沙漠和森林、草原、海洋、雪山等一樣，是自然景觀的重要組成部分。

1、認(rèn)識(shí)沙漠的另一面

提到沙漠，人們的腦海中會(huì)出現(xiàn)炎熱枯燥、干旱少雨、萬物不生、一片死寂的昏黃印象，抑或是狂風(fēng)肆虐、飛沙走石、遮天蔽日的末日?qǐng)D景。沙漠通常被描述成人類在自然界可怕的敵人之一。

地球表面的沙漠主要分布在南北緯15°~50°之間，有三大地區(qū)：

南北回歸線附近的副熱帶高壓影響區(qū)

因大氣環(huán)流由高空下沉而難以形成降雨，撒哈拉大沙漠屬于這種類型。

遠(yuǎn)離海洋的干旱沙漠區(qū)域

因遠(yuǎn)離海洋，空氣含水量低，氣候干旱，降水稀少，中國西北地區(qū)的沙漠屬于這種類型。

海洋冷洋流經(jīng)過的區(qū)域

冷海水使得周邊地區(qū)的近地面溫度下降，近地表有云霧但無法形成降水而成干旱地區(qū)，南美洲的阿塔卡馬沙漠屬于這種類型。

沙漠中的金字塔（圖片來源：TheDigitalArtist）

中國有八大沙漠四大沙地，分別為塔克拉瑪干、古爾班通古特、庫姆塔格、柴達(dá)木盆地、巴丹吉林、騰格里、烏蘭布和、庫布其沙漠，科爾沁、毛烏素、渾善達(dá)克、呼倫貝爾沙地。

我國的沙漠各有特色：

塔克拉瑪干沙漠:世界第二大、中國最大的沙漠

巴丹吉林沙漠:有世界最高大沙山之譽(yù)

庫姆塔格沙漠:有世界獨(dú)一無二的羽毛狀沙丘

古爾班通古特沙漠:我國最大的固定、半固定沙漠

庫布其沙漠:通過人工防沙治沙和生態(tài)治理與修復(fù)，而即將消失

在氣候?qū)W的術(shù)語里，沙漠指的是一種干旱氣候類型；在生態(tài)學(xué)、地理學(xué)領(lǐng)域，沙漠則是一種特殊的生態(tài)系統(tǒng)與景觀；藝術(shù)家對(duì)沙漠的認(rèn)知與領(lǐng)悟，則是蒼涼、空靈與穿越。

其實(shí)沙漠和森林、草原、海洋、雪山等一樣，是自然景觀的重要組成部分。沙漠也是一種生態(tài)系統(tǒng)，只是由于水資源缺乏、植被極其稀疏、大片土地裸露、植物種類單調(diào)，構(gòu)成該生態(tài)系統(tǒng)的各要素生物生產(chǎn)量低下，生態(tài)系統(tǒng)相當(dāng)脆弱。但是，這里并不缺少生命和自然界的能量交換。

2、荒漠生態(tài)系統(tǒng)中的水

萬物生長靠太陽，水是生命之源，任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都離不開太陽光和水資源。沙漠中陽光充足、光照強(qiáng)，具備萬物生長的熱能資源；而水是生命之源，沙漠里有沒有水呢？

沙漠中是有水的，只是存在的方式不同，大多數(shù)的水分不能被動(dòng)植物有效利用而已。

鳴沙山中的月牙泉（圖片來源：鳴沙山月牙泉官網(wǎng)）

沙漠中的水有幾種主要的存在形式：

自然降水

包括降雨、雪、霧、霜。研究表明，在沙漠中一次小于10毫米的降水屬于無效水。因?yàn)?，?dāng)一次降水量小于10毫米時(shí)，雨過天晴，降水會(huì)很快從地表蒸發(fā)于大氣中。這部分降水基本下滲不到沙生植物的根部，因而得不到有效利用，也就是所說的無效水。

淺層水

這是通過自然降水入滲或地表徑流下滲被存儲(chǔ)于沙漠內(nèi)部的水。沙漠表面的沙粒相對(duì)粗且缺乏粘結(jié)性，當(dāng)表層水分蒸發(fā)后，在其表面形成一定厚度的干沙層，干沙層能有效阻斷深層水分向上運(yùn)動(dòng)，很好地保護(hù)較深層水分的散失。這部分水是沙生植物賴以生存的主要來源。

凝結(jié)水

沙漠晝夜溫差大，白天溫度升高時(shí)，地表水分會(huì)很快蒸發(fā)于大氣中，而夜晚氣溫又會(huì)很快降低，空氣中的水蒸氣遇冷凝結(jié)于植物或沙粒表面，當(dāng)凝結(jié)量達(dá)到一定量時(shí)形成凝結(jié)水。凝結(jié)水會(huì)順著植物的枝、葉、莖、桿滲于沙漠中，或被植物的枝、葉、莖、桿直接吸收，有利于植物的生長發(fā)育。

深層水

沙漠深層水主要是由于地形隆起，地殼運(yùn)動(dòng)而形成斷裂帶，冰雪消融而形成的大量水源通過地下暗河順勢(shì)下流到低洼的丘間低地而露出地面，在沙漠中形成沙漠清泉。巴丹吉林沙漠的大多數(shù)湖泊屬于此種類型。這些深層水因埋太深植物無法利用，只有在湖泊周邊的淺層水能夠被植物利用或者形成荒漠濕地。

塔克拉瑪干沙漠的河流（圖片來源：中國綠色時(shí)報(bào)）

3、沙漠生態(tài)系統(tǒng)中的植物

任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都離不開植物的基礎(chǔ)能源的積累，植物對(duì)特定的生態(tài)環(huán)境具有重要的指示作用，沙漠生態(tài)系統(tǒng)也不例外。

沙漠生態(tài)環(huán)境最顯著的特點(diǎn)，一是干旱少雨、氣候干燥，如甘肅省敦煌市多年平均降雨量為36.8毫米；另一個(gè)特點(diǎn)是風(fēng)蝕沙埋，地表極不穩(wěn)定，被譽(yù)為“世界風(fēng)庫”的瓜州多年平均風(fēng)速≥17m/s的大風(fēng)日數(shù)達(dá)68.5天，最多達(dá)105天。

干旱多變的沙漠環(huán)境（圖片來源：jpeter2）

沙生植物又是如何適應(yīng)如此嚴(yán)酷的生態(tài)環(huán)境的呢？其實(shí)植物的分布、種群的演替以及生態(tài)結(jié)構(gòu)變化都是對(duì)生態(tài)環(huán)境的綜合反應(yīng)。有什么樣的生境就會(huì)有什么樣的植被，反過來，植被也指示所存在的生境特征。

植物的分布適應(yīng)于環(huán)境

植物的分布是自然選擇的結(jié)果，亦為“物競天擇，適者生存”。如白刺是一種典型的荒漠植物，主要分布于固定沙丘和半固定沙丘上；膜果麻黃分布于黏粒質(zhì)低地或戈壁灘上；沙米、沙蒿則主要分布在流動(dòng)沙丘上。植物的物候不僅是植物自身的生理現(xiàn)象，也是對(duì)外部生境、氣候、水文條件的綜合反映。

豐富的植物種子庫

在沙漠惡劣的環(huán)境條件下，沙生植物又是從哪里來的？其實(shí)，沙漠里有著豐富的植物種子庫。沙漠中有不同的植物種群分布，這些植物種子成熟之后自動(dòng)脫落，隨風(fēng)漂移，或隨風(fēng)沙運(yùn)移到很遠(yuǎn)的沙漠后降落，又被沙埋而形成沙漠種子庫。當(dāng)降水量或環(huán)境條件能夠滿足植物生長發(fā)育時(shí)，這些存儲(chǔ)于沙漠種子庫中的植物種子會(huì)迅速發(fā)芽、生長、開花、結(jié)果，完成其生命周期。

沙生植物的物候特征

不同類型植物的物候特征是不同的。沙生植物在生境條件極其惡劣的條件下，物候期會(huì)延后甚至停止開花、結(jié)實(shí)。這也是沙生植物自然選擇的結(jié)果，為了適應(yīng)嚴(yán)酷的自然環(huán)境，長期進(jìn)化出了特殊的生存策略。

胡楊，大自然的英雄樹（圖片來源：中國綠色時(shí)報(bào)）

4、沙生植物特殊的生理結(jié)構(gòu)

不同的沙生植物對(duì)沙漠環(huán)境適應(yīng)的生理調(diào)節(jié)機(jī)理各不相同。但是，它們都具有特殊的生理結(jié)構(gòu)，可以鎖住水分。

角質(zhì)膜毛狀體抑制散發(fā)

調(diào)查研究表明，在沙生植物的表皮常覆蓋有不同厚度的角質(zhì)膜及發(fā)達(dá)的毛狀體，這種結(jié)構(gòu)不但能有效抑制植物體內(nèi)的水分散發(fā)，而且有利于吸收和粘住凝結(jié)其上的水分，植物只有在蒸發(fā)的拉力大于黏著力時(shí)才釋放水分。

厚實(shí)的細(xì)胞壁良好保水

絕大多數(shù)沙生植物有厚實(shí)的細(xì)胞壁，使沙生植物的表皮具有良好的保水功能。當(dāng)外界水分充足時(shí)，氣孔張開，進(jìn)行強(qiáng)烈的蒸騰呼吸作用；當(dāng)外界水分虧缺時(shí)，氣孔關(guān)閉，角質(zhì)膜與表皮毛狀體可有效防止水分散失。

氣孔下陷表皮細(xì)胞肥大

大多數(shù)沙生植物的氣孔下陷，在減少光線輻射和水分散失方面有積極的作用，部分沙生植物葉片表皮細(xì)胞肥大，可起到存貯水分的作用。沙生植物通過減少蒸騰策略適應(yīng)干旱缺水的環(huán)境。

沙漠中的仙人掌（圖片來源：analogicus）

生長在同一沙漠地區(qū)的不同植物，有多種形式來適應(yīng)環(huán)境：

超旱生植物

根系發(fā)達(dá)、葉退化，以便多吸收水分、減少水分散失，如梭梭、沙拐棗、麻黃等。

肉質(zhì)植物

有很多貯水細(xì)胞，白天氣孔關(guān)閉，減少水分蒸騰，只吸收光能進(jìn)行光合作用，夜間氣孔開放吸收二氧化碳，如仙人掌屬植物。

短命植物

可直接利用鹽堿濃度較高的水分，有的還能將鹽分貯存在體內(nèi)或從體表排出，如鹽爪爪等鹽生植物。

耐鹽植物

可直接利用鹽堿濃度較高的水分，有的還能將鹽分貯存在體內(nèi)或從體表排出，如鹽爪爪等鹽生植物。

部分沙丘植物

一些沙丘植物的莖基部和根有角質(zhì)層、纖維鞘結(jié)構(gòu)，可防止被熾熱的沙粒灼傷，其特殊的葉片形態(tài)結(jié)構(gòu)減少光輻射吸收、降低水分蒸騰、維持葉片水分平衡、降低細(xì)胞膜脂氧化。不同沙生植物維持葉片水分和氧自由基代謝平衡是其適應(yīng)沙漠環(huán)境生存的重要生理調(diào)控機(jī)理。

5、沙漠生態(tài)系統(tǒng)中的動(dòng)物

沙區(qū)植物種類貧乏、結(jié)構(gòu)簡單、覆蓋度低。由于食物資源比較單調(diào)和貧乏，動(dòng)物的種類不多，數(shù)量也少，常見的有昆蟲、蜥蜴、嚙齒類和鳥類。許多動(dòng)物具有高度適應(yīng)干旱環(huán)境的特征，如晝眠、夜間活動(dòng)、長期不飲水、不具汗腺和排放高濃度的尿液等。

荒漠環(huán)境嚴(yán)酷、生物種類多樣性低、群落結(jié)構(gòu)簡單、自動(dòng)調(diào)節(jié)能力差，所以，荒漠是個(gè)脆弱的生態(tài)系統(tǒng)?；哪械呐佬袆?dòng)物和嚙齒動(dòng)物都在地下穴居生活，晝伏夜出，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干旱期。

藏在大漠中的仙境（圖片來源：中國綠色時(shí)報(bào)）