковых сообществ представлена в виде иерархической системы с несколькими уровнями. Арчовники бассейна р. Искандер являются господствующим и ланшафтообразующим типом растительности, .¡итрегт аегачнскатса и J. яепщЬЬояа образуют три закономерно сменяющие друг друга вертикальных полосы:

1. Полоса Мтрегт ¡егаузсИатса - кара арчовников (1800-2400 м). В нижней части этой полосы МтрегиБ ьегах'Бскатса встречается отдельными деревьями или кустами. По мере увеличения абсолютной высоты его обилие увеличивается и появляются отдельные группы деревьев и рощи, а с высоты 2000 м эти сообщества занимают обширные площади, с сомкнутостью древостоя 0.3-0.6.

2. Полоса смешанных (Лтрегт ьегаузскатса и Л semiglobosd) арчовников (2400-2800 м). На верхнем пределе распространения сообществ с доминированием арчи зеравшанской появляются отдельные экземпляры и незначительные группировки арчи полушаровидной. С 2600-2700 м формируются сообщества с содоми-нированием двух этих видов. К 2800 м резко снижается участие арчи зеравшанской, абсолютным доминантном выступает арча полушаровидная.

3. Полоса Мтрегш semiglobosa - саур арчовников 2700-3000 (3400) м. Эти арчовники, благодаря распространению на больших высотах, являются наиболее сохранившимися. Отличаются высокой сомкнутостью древостоя, преобладанием старых высокоствольных деревьев.

Общими биологическими особенностями для различных видов арчи являются их долговечность (возраст 800 и более лет), чрезвычайно медленный рост, слабое семенное возобновление, и практически отсутствует вегетативное размножение. Долговечность арчи компенсирует весьма слабое и нерегулярное естественное семенное возобновление. Однако медленный рост арчи, особенно ее всходов и подроста, являются губительными, поскольку нередко даже 10-15-летние деревца

(10-15 см высоты) легко подвергаются механическому вытаптыванию, воздействию движущейся осыпной массы и нередко оказываются погребенными в результате незначительных оползней при грязево-селевых потоках.

Арчовники в бассейне р. Искандер представлены двумя формациями: мезо-термной из Juniperus seravschanica и микротермной ~J. semiglobosa.

5.1. Формация кара арчи - Juniperus seravschanica

Сообщества арчи зеравшанской - кара арчовники в бассейне р. Искандер занимают нижнюю довольно широкую вертикальную полосу от 2000 до 2400 м надур. м. По условиям местообитания, флористическому составу, структуре ценозов и состоянию деревьев в кара арчовниках нами выделено 8 групп ассоциаций, из них югановая - переходная и 15 ассоциаций (табл. 2).

Типчаковые кара арчовники являются постоянным элементом нижней части пояса арчовниковых лесов, но больших площадей не занимают (здесь и далее высотную, экспозиционную приуроченности, а также тип почв и крутизну склона см. в табл. 2). Высота древесного яруса 6-11 м, диаметром стволов от 20-70 см. Из кустарников постоянными являются Astragalus variegates, Lonicera bracteolaris, Rosa ecae, R. popovii, Berberís oblonga, Cotoneaster suavis, Cerasas verrucosa и др. Проективное покрытие травянистого яруса 40-45 %, высота 35-40 см. При общем доминировании Festuca sulcata на небольших участках наблюдается явное преобладание Scorzonera acanthoclada, Scabiosa soongorica или Scutellaria iskanderi. Семенное возобновление арчи крайне слабое. Лишь под низко опущенными кронами арчи встречаются единичные всходы и подрост разного возраста.

_ Таблица 2

Фитоценотический состав формации Арчи зеравшанской

Г руппы ассоциаций Сомкнутость крон и сопутствующие породы Почвы Высота, экспозиция склона Крутизна склона, °

Типчаковые 0.3-0.4 саур арча Горные оторфованные карбонатные 2300-2500 С 10-30

Ковыльные 0.3 саур арча II-II 2300-2500 С, СЗ, СВ, 3, Ю-В, В 10-40

Полынные 0.1-0.2(0.3) саур арча II-II 2200-2500 С, В, 3 15-20

Шлемниковые 0.3 саур арча Светло-коричневые выщелоченные 2300-2500 С-3, Ю-3, С-В 10-15

Зизифоровые 0.3-0.6 саур арча II-II 2100-2500 Ю, В-3, Ю-В 5-20

Тимьянниковые 0.4-0.7 саур арча II-II 2100-2500 С, С-В, С-3 10-35

Кузиниевые 0.3-0.4 саур арча II-II 2500 Ю-3,3 15-25

Югановые 0.4-0.6 саур арча Горные коричневые типичные 2200-2500 С, 3, В, С-3, С-В, Ю-3, Ю-В 10-25

Ковыльные кара арчоеники имеют довольно широкое распространение Высота арчи колеблется в пределах 2-12 м, а диаметр стволов от 20 до 80-90 см. Естественное семенное возобновление неудовлетворительно. Кустарниковый ярус занимает до 40 % от общего проективного покрытия, представлен: Lonicera simulatrix, Cerasus verrucosa, Ephedra equisetina, Rosa Ecae, Ribes meyeri и др. В травостое (проективное покрытие 50 до 90 %) доминирует Stipa turkectanunica, также обильны Festuca sulcata, Oxytropis lehmanniana, Thymus zetavschanicus, Geranium col-linum, Artemisia lehmanniana, Poa relaxa, P. bulbosa, Ferula kokanica и др. Средняя высота травостоя в период массовой вегетации колеблется в пределах 30-45 см.

Полынные кара арчоеники встречаются относительно редко. Как правило, деревья низкорослые, суховершинные. Помимо Juniperus seravschanica единично встречается J. semiglobosa. Из кустарников обычны Cotoneaster hissarica, Colutea pérsica, Spiraea hypericifolia, Rosa ecae, Ephedra equisetina, Cerasus verrucosa. Проективное покрытие травянистого яруса 42-47 %, высота 45-50 см. В травостое помимо доминирующей Artemisia lehmanniana обильно встречаются Megacarpea gigantea, Ferula kokanica, Acantholimon korolkovii, Poa bulbosa, Hypericum scabrum, Festuca sulcata. При самых тщательных поисках, в течение 4 лет, на участках полынных кара арчовников не были обнаружены всходы арчи. Встречались лишь единичные экземпляры подроста разного возраста

Шлемникоеые кара арчоеники нами описаны в ущелье p. Apr на высоте 2400 м над ур. м. Деревья низкорослые, многоствольные до 8 м высоты, диаметр стволов от 40 до 80 см. К арчо примешивается Rosa fedtschenkoana, Ephedra equisetina, Spiraea hypericifolia, Cerasus verrucosa. В травостое (проективное покрытие 30-35 %, высота 20-25 см) преобладает Scutellaria hissarica. К нему в разной степени примешиваются Onobrychis cornuta, Cousinia hissarica, Verbena officinalis, Convolvulus lineatus, Piptatherum laterale.

Зизифороеые кара арчоеники распространены очень широко и охватывают всю полосу кара арчовников и кара-саур арчовников. Древесный ярус их разрежен. Из кустарников обычны Rosa ecae, Ephedra equisetina, Cotoneaster hissarica, Cerasus verrucosa, Lonicera olgae, Atrapaxis pyrifolia, Berberís oblonga и др. В травостое (проективное покрытие 50-90 %) доминируют Ziziphora clinopodioides и Thymus ze-ravschanicus. С высоким постоянством присутствуют Artemisia pérsica, Festuca sulcata, Poa relaxa, Piptatherum sogdianum, Bromus oxyodon, Elymus alaicus, Nepeta po-dostachys и др.

Тимьянниковые кара арчоеники приурочены к более увлажненным местообитаниям. Высота взрослых деревьев колеблется от 4 до 12 м и более при диаметре стволов от 20-65 см, преимущественно одноствольные, прямые, малосуховатые. Из кустарников наиболее характерными являются Lonicera simulatrix, Cerasus verrucosa, Spiraea hypericifolia, Berberís oblonga, Rosa fedtschenkoana и др. Они встречаются единично и выраженного яруса не образуют. В травостое помимо доминирующего Thymus seravschanicus обычными являются Ziziphora clinopodioides, Festuca sulcata, Poa relaxa, Eremopoa pérsica, Astragalus lasiosemius, Ferula kokanica.

Кузиниевые кара арчоеники. Нами лишь однажды описана бузульниково-кузиниевая ассоциация этой группы в ущелье р. Симабдара на высоте 2400 м. Деревья низкорослые. Средняя высота 5-6, абсолютная -7 м. Толщина стволов от 20 до 90 см. Преобладают старые деревья. Помимо кара арчи довольно часто встреча-

ется и арча полушаровидная. Из кустарников отмечены Cerasus verrucosa, Berberís oblonga, Lonicera korolkovii, Astragalus variegates. Они встречаются единично и выраженного яруса не образуют. Проективное покрытие травостоя 60-75 %, высота 18-22 см, кроме Cousinia verticillaris с высоким постоянством представлены Scorzonera acanthoclada и Ligularia macrophylla.

Югановые кара арчоеиики являются самыми распространенными сообществами. Все деревья одновозрастные. Такие рощи отмечены по ущ. Дуоба, Apr, Оби-парешон, плато Чулбои. Сообщество трёхярусное. Высота арчи 6-9 (12) м, диаметр ствола 85 см. Кустарниковый ярус выражен слабо (Cotoneaster hissarica, Spiraea hypericifolia, Ephedra eguisetina, Lonicera olgae, Cerasus verrucosa и др). В травянистом ярусе высотой 75-85 см и проективным покрытием 80-85 % преобладают Artemisia lehmanniana, Piptatherum songoricum, Scorzonera acanthoelada, Potentilla transcaspia, Poa relaxa и др. Во всех ассоциациях естественное семенное возобновление арчи очень хорошее.

5.2. Формация саур арчи - Juniperus semiglobosa

Саур арчовники в бассейне р. Искандер распространены значительно шире, чем арчовники из Juniperus seravschanica. Эти арчовники произрастают на крутых труднодоступных скалах, поэтому значительно меньше подвергаются антропогенному воздействию и сохранены почти в слабо нарушенном виде на исследуемой территории.

Формация арчи полушаровидной представлена 13 группами ассоциаций и 38 ассоциациями (табл. 3).

Югановые саур арчовники являются довольно широко распространенными сообществами (здесь и далее высотную, экспозиционную приуроченности, а также тип почв и крутизну склона см. в табл. 3). Высота арчи 6-11 м, диаметр стволов от 20 до 80 см. Из кустарников отмечены Berberís oblonga, Lonicera bracteolaris, Rosa fedtschenkoana, Ephedra equisetina, Cotoneaster oliganthus и др. Проективное покрытие травянистого яруса 75-80 %, высота 50-55 см, кроме югана зеравшанского доминантном выступает Artemisia lehmanniana. К ним в значительной степени примешивается Poa litvinoviana, Eremopoa pérsica, Piptatherum songoricum, Scorzonera acanthoclada, Adonis turkestanicus, Scabiosa soongorica, Carex koshewnikowii и др.

Типчаковые саур арчовники представлены в высотном диапазоне от 2400 до 3100 м над ур. м. Кустарниковый ярус выражен слабо и представлен Cotoneaster oliganthus, Rosa fedtschenkoana, Ephedra equisetina, Astragalus variegates, Spiraea hypericifolia и др. Под кронами деревьев много сеянцев и подроста Juniperus semiglobosa. Проективное покрытие травянистого яруса 80-85 %, высота травостоя 40-45 см. Наряду с Festuca sulcata, в отдельных сообществах содоминируют Geranium collinum, Pedicularis seravschanica, Artemisia lehmanniana, Artemisia dracunculus, Poa articulate.

Полынные саур арчовники встречаются на высотах 2300-2700(2800) м в небольшом количестве. К древесному ярусу примешивается арча зеравшанская. Арча большей частью низкорослая, ширококонусовидная, кустообразная с множеством одинаковых по толщине стволов. Но нередко встречаются экземпляры высотой 10-15 м и диаметром стволов 25-50 см. Кустарниковыя ярус не выражен, небольшими группами или единично встречаются Lonicera bracteolaris, Rosa ko-

kanica, Berberís oblonga, Ephedra equisetina, Cerasus verrucosa, Cotoneaster his-sarica, Astragalus variegates. Проективное покрытие травянистого яруса 65-90 %, высота 30-35 см. В нем наряду с Armenisia lehmanniana содоминирует Festuca sulcata, Scabiosa soongorica, Ziziphora pamiroalaica, Carex turkestanica, Poa bulbosa и др. Естественное семенное возобновление арчи идет вполне удовлетворительно.

Таблица 3

Фитоценотический состав Арчи полушаровидной

Группы ассоциаций Сомкнутость крон и сопутствующие породы Почвы Высота, экспозиция склона Крутизна склона,0

Югановые 0.3-0.4 арча зеравшанская Светло-коричневые выщелоченные и горные оторфованные карбонатные 2400-3100 С-В, С-3 10-35

Типчаковые 0.3-0.6 Светло-коричневые карбонатные 2400-3100 С, С-В, С-3 10-25

Полынные 0.2-0.4 арча зеравшанская Горные оторфованные карбонатные 2300-2800 С, С-В, С-3 5-35

Феруловые 0.3-0.4 Светло-коричневые выщелоченные 2600-3100 С, В, 3, Ю 10-30

Ковыльные 0.2-0.3 Светло-коричневые карбонатные 2500-2900 С, С-3, С-В 10-25

Бузульниковые 0.2-0.4 Г орные оторфованные выщелоченные 2400-2700 С 5-15

Первоцветные 0.4-0.6 берёза, рябина тяньшаньская - 2400-3000 С, С-В, 0-20

Мятликовые 0.4-0.6 - 2600-3000 С, В 20-35

Эстрагоновые 0.2-0.4(0.7) рябина тяньшансъкая Горные оторфованные выщелоченные 2400-3100 С, В, 3 5-15(25)

Тороновые 0.3-0.4 рябина тяныианская - 2800-3100 С, В, 3 10-35

Зверобойные 0.3 Горные коричневые карбонатные 2500-2900 С, В, 3, Ю 10-30

Зизифоровые 0.3 арча зеравшанская - 2400-2700 В, 3, Ю 10-30

Тимьянниковые 0.3 - 2600-2900 С, В, 3 10-30

Ковыльные саур арчовники имеют спорадическое распространение и не занимают больших площадей. Высота древесного яруса 4-6 м, диаметр стволов 60-70 см. Кустарниковый ярус не выражен, единично отмечены Rosa есае, Lonicera olgae, Berberis oblonga, Atraphaxis pyrifolia, Ephedra equisetina. Проективное покрытие травостоя 60-65 %, высота 45-50 см. Кроме Stipa turkestanica в качестве содоми-нантов выступают Carex pahystylis, Bromus oxyodon, Artemisia lehmarmiana, Cicer songoricum, Hypericum scabrum, Cirsium semenovii и др. Эти арчовники используются как летние пастбища. Естественное семенное возобновление нормальное (7580 особей/100 м2).

Ферулоеые саур арчовпики встречаются относительно редко. Древостой образован исключительно Juniperus semiglobosa. Древостой разновозрастный 6-8 м высотой, диаметр стволов колеблется в пределах 25-70 см. Из кустарников встречаются Cotoneaster hissarica, Rosa popovii, Ephedra gerardiana и др. Травянистый ярус высотой 60-70 см и проективным покрытием 80-100% сложен преимущественно Ferula kokanica, с большим обилием встречаются Euphorbia sogdiana, Festuca sulcata, Poa relaxa, Piptatherum sogdianum, Stipa orientalis, Geranium collinum и др. Семенное возобновление арчи хорошее.

Бузулышковые саур арчовпики распространены на протяжении всей полосы саур арчовников. Древостой разновозрастный с преобладанием старых и перестойных. Высота древесного яруса 10-13 м, диаметр стволов 40-90 см. Кустарниковый ярус занимает до 30 % от общего проективного покрытия (Lonicera simula-trix, Atraphaxis pyrifolia, Berberis oblonga, Rosa kokanica, Astragalus variegatus). В травянистом ярусе высотой 37-40 см и проективным покрытием 80-90 % доминирует Ligularia thomsonii, с высоким постоянством встречаются Cousinia hastifo-lia, Thalictrum minus, Lindelophia olgae, Poa litvinoviana, Thymus zeravschanicus, Crepis pulchra и др. Естественное семенное возобновление протекает хорошо. На площади 100 м2 насчитывается до 80 молодых особей.

Мятликовые саур арчовпики распространены на высоте 2600-3000 м. Древостой разновозрастный высотой 4-8 м, диаметр стволов деревьев до 70 см. Кустарниковый ярус не выражен, наиболее часто встречаются Rosa kokanica, Lonicera bracteolaria, Berberis oblonga, Astragalus variegatus и др. Проективное покрытие травянистого яруса 70-80 %, высота травостоя 30-35 см, его образуют Poa relaxa и P. litvinoviana, также значительное участие принимают Arenaria griffithii, Astragalus lasiosemius, Pseudosedum longidentatum. Возобновление арчи хорошее. Под кронами деревьев большое количество проростков и подроста разного возраста.

Эстрагопоеые саур арчовпики являются одними из наиболее широко распространенных. Древостой разновозрастный, 8-12 м высоты, хорошо выражен подлесок, представленный молодыми деревьями арчи высотой 3-6 м. На некоторых участках арча сильно поражена - Arceuthobium oxycedri. Общее проективное покрытие травостоя 80-90 %, высота 20-35 см. Он слагается такими видами, как Nepeta podostachys, Polygonum coriarium, Elymus alaicus, Pachypterigium brevipes, Bunium chaerophylloides, Trigonella popovii. Из кустарников единично отмечены Rosa popovii, Spiraea hypericifolia, Cerasus verrucosa, Cotoneaster hissarica, Lonicera simula-trix, Ribes meyerii. Семенное возобновление нормальное.

Тороповые саур арчовпики в основном представлены разнотравно-тороновыми и ковыльно-тороновыми ассоциациями, а также большим количеством микроассоциаций, которые отличаются друг от друга лишь преобладанием в травостое того или иного вида. Эти арчовники характерны лишь для верхней границы распространения саур арчовников (2800-3100 м). Высота арчи 7-8 м, диаметр ствола 60-80 см. Кустарниковый ярус не выражен, единично зарегистрированы Rosa fedtschenkoana, Lonicera bracteolaris и Ephedra gerardiana. Проективное покрытие травянистого яруса 7085 %, высота 50-55 см. Доминантами выступают Polygonum coriarium, Stipa turke-stanica и Geranium collinum. Семенное возобновление удовлетворительное.

Кузипиевые саур арчовпики представлены разнообразными ассоциациями, среди которых наиболее распространенными являются разнотравно-кузиниевые,

захово-кузиниевые, юганово-кузиниевые и горицвето-кузиниевые. Кузиниевые арчовники очень часто сменяются кузинниками. Взрослые деревья здесь обычно одноствольные с широкой раскидистой кроной. Деревья расположены на значительном расстоянии друг от друга. Проективное покрытие травянистого яруса 8090 %, высота 20-30 см. Всюду преобладают Cousinia verticillaris и С. splendida к которым в качестве содоминанта примешивается Adonis turkestanicus, Acantholi-топ parviflorum и Prangos seravschanica. Естественное семенное возобновление арчи нормальное.

Трагакантовые саур арчовники распространены довольно широко и занимают вертикальную полосу от 2700 до 3000 м. Приурочены главным образом к пологим склонам или почти ровным водораздельным гребням боковых притоков. Арча часто приобретает кустарниковую форму. Преобладают низкорослые деревья высотой до 4-6 м. Кустарниковый ярус не выражен, единично встречаются Rosa пап-othamniis, Lonicera bracteolaris, Cotoneaster hissarica и др. Проективное покрытие травостоя 60-85 %, высота 25-35 см. Помимо доминантов Acantholimon velutinum, A. tataricum с высоким постоянством и обилием зарегистрированы Scorzonera acanthoclada и Artemisia dracimculus.

Зверобойные саур арчовники распространены очень редко. Деревья криво-ствольные, низкорослые, суховершинные. Проективное покрытие травянистого яруса 60-80 %, высота травостоя 25-27 см. Доминирует Hypericum scabrum, часто высока ценотическая роль Ziziphora pamiroalaica. С высоким постоянством, но низким обилием, зарегистрированы Pachypterigium brevipes, Bupleurum exaltatum, Ferula kokanica, Astragalus macropteris, Hedysarum mogianicum, Prangos seravschanica и др.

Зизифоровые саур арчовники имеют довольно широкое распространение. Высота древесного яруса от 5 до 11 м. Кустарниковый ярус представлен Lonicera ol-gae, Cotoneaster hissarica, Cerasus verrucosa, Spiraea hypericifolia, Rosa fed-tschenkoana. Травостой обычно разреженный (проективное покрытие 50-60 %), доминируют Ziziphora pamiroalaica, Scutellaria iskanderi, Artemisia lehmanniana.

Тимьянниковые саур арчовники распространены выше 2600 м и доходят до верхней границы саур арчовников. Высота древесного яруса 6-8 м, диаметр стволов 60-75 см. Стволы деревьев сильно сбежистые, много суховершинных и заражённых Arceuthobium oxycedri (Садиков, Дарвозиев, 2011). Проективное покрытие травянистого яруса 40-45 %, высота 15-20 см. В травостое преобладают Thymus ze-ravschanicus, Scutellaris iskanderi, Artemisia dracunculus. Естественное возобновление арчи происходит нормально, но большинство сеянцев вытаптываются скотом.

ГЛАВА VI. О РАСПРОСТРАНЕНИИ ARCEUTHOBIUM OXYCEDRI В БАССЕЙНЕ р. ИСКАНДЕР

Род Arceuthobium M.B. включает 15 видов, распространенных главным образом во внетропических областях северного полушария. В Таджикистане встречается только один вид - Arceuthobium oxcycedri (DC.) М.В., паразитирующий на можже-вельниках. A. oxycedri представляет собой карликовый паразит, с небольшими пучками слабоодревесневающих желтовато-зеленых ветвей. В районе оз. Искан-деркуль цветет в июле-августе, плодоносит во второй половине августа - сентябре месяце.

Уместно отметить, что по мере поднятия вверх, т.е. с увеличением высоты, распространение A, oxycedri уменьшается, и на верхней границе арчовников (32003500 м) она совсем не встречается. По нашим наблюдениям от паразитирования A. oxycedri у арчи значительно уменьшается прирост, отмечена деформация, а нередко и большой процент гибели.

ГЛАВА VII. ПРИРОДНЫЕ АРЧОВЫЕ РЕСУРСЫ, СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ВОПРОСЫ ОХРАНЫ

Изучением флоры и растительности Таджикистана и в частности культурных растений занимались многие выдающиеся исследователи (Регель, 1884; Комаров, 1898; Липский, 1903; Федченко, 1925; Попов, 1935; Григорьев, 1944; Коровин, 1962; и др.).

Характерной чертой земледельческой культуры долинной части бассейна р. Искандер является её значительная зависимость от природной флоры. Все населенные пункты возникли непосредственно в местах конусов выноса, и не случайно, что почти вся культурная флора сосредоточена именно здесь: шелковица, абрикос, черешня, вишня, персик, яблоня, груша и мн. др. с многочисленными сортами.

Ввиду расположения бассейна на больших высотах с суровыми климатическими условиями, здесь отсутствует целый ряд характерных для Памиро-Алая дикорастущих плодовых растений. Из таковых в пределах бассейна имеются лишь -Elaeagnus angustifolia, Berberís oblonga, В. nummularia, В. integerrima, Cerasus erythrocarpa, C. verrucosa, Ribes meyeri, R. janczewskii. Из овощных растений распространены Rheum maximoviczii, Polygonum coriarium и Allium stipitatum. Последний почти полностью истреблен в результате массовой заготовки работниками лесного хозяйства. Такая же судьба у Bunium persicum.

Во флоре арчовников и бассейна в целом много эфиромасличных растений (виды родов Mentha, Ziziphora, Thymus); декоративных красивоцветущих Eremurus kaufmannii, Е. robustus, Tulipa ingens, T. affinis, Iris thianschanica и др. Более 40 видов лекарственных растений - Ephedra equisetina, Equisetum arvense, Peganum harmala, Pyrethrum parthenifolium, Adonis turkestanicus и др. Заметное место занимают дикорастущие пищевые растения. Установлено, что население употребляет в пищу более 103 видов дикорастущих растений: Aegopodium tadschicorum, Angelica ternaíe, Bunium persicum, Artemisia dracunculus, Capparis spinosa, Carum carvi, Ferula foetidissima, Galagania fragrantissima, Rheum Maximoviczii, Allium stipitatum, A. latifolium, Ferula faetidissima, Bunium persicum, Polygonum coriarium и др. Среди кормовых растений большое количество злаков (более 60 видов) и бобовых (50 видов).

На исследованной территории арчовники являются базой отгонного животноводства, с устойчивым запасом фитомассы всех трех типов пастбищ.

Запас фитомассы травянистых растений различных ассоциаций арчовников бассейна р. Искандер весьма разнообразен и находится в прямой зависимости от доминантного вида, степени его развития, экспозиции и крутизны склонов, структуры почвы, количества выпавших за вегетационный период осадков. Наибольшая фитомасса отмечена в полусаванновых группах ассоциации арчовников, что связано с пышным развитием всего травостоя (табл. 4).

Таблица 4

Запас фитомассы (ц/га) основных ассоциаций арчовников бассейна р. Искандер

Accoh^MM Годы исследования

2009 2010

Juniperus semiglobosa + Festuca sulcata + Pedicularis olgae 8.5 8.6

J.semiglobosa + Artemisia leucotricha + Carex stenophylloides 7.6 8.5

J.semiglobosa + Artemisia lehmanniana + Festuca sulcata 14.5 15.2

J. semiglobosa + Prangos pabularia + Hypericum scabrum 19.6 19.8

J.semiglobosa + Pedicularis seravschanica + Geranium saxatile 9.3 9.6

J. semigfobosa + Acanfho/ímon parvifíorum + Festuca sulcata 8.8 8.4

В целом, бассейн р. Искандер (28 680 га) характеризуется сильной расчлененностью рельефа и разнообразием растительных сообществ. Около 12 545 га (44 %) территории заказника занимают скалы, осыпи, крутые склоны; 7897 га (27.2 %) площади занимают флороценотипы травянистой растительности; 8238 га (28.8 %) приходится на леса и редколесья, из которых всего лишь 4162 га (14.5 %) занимают леса сомкнутостью более 0.4; 4076 га (14.3 %) - редины; высокогорные степи, луга и трагакантники занимают 160 га (0.8 %). Таким образом, с учетом 3490 га хозяйственных и населенных пунктов безлесные территории составляют 20 371 га (70.1 %). От всей лесопокрытой площади 4943 га занимают арчовники.

Большой вред арчовникам наносит интенсивный выпас скота, отрицательно влияющий на ход естественного семенного возобновления. И в настоящее время выпас скота никем не регулируется. Ежегодно здесь выпасается более 300 тыс. голов овец и коз, в результате чего наносится ущерб естественному возобновлению древесных пород, и в значительной степени деградирует травянистая растительность, разрушается верхний плодородный горизонт почвы, что приводит к усилению эрозионных процессов. Часто основными нарушителями режима заказника и природы всего ущелья являются многочисленные туристы, не выполняющие режим охраняемой территории.

Необходимо создание условий работы и выполнение всех природоохранных мероприятий для сохранения не только сообщества арчовников, но и в целом растительного покрова бассейна р. Искандер.

ВЫВОДЫ

1. Богатство высокогорных экотопов, их резкая смена на небольшом пространстве, сильная расчленённость рельефа, обилие скал и осыпей, характер материнских горных пород, разнообразие почвенно-грунтовых условий, а также климатические условия послужили основой для формирования уникального растительного покрова с высоким фитоценотическим разнообразием, различной экологией и сложной пространственной организацией.

2. Бассейн р. Искандер общей площадью 28 680 га расположен между Зерав-шанским и Гиссарским хребтами и относится к Центральному подрайону Зерав-шанского ботанико-географического района Таджикистана. Около 12 545 га или 44 % территории занимают скалы, каменистые осыпи, россыпи и сильно крутые склоны; 7897 га (27.2 %) площади занимают флороценотипы травянистой расти-

тельности; 8238 га (28.8 %) приходится на леса и редколесья, из которых всего лишь 4162 га (14.5 %) занимают леса с сомкнутостью крон более 0.4 и 4076 га (14.3 %) - редины. Высокогорные степи, луга и трагакантники занимают 160 га или 0.8 %. Безлесные территории бассейна р. Искандер составляют 20 270 га (70.1 %). От всей лесопокрытой площади (8238) более 60% или 4943 га занимают арчовники, которые являются господствующими среди древесной растительности бассейна.

3. В сложении арчовников бассейна р. Искандер участвуют два вида арчи -Juniperus seravschanica и J. semiglobosa, которые образуют три закономерно сменяющих друг друга вертикальные полосы: полоса арчи зеравшанской (1800-2400 м), полоса смешанных кара-саур-арчовников (от 2400-2700 до 2800 м), и полоса арчи полушаровидной (от 2700-3000 до 3400 м). Всё фитоценотическое разнообразие арчовых лесов нами объединено в 2 формации, 21 группу ассоциаций и 53 ассоциации.

4. В вертикальной структуре растительного покрова четко выделяются 3 пояса растительности: пояс шибляка и полусаванн с фрагментами мезотермных арчовников (1730-2000 м); пояс настоящих арчовников, состоящий из полосы мезотермных (Juniperus seravschanica, от 1900-2400 до 2500 м) и олиготермных арчовников (J. semiglobosa 2400-3500 м) с широкораспространёнными фрагментами тополев-ников, березняков, таволжников, эфедрариев, разнотравных степей, -лугов и трага-кантников (от 2000-3200 до 3400 м); пояс криофильной растительности (криофильные луга, колючетравники, трагакантники, криопетрофнтон и фрагменты арчовых стлаников из J. semiglobosa), 3200(3400)-4000(4100) м.

5. Флора арчовых лесов бассейна р. Искандер характеризуется значительным разнообразием и насчитывает 501 вид высших сосудистых растений, относящихся к 218 родам и 76 семействам. В экологическом спектре преобладают ксеромезофи-ты (35.7%), в ареалогическом - горно-среднеазиатские (41.9%) и древнесреди-земноморские (37.1 %) виды. На исследованной территории зарегистрировано 106 эндемиков разного возраста.

6. Для сохранения биоразнообразия растительного покрова бассейна р. Искандер необходима оптимизация использования природных кормовых угодий, нормирование и регулирование выпаса скота с учетом запаса надземной фитомас-сы. Желательно создание искусственных пастбищ, особенно в средней и верхней частях бассейна, где имеются благоприятные эдафоклиматические условия. Необходима регламентация сбора полезных растений. Желательно на базе заказника «Искандеркуль» создать национальный заповедник «Искандеркуль», отведя под него всю территорию ущелья. Эти мероприятия позволят сохранить растительный покров и проводить его мониторинг.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ IIO ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Исмаилов М.И., Дарвозиев М., Садиков Х.Х. Экосистемы арчовников верхнего Зе-равшана под угрозой уничтожения // Вестник ТНУ. 2010. Вып. 3(59). С. 259-262. (Реценз.)

2. Исмаилов М.И.. Дарвозиев М., Садиков Х.Х. Фитоценотическая классификация арчовников бассейна р. Искандер // Вестник ТНУ. Сер. естеств. наук. 2010. Вып. 3(59) С. 247250. (Реценз.)

3. Исмаилов М.И.. Дарвозиев М., Садиков Х.Х. Формация саур арчи - Juniperus semiglo-bosa Regel в бассейне р. Искандер // Вестник ТНУ. Сер. естеств. наук. 2010. Спецвыпуск. С. 99-109. (Реценз.)

4. Садиков Х.Х., Дарвозиев М., Шерматов Н. О пойменных лесных сообществах бассейна р. Искандер // Сб. тезисов докладов международной конференции: «Стимулирование потенциала общества, науки и неправительственных организаций к сохранению биоразнообразия и охраны окружающей среды». Душанбе, 2011. С. 100-103.

5. Садиков X., Дарвозиев М. О распространении Arceuthobium oxycedri (DC.) M.B. в бассейне р. Искандер // Вестник ТНУ. 2011. Вып. 2(66). С. 37-40. (Реценз.)

6. Садиков X., Дарвозиев М. О древесно-кустарниковых сообществах пойменной части бассейна реки Искандер (Таджикистан) // Вестник ТНУ. 2011. Вып. 6(70), С. 70-72. (Реценз.)

7. Садиков X., Дарвозиев М. Методические указания по разведению некоторых вечнозеленых видов хвойных в Таджикистане // Вестник ТНУ. 2011. Вып. 3(67). С. 32-37. (Реценз.)

8. Садиков Х.Х., Дарвозиев М. Об арчовниках бассейна р. Искандер // Материалы рес-публ. науч. конф.: «Экологические проблемы рационального использования природных ресурсов». Душанбе, 2011. С. 175-177.

Подписано в печать 07.02.12. Формат 60x84 У^. Объем 1,0 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 14.

Центральный сибирский ботанический сад СО РАН. 630090 Новосибирск, ул. Золотодолииская, 101

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Садиков, Хасен Хадиралиевич, Душанбе

61 12-3/621

Министерство образования Республики Таджикистан Таджикский национальный университет Институт ботаники, физиологии и генетики АН РТ

УДК 581.526.580.006

на правах рукописи

Садиков Хасен Хадиралиевич

АРЧОВНИКИ БАССЕЙНА РЕКИ ИСКАНДЕР (ТАДЖИКИСТАН)

03.02.01 - «Ботаника»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научные руководители: Член-корр. АН РТ, д.б.н. -

проф. [Исмаилов М.И

кандидат биологических наук, доцент Дарвозиев М.

Душанбе - 2012

Оглавление

Введение......................................................................................3

Глава I. Краткая история изучения флоры и растительности

бассейна р. Искандер........................................................6

Глава II. Физико-географические условия бассейна р. Искандер........11

Глава III. Основные черты растительности бассейна р. Искандер........17

Глава IV. Флора арчовников бассейна р. Искандер...........................34

Глава V. Арчовники как ландшафтный тип растительности бассейна р. Искандер......................................................................................42

5.1. Формация кара арчи Juniperus seravschanica Кот.........................49

5.2. Формация саур арчи Juniperus semiglobosa Regel.............................60

Глава VI. О распространении Arceuthobium oxycedri (DC.) M.B. в

бассейне р. Искандер......................................................................82

Глава VII. Природные арчовые ресурсы, современное состояние,

использование и вопросы охраны..........................................................87

Выводы.......................................................................................101

Литература..................................................................................103

Приложение.................................................................................115

Введение

Актуальность темы. Арчовниковые леса из Juniperus seravschanica Кош. и J. semiglobosa Regel в горных районах Средней Азии выполняют важные средообразующие, хозяйственные и социальные функции. Это уникальные сообщества, относящиеся к особо ранимым растительным комплексам. Их нарушение, не редко, ведет к необратимым изменениям их структуры и целостности. В настоящее время эти сообщества подвержены сильному антропогенному воздействию. Благодаря особенностям рельефа и созданному в бассейне р. Искандер заказнику «Искандеркуль», сохранились менее нарушенные арчовниковые сообщества. Поэтому необходимо детальное исследование их для выявления биологического разнообразия и разработки научно обоснованных мероприятий по их охране и рациональному использованию.

Цель и задачи исследования - выявить флористическое и фитоценотическое разнообразие арчовых лесов бассейна р. Искандер, установить эколого-географические закономерности их формирования, определить перспективы хозяйственного использования и охраны.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- выявить флористическое и фитоценотическое разнообразие арчовников;

- уточнить эколого-географические закономерности их распространения;

- оценить ресурсный потенциал сообществ и определить запас их надземной и подземной фитомассы;

- оценить естественных ход восстановительных процессов в арчовниках и рекомендовать мероприятия по их охране и рациональному использованию.

Защищаемые положения:

1. Природно-климатические особенности горных территорий Зеравшана наиболее оптимальны для произрастания арчовых лесов из Juniperus

Бегаузскатса и 3. semiglobosa. Здесь максимально раскрываются их биологические и ценотические свойства.

2. Трансформация арчовниковых сообществ происходит как естественным путем посредством их старения и повреждения арчи полупаразитом АгсеШкоЫит охусеа1п (ОС.) М. ЕЙеЬ., также и в результате воздействия антропогенного фактора (пожары, вырубки, перевыпас и др.). Естественные восстановительные процессы имеют пульсирующий характер, обусловленный многолетней динамикой климатических условий и антропогенным воздействием. Для поддержания и сохранения этих уникальных сообществ необходимо разработать мероприятия по санитарному уходу за ними, а также рациональному использованию и охране.

Материал и методы. Изучение растительности осуществлялось маршрутным и детально-маршрутным методами геоботанических исследований. Геоботанические описания выполнены по общепринятой методике (Полевая геоботаника, 1964, 1972). В основу классификации положены принципы доминантной классификации. Надземная и подземная фитомассы определялись согласно существующих методов (Родин, 1968; Воронов, 1973), количественный учет корней по горизонтам проводился по методике М.С. Шалыта (1960). Латинские названия видов сосудистых растений приведены согласно сводке Флора Таджикистана Т.Т. 1-Х (1957-1991).

Материалом для анализа послужили 250 геоботанических описаний растительных сообществ, выполненных на территории бассейна р. Искандер в период с 2007 по 2011 гг, кроме этого использованы геоботанические описания сотрудников кафедры ботаники и экологии Таджикского Национального университета. Для выявления пространственной организации растительного покрова заложено 25 эколого-фитоценотических профилей. Материал по видовому составу фитоценозов подтвержден более чем 1500 гербарными листами.

Научная новизна исследования. Впервые дана детальная геоботаническая характеристика арчовых лесов из арчи Мтрегт кегамзскатса и ./. semiglobosa бассейна р. Искандер. Выявлено их флористическое и фитоценотическое разнообразие, современное состояние. Исследованы естественные процессы возобновления и показан их пульсирующий характер, обусловленный как многолетней динамикой климатических условий, так и антропогенной деятельностью. Определен запас фитомассы в основных арчовниковых сообществах. Предложены мероприятия по рациональному использованию аровников и их охране.

Практическая значимость работы. Полученные данные будут использоваться при составлении кадастра флоры и растительности заказника «Искандеркуль», при написании флор и определителей растений Таджикистана. Данные по запасу фитомассы основных ассоциаций арчовников следует использовать при моделировании продукционного процесса арчовниковых сообществ, а также для разработки схем рационального использования высокогорных пастбищ страны.

Апробация работы. Основные итоги диссертационной работы доложены на ежегодной конференции профессорско-преподавательского состава ТНУ, (Душанбе, 2008-2010); на международных конференциях «Стимулирование потенциала общества, науки и неправительственных организаций к сохранению биоразнообразия и охраны окружающей среды» (Душанбе, 2011) и «Экологические проблемы и рационального использование природных ресурсов» (Душанбе, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 144 страницах, содержит 23 рисунка и 9 таблиц. Список использованной литературы включает 133 источника, в т.ч. иностранных 5.

ГЛАВА I

Краткая история изучения флоры и растительности бассейна р. Искандер

Изучение флоры и растительности бассейна р. Искандер началось в середине XIX столетия. Пионером ботанических исследований был А. Леман, совершивший первое нелегкое путешествие в Горный Зеравшан, или «каменные джунгли», в 1841 г. С этого времени начались регулярные комплексные экспедиции, снаряженные для изучения природных богатств одного из интереснейших и богатейших районов Туркестанского края. Особенно сильно привлекали исследователей труднодоступные загадочные ущелья Кухистана: Матча, Фан, Ягноб, Маргузар, Шинг, Кштут, Арчамайдан и др. с их оригинальной растительностью; таинственные Шингские озера, высокогорные озера Кули Калон и Искандеркуль.

Экспедиции постепенно охватывали все большую и большую часть довольно внушительного по своим размерам бассейна, и лишь самым смелым и настойчивым из них удавалось проникнуть в бассейн Искандера, добраться до окрестностей самого озера Искандеркуль, а также до верховьев многочисленных ущелий с гигантскими отвесными скалистыми стенами и каменистыми осыпями. Ботанические исследования проводились с целью изучения флоры и растительности всего бассейна р. Зеравшан. Несмотря на это, по флоре бассейна р. Искандер был накоплен значительный материал, который нашел отражение в публикациях многих ботаников. Специальных долгосрочных стационарных и полустационарных ботанических исследований непосредственно в бассейне никто не проводил.

Первым ботаником, посетившим Зеравшпнский район, была O.A. Федченко, которая в 1870 г. маршрутами охватила большую часть бассейна и собрала богатый гербарный материал. Дважды (в 1879 и 1880 гг) посетил и собрал значительный ботанический материал по всему бассейну р. Искандер,

до перевалов Дукдон и Мура, JI.C. Борщевский. В 1882 г. А.Э. Регель прошел от р. Искандер через перевал Мура в ущ. р. Каратаг. Большой флористический и геоботанический материал по всему бассейну был собран B.JI. Комаровым в результате двух его экспедиций (1892 и 1893 гг). В 1897 г. В.И. Липский повторил маршрут А.Э. Регеля. Через год в этом районе работал А.К. Голбек.

После значительного перерыва, начиная с 1914 г., Горный Зеравшан вновь стал привлекать внимание исследователей. В том же году бассейн верхнего Зеравшана и, в частности, бассейн р. Искандер, посещают В.А. Дубнянякий и О.Э. Кнорринг, а в 1915 г. М.Г. Попов. В 1930 г. здесь работали С.Н. Кудряшов, В.Х. Пазий и Б.А. Миронов. В 1938 г. детальное изучение растительности Среднего Зеравшана проводил Ю.С. Григорьев, результатом которого явилась публикация краткого очерка растительности этого района (1944). Продолжительное время (с 1929 г.) флора и растительность всего бассейна Зеравшана изучалась К.З. Закировым. В 1940 г. он совместно с М.Г. Поповым, Г.А. Сергеевой, В.В. Седовым и др. детально обследует весь бассейн р. Зеравшан. В сводной двухтомной монографии К.З. Закирова (1955, 1962), посвященной флоре и растительности этого региона, подытожены все ботанические материалы по этому бассейну. В этой работе содержится многоценного и по флоре и растительности нашего района.

Для изучения отдельных вопросов, касающихся растительности и флоры бассейна р. Искандер, многократно выезжали сотрудники Института ботаники АН ТаджССР (В.И. Запрягаева, Г.Т. Сидоренко, У,К. Маматкулов,

A.A. Коннов и др.), материалы которых отражены в разных публикациях («Флора Таджикской ССР», «Лесные ресурсы Памиро-Алая») или отдельных работах, посвященных конкретным типам растительности (Запрягаева, 1948).

В течение ряда лет (1974-1980) сотрудники кафедры ботаники ТГУ им.

B.И. Ленина под руководством профессора М.И. Исмаилова совместно со

студентами (с активным участием диссертанта) проводили флористические исследования в бассейне р. Искандер, называемом некоторыми бассейном Искандеркуля.

В многочисленных ботанических публикациях по Горному Зеравшану флора и растительность нашего бассейна рассматривается мимоходом, попутно и фрагментарно. По ним нельзя составить достаточно полного представления о богатстве флоры и растительности, о роли каждого из них в ландшафте и об особенностях их распространения.

Исходя из вышеуказанного в период с 2008 по 2011 гг. нами были проведены фитоценотические и флористические исследования арчовников в бассейне р. Искандер. Предлагаемая работа в определенной степени восполняет этот пробел.

Значительная часть территории (28680 га или свыше 30%) бассейна реки Искандер принадлежит заказнику «Искандеркуль». Этот заказник организован в 1970 г. Заказник отнесен к ландшафтному типу и целью его создания является восстановление естественных биоценозов в значительной степени нарушенных деятельностью человека (рубки, пожары, пастьба, строительство дорог, охота).

Восстановление естественной растительности намечено достигнуть не только путём запрета выпаса скота или строгого соблюдения режима охраны (полный запрет рубки, охоты, создание оптимальных условий для естественного возобновления арчи и других пород), но и путём выращивания некоторых растений (например, арчи) в питомниках с дальнейшей посадкой саженцев на рединах, гарях и прогалинах.

Согласно принятому Госкомитетом лесного хозяйства решению от 31 марта 1972 г. было намечено производить искусственное облесение на территории 589.4 га, из которых 200.8 га составляют редины, 11 га гари, 377 га прогалины.

В 1974 г. было выделено 67 га земли для создания лесных массивов. Из них 40 га отводилось для арчи зеравшанской и 27 га для лиственных пород: берёзы тяньшанской, тополя таласского, видов ивы, лоха узколистного и смородины Мейера. Все эти виды широко распространены по всему бассейну и легко могут быть размножены семенным и вегетативным способами.

Создание из этих пород новых лесных массивов или кустарниковых зарослей не связано с особыми трудностями, если подобрать для этого подходящие участки. Другое дело с арчой. Если и её относительно легко можно выращивать в питомниках и получить достаточное количество саженцев, но не так легко добиться её нормальной приживаемости после пересадки на постоянное место. В значительной мере это будет зависеть от погодных условий первых двух лет после посадки, от регулярного выпадения гидрометеоров в период активной вегетации сеянцев арчи. В заказнике эти работы проводятся в течение ряда лет, однако масштабы работ и их результаты пока не очень весомы. Многие саженцы деревьев и кустарников, высаженных на щебнистом и сухом склоне левобережья озера, как и полагалось, не прижились. Здесь первоначально были высажены даже платаны и, завезенные из Киргизии, саженцы тяньшанской ели. Такое решение, конечно, было ошибочное.

Следует отметить, что выбор территории для заказника сделан очень удачно. Бассейн р. Искандер, особенно верхняя его часть, является единственным местом во всем Горном Зеравшане, где более или менее полно представлены природные биокомплексы и прежде всего арчовники. Только здесь сохранились великолепные березовые рощи. Хорошо представлены также тополевники, эфедрарии, вишарники, ивняки и др. В этом отношении территория заказника является естественным музеем, по которому можно судить о былой растительности всего Горного Зеравшана. Наличие довольно обширных массивов поливных земель позволяет создать хорошие питомники

для выращивания деревьев и кустарников не только для нужд заказника, но и многих лесхозов республики, расположенных в поясе арчовников.

Помимо этого удачность выбора территории заказника выражается в том, что растительность бассейна р. Искандер является типичной для всего Горного Зеравшана и, относясь к Центральному подрайону Зеравшанского района, занимает как бы промежуточное, точнее переходное положение между туркестанским ботанико-географическим районом и западногиссарским подрайоном Гиссаро-Дарвазского района.

Арчовники здесь представлены двумя видами: Мтрегш зегауяскатса -арчой зеравшанской, или кара арчой и Лтрегш semiglobosa - арчой полушаровидной, или саур арчой. Нижняя часть заказника находится в поясе смешанных саур-кара арчовников и саур арчовников, а верхняя в поясе субальпийско-альпийских лугов, степей и трагакантников.

ГЛАВА II

Физико-географические условия бассейна р. Искандер

Бассейн р. Искандер расположен между Зеравшанским и Гиссарским хребтами и относится к Центральному подрайону Зеравшанского ботанико-географического района (Гончаров, 1937; Овчинников, 1957), его площадь около 950 км . Он протянут с северо-востока на юго-запад на 56 км, а его ширина в наиболее широкой части составляет 34 км. Самая низкая точка, у слияния Искандердарьи в р. Ягноб, лежит на высоте 1730 м, отдельные вершины достигают более 4000 м, а гора Чимтарга- 5633 м. (Рис. 1, 2).

Рис. 1. Гора Чимтарга (высота 5633 м)

Ущелье представляет собой сильно расчлененное горное сооружение с высокими скалистыми вершинами и крутыми склонами, сложенными карбонатными и гранитомдньши породами. Преобладающими почвами являются горные коричневые, горные светло-коричневые, дерновые выщелоченные почвы арчовых лесов, высокогорные степные, луговые и горные болотные (КутеминскиЙ, Леонтьева, 1966).

Рис. 2. Схематическая карта района исследования.

На долю скал, каменников, осыпей и валунно-галечниковых отложений приходится около 40% площади. Значительную территорию занимают также снежники и ледники.

Район отличается теплым, сухим, коротким летом и продолжительной холодной зимой. В окрестностях Искандеркуля по данным метеостанции «Искандеркуль» (на высоте 2200 м) среднегодовое количество осадков составляет 25В мм, максимальная температура достигает до 32°С, а морозы доходят до -31 С. шах, (табл. 1)

Таблица 1.

Показатели температурных и атмосферных осадков по данным метеостанции «Искандеркуль»

I п Ш IV V VI VII VIII IX X XI XII год

Среднемесячное и среднегодовое количество осадков

18 25 47 47 43 19 9 6 2 14 13 15 258

Среднемесячная и среднегодовая температура

-5,8 -3,8 00 6,5 11,8 14.8 18.5 17,9 13,3 7,3 1,3 -3,4 6,5

Абсолю