荒漠生態系統

荒漠生態系統是指分布於乾旱地區，極端耐旱植物占優勢的生態系統。由於水分缺乏，植被極其稀疏，甚至有大片的裸露土地，植物種類單調，生物生產量很低，能量流動和物質循環緩慢。

基本介紹

• 中文名：荒漠生態系統
• 外文名：Desert ecosystem
• 優勢的生物：小喬木、灌木和半灌木
• 分布：乾旱區半乾旱區
• 顯著特徵：極端乾旱少雨
• 制約條件：水

概念介紹

荒漠生態系統是由超強耐旱生物及其乾旱環境所組成的一類生態系統。荒漠包括戈壁(gobi desert)和沙漠(sandy desert)，戈壁是指石質和/或礫質的荒漠，沙漠則指沙質的荒漠。

荒漠生態系統是地球上自然條件極為嚴酷的生態系統之一，其主要特點有：①極端乾旱，降水量很小而蒸發量極大；

②夏季晝夜溫差大，冬季嚴寒；

③植被十分稀疏，以超強耐旱並耐寒的小喬木、灌木和半灌木占優勢；

④物種多樣性極為貧乏，生物量很低，生產力極其低下。

特點

荒漠氣候極其乾旱，甚至終年無雨，晝夜溫差可高達25～30℃，大風和沙暴較多。各種荒漠植物以其獨特的方式適應環境：超旱生植物根系發達、葉退化，以便多吸收水分、減少水分散失；肉質植物有很多貯水細胞，白天氣孔關閉，減少水分蒸騰，只吸收光能進行光合作用，夜間氣孔開放吸收二氧化碳；短生植物在有降雨時利用短暫的較濕潤期迅速完成從萌發到結果的過程，以種子或地下器官度過不利時期；耐鹽植物可直接利用鹽鹼濃度較高的水分，有的還能將鹽分貯存在體內或從體表排出。此外，一些沙丘植物的莖基部和根有角質層、纖維鞘結構，可防止被熾熱的沙粒灼傷。

荒漠中的爬行動物和齧齒動物都在地下穴居生活，晝伏使出，聽覺極其靈敏，有些種類不需飲水，僅靠食物中的水分便可存活，有的則可依靠休眠度過極端乾旱期。

氣候特徵：降雨量少，蒸量大，溫度較差大；

土壤特徵：土質疏鬆，缺少水分，沙礫含量高，土壤發育程度差；

植被特徵：種類貧乏，植物形態特殊，分布不均且具有趨濕性。

主要類型

荒漠生態系統按氣候條件可分為亞熱帶荒漠和溫帶典型荒漠，在高山和高原上分布有高寒荒漠，每個地帶內都可按不同土壤基質分為礫質荒漠(戈壁)、沙質荒漠(沙漠)、乾泥漠和龜裂地、鹽鹼荒漠等。各類型在荒漠環境的嚴酷性、生物適應方式、生物群落的稀疏性等方面基本一致，差別主要表現在動植物的組成上。

溫帶典型荒漠生態系統

溫帶典型荒漠主要分布於歐亞大陸中部的暖溫帶，具典型的大陸性氣候，四季分明，冬季嚴寒，夏季酷熱。造成極度乾旱的原因，一是距海洋遙遠，二是高山阻擋，濕潤氣流極難到達。地形因素使溫帶典型荒漠區被一些高大山系分隔成大小不一的片狀區域，即盆地，盆地中部往往連為成片沙漠，沙漠外圍直到山體中部是其他土壤基質的荒漠類型。

中國的荒漠區占國士面積1/5以上，大部分屬於溫帶典型荒漠。其中新疆塔里木盆地最大，盆地中央的塔克拉瑪乾沙漠是世界第二大沙漠，向北向東依次為準噶爾盆地、吐哈盆地、阿拉善平原、河西走廊，直至騰格里沙漠、烏蘭布和沙漠及其周圍地區。年降水量除東部邊緣和部分山地荒漠為200毫米左右外，80%以上地區均少於100毫米，阿拉善西部至塔里木盆地則在50毫米以下，部分地區甚至終年無雨。年均溫度0～14℃。冬春季節大規模冷空氣活動頻繁，是中國揚沙天氣和沙塵暴的主要源區。

中國的溫帶典型荒漠植物以超旱生半灌木、灌木最普遍，如霸王、泡泡刺、裸果木、沙冬青、麻黃、沙拐棗、各種蒿類等，還有鹽柴類灌木如藜科的豬毛菜、假木賊、鹼蓬、合頭草、小蓬、鹽穗木及檉柳科的紅砂等，加上旱生小喬木梭梭、白梭梭，在典型荒漠生境形成稀疏或極稀疏的單一優勢種的群落，各盆地極端乾旱的核心地帶則往往無植被。典型動物是雙峰駝、鵝喉羚、沙蜥、西域沙虎等。

與這些荒漠區相連的蒙古戈壁荒漠的生態特徵也基本相同。從準噶爾盆地西端開始，包括哈薩克斯坦南部、烏茲別克斯坦、土庫曼斯坦、阿富汗和伊朗北部地區在內的區域為溫帶典型荒漠區的西片，其特點是有冬春降雨現象，因而除超旱生的喬木、灌木外，短生植物也占有重要地位。

亞熱帶荒漠生態系統

亞熱帶荒漠分布於中低緯度地區，除歐洲和南極洲外，幾乎各大洲都有分布。年平均溫度都在10℃以上，在能得到水的地方，植物可全年生長。各區域的動植物分布有所不同。

大陸型亞熱帶荒漠，包括世界最大沙漠撒哈拉沙漠及其周圍地區、西亞荒漠、印度塔爾荒漠、澳大利亞中部荒漠、北美大盆地荒漠、莫雅偉荒漠等。由於地形和信風等原因造成乾旱，降水一般低於150毫米，甚至有些地方連續多年無雨。植物主要以藜科肉質灌木濱藜、地膚、鹽角草、假木賊等和麻黃、蒿、短葉絲蘭為主，代表性動物單峰駝等。在荒漠區中有水的地段形成綠洲，以海棗、金合歡、桉樹、木麻黃等喬木為主。代表性動物有單峰駝等。

西海岸型亞熱帶荒漠，包括非洲西南部的納米布荒漠，北美洲西南部的索諾拉荒漠、齊瓦瓦荒漠，南美洲西部秘魯和智利海岸的荒漠等，乾旱由大陸西海岸的海洋暖流造成，其優勢植物以貯水型的肉質植物為主，有仙人掌、仙人柱、蘆薈、龍舌蘭、松葉菊等。

綠洲生態系統

荒漠區並不是到處一片荒涼，各片荒漠區中都有受地形和特殊地質作用，而對大氣降水重新分配的局部區域，使水分集中於地表，形成泉、湖、河流，周圍植被茂盛，人類活動頻繁，這就是荒漠區中的特殊生態系統—綠洲。

綠洲的水源來自荒漠周圍海拔數千米以上的高山(如中國的天山、崑崙山、祁連山等)，山體中上部水汽聚集，形成較多降雨，滋養了山地森林、山地草原和草甸等植被，其土壤成為調蓄河流水量的巨大“水庫”，山頂部降雪形成冰川，山體成為荒漠河流的水源涵養地。冰川融水和降水匯成河流入荒漠平原後。受其滋潤的乾旱土地上發育出茂密的荒漠河岸林和草甸，達就是天然綠洲。當人類引用河水在荒漠上灌溉農田，種植農作物、果樹、防護林及城鎮綠化地等，就形成了人工綠洲。

荒漠區氣溫高，有利於多種植物生長；晝夜溫差大，有利於果實糖分的累積；空氣濕度小，有利於抑制病蟲害。因此綠洲的生物生產量和經濟生產量比典型荒漠高數百至數千倍，且種類繁多，質量佳。植被改善了綠洲內部的小環境，成為荒漠區人類的主要居住地和社會經濟活動場所，如中國的河西走廊和新疆全區，90%以上的人口和主要城鎮都分布在僅占土地總面積約5%的綠洲內。

綠洲的環境基礎脆弱，受乾旱氣候控制，被荒漠包圍，作為生存命脈的水絕大部分來源於山地。這樣，以水為紐帶，山地、綠洲、荒漠三個差異很大的子系統就構成了相互依存又相互制約的複合生態系統。

中國分布

中國荒漠是發育在降水稀少、蒸發強烈、極端乾旱生境下的稀疏生態系統類型，主要分布在我國西北乾旱區，荒漠和戈壁面積約100多萬平方公里，占中國國土面積的1/5。新疆有我國最大的荒漠區，其生態系統類型按植被組成可分成4類：小喬木荒漠，灌木荒漠，半灌木、小半灌木荒漠和墊狀小半灌木(高寒)荒漠。

西部地區的荒漠生態系統集中分布在西北乾旱地區，屬溫帶荒漠，其特徵為乾旱、風沙、鹽鹼、貧瘠、植被稀疏。其中面積分布最廣的是新疆，其次是內蒙古、青海、甘肅、西藏。在西南地區乾濕季分明的亞熱帶和熱帶，如四川、雲南、貴州一帶受到焚風(一種地方風的類型)作用的乾熱河谷中也有零星的非地帶新熱帶荒漠。

我國荒漠生態系統大多分布在老、少、邊、貧地區，自然條件差，經濟發展較為落後。受到自然條件的制約，居民基本集中在綠洲、河谷、山前平原等地區，不少地區綠洲農耕區人口密度超過全國水平，有的高達500人/平方公里，廣大的荒漠、戈壁和草原地區人煙稀少。

系統利用

氣候資源

氣候資源是一種天然的可再生能源資源。它與以煤炭、石油、天然氣等化石燃料為基礎的傳統能源相比具有分布廣、數量大、潔淨少污染和利用率高等優點。氣候資源的開發利用對荒漠地區生態平衡的失調和沙漠化的發展，以及改造現有沙漠和沙地，促進西部經濟有十分重要的意義。

①日照資源

對日照資源的利用包括將太陽能輻射直接轉換成熱能，這對於缺乏燒柴的沙漠地區來說可以有效節省燃料，並且可以發展太陽能發電。

②風能利用

我國風力發電已成為沙區邊遠農牧民解決生活、生產用電的主要方式之一。近20多年來，風力發電業迅速發展，區域居民擁有風力發電機數量顯著增加。為更充分挖掘利用風能資源，風力發電機的裝機正由小型向規模型、由單體機向群體機的風電場發展。

灌溉綠洲利用

人工綠洲是人類通過水利設施在天然綠洲基礎上建立起來的灌溉綠洲，零星分布在荒漠中，人工綠洲一般以地表水和地下水灌溉為主維繫。建設人工綠洲，大多在山前平原地區建設人工渠道代替自然河道，把天然河水引入灌區，發展灌溉農業。隨著土地開發規模的擴大，上游引走的水量逐漸增多，河流一出山口，便被人工修建的永久性或半永久性引水樞紐引入總乾渠，再輸送到灌區，在灌區內又被乾支斗農渠分散開，形成蛛網式的人工水系，灌溉形成人工綠洲。

人工綠洲通常由三部分構成：一是在綠洲外圍荒漠與綠洲過渡地帶地區，保留和保護一定寬度的天然灌草帶或建立人工機械固沙帶和營建防沙林帶，是減少和防止風沙對綠洲侵襲的第一道防線。二是在綠洲邊緣營建大型喬、灌木基幹防風阻沙林帶，降低風速、阻止沙源，是減少和防止風沙對綠洲直接侵襲的第二道防線。三是在綠洲內部營造護田林網，實行農林混作。

生態改善利用

荒漠生態系統在固定流沙、減弱風蝕、改善環境方面起著不可替代的作用。許多荒漠草本和小半灌木是營養豐富的牧草，不少還具有藥用價值。近年來，受經濟利用極大的驅動，荒漠地區各地挖藥、樵採、過渡獵捕等不合理的人類活動屢禁不止，破壞大量固沙植物梭梭、紅柳等，造成散亂而又難以控制的局面，並造成荒漠化的迅速擴展，荒漠化地區生物資源遭受破壞，生物多樣性急劇減少後果。