荒漠生态系统
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来源：《绿中国（B版）》 2017年第2期
    由超旱生半乔木、半灌木、小半灌木和灌木等植被为主的生物与其周围环境构成的生态系统称为荒漠生态系统。温带荒漠生态系统分布在干旱缺水、植被不郁闭、生命活动受限制的地区，主要位于亚热带和温带的干旱区域。从北非的大西洋岸起，东经撒哈拉沙漠、阿拉伯半岛、伊朗、阿富汗、印度和阿富汗的塔尔沙漠，再到中亚荒漠和我国新疆及内蒙地区的大戈壁。构成世界上最为广阔的亚非沙漠区。此外，在南北美洲和澳大利亚也有较大面积的沙漠，为热带荒漠类型。中国的主要荒漠有新疆的塔克拉玛干大沙漠（世界第二大沙漠）、古尔班通古特沙漠，青海的柴达木盆地，内蒙古与宁夏的阿拉善高原，内蒙古的鄂尔多斯台地等。全球著名的大荒漠中，有的寒冷，有的灼热，有的有很深的峡谷，有的覆盖着沙子，千姿百态，千奇百怪。不算南极洲，荒漠占地球土地面积的30%。
    荒漠生态系统的特征
    荒漠生态系统的环境相对严酷，具有以下特点：①终年少雨或无雨，年降水量一般少于250毫米，降水为阵性，愈向荒漠中心愈少。②气温、地温的日较差和年较差大，多晴天，日照时间长。③风沙活动频繁，
地表干燥，裸露，沙砾易被吹扬，常形成沙暴，冬季更多。
    荒漠以其生物数量稀少而著称，但是实际上沙漠的生物多样性是很高的。沙漠的植物种主要包括：灌木丛、仙人掌属、滨藜和沙漠毒菊。大多数荒漠植物都耐旱耐盐，被称为旱生植物。许多荒漠物种使用C4 光合途径或景天酸代谢途径，这在干旱、高温、缺少氮和二氧化碳的情况下要优于大部分C3 植物。另外，荒漠植物通过的叶子表面有很厚的蜡质，防止水分损失。有些植物在其树叶、根系、枝干处存水。其他荒漠植物发展出广阔的根系，可以吸收更广、更深范围内的水。
    即使如此，在荒漠水源较充足地区依然会出现绿洲，具有独特的生态环境利于生活与生产。生活在荒漠生态系统中的人们掌握了特殊的生存本能，如坎儿井就是人类在荒漠中运输水分用于灌溉的特殊发明。
    荒漠生态系统结构与功能
    干旱是荒漠中的强大因素，存在于年降雨量少于200mm 或年降雨量较多但季节分布不均匀的炎热地区，组成荒漠生态系统的生产者和消费者必须具有对干旱的适应能力，否则无法生存;在热带和亚热带荒漠中还必须能抵抗过热的胁迫。
消费者在生态系统的功能    ①生产者。荒漠生态系统的生产者由荒漠植物为主，但植被极度稀疏，有的地段大面积裸露。按照适
应特点的不同，荒漠植被主要分为3 种生活型：a 荒漠灌木及半灌木：具发达根系和小而厚的叶子，茎杆多呈灰白以反射强光，如霸王花、白刺、红砂等属的一些种。b 肉质植物：多分布在南美及北非的荒漠中，如仙人掌科、大戟科与百合科的一些种。c 短命植物与类短命植物：前者为一年生，后者系多年生，在较湿润的季节迅速完成其生活周期，以种子或营养器官渡过不利时期。
    ②消费者。荒漠生态系统的主要消费者包括爬行类、啮齿类、鸟类及蝗虫等。各自进化出不同的方法来适应极度缺水的环境。如某些啮齿类动物能以干种子为生而不需要饮水，也不需要水调节体温。爬行类和一些昆虫都有相对不为水渗透的体被和干排泄物（尿酸和嘌呤）。据英国生态学家研究：沙漠昆虫是防水的，具有一种在高温下能保持不透水的物质。
    ③分解者。由适应干旱、高温或炎热的各种微生物，以及食腐的动物，土壤线虫和蚯蚓等为主，这类生物负责将死亡的动植物分解，并还原为其它生物可以利用的物质。细菌、放线菌和真菌等构成荒漠生态系统的主要分解者，细菌以无芽孢杆菌为主，假单胞菌占优势；真菌均以青霉菌为主。此外，荒漠微生物中固氮菌占39 ～54%，氨化菌占48 ～ 60%，硝化菌和纤维素分解菌为数甚少。固氮菌除了分解有机碳，还可利用大气中的氮素，为贫瘠的荒漠提供营养。
    ④生产力元素。循环荒漠生态系统的初级生产力非常低，低于0.5 克/ 平方米/ 年。生产力和降雨量之间呈线性函数关系。由于初级生产力低，严重限制了能量流动和物质循环的规模，荒漠动物不是特化的
捕食者，仅仅依靠一种类型的食物，无法维持生存，因此必须寻觅可能利用的各种能量来源。即使在荒漠中最肥沃的地方，绝大多数营养物质也只限于土壤表层10 厘米左右。由于植物生长缓慢，动物也具有较长的生活史，造成了极低的物质循环速率。
    荒漠生态系统的生态与生产功能
    提到荒漠生态系统，很多人会联想到很多负效应，认为它并没有太大作用，或者试图通过人的努力将荒漠覆盖绿植被，其实这种想法是错误的。荒漠生态系统是陆地生态系统一个重要的子系统，也是最为脆弱的生态系统类型之一。如果没有地球上的少水和炎热环境，水气循环和风就很难形成。荒漠生态系统具有防风固沙、土壤保育、固碳释氧、水资源调控、生物多样性保育、旅游文化等六大功能。
    荒漠生态系统发展的限制因子是水，有了水，环境就会改变，生产力会很大提高，但不适当的利用反而会事半功倍。因此对荒漠的开发利用必须十分谨慎。我国西部某些地区，为了实施“三北防护林”和“京津风沙源治理工程”曾大面积栽种乔木以试图固沙并减少地面蒸发，但乔木的吸水量和蒸腾强度很大，短期内使局部地下水位下降，以致地表草类和灌木先后死亡，促使流动沙丘重新形成。
    由于荒漠生态系统具有脆弱性，如果利用不合理，很容易导致土地沙化、土壤次生盐渍化等一系列的生态问题，在荒漠的利用过程中应该注意以下问题：
    ①合理利用水资源。保护绿洲在荒漠地区，水是最主要的限制因子，而绿洲农业是荒漠地区人类生存的最基本条件。合理利用水资源，保护绿洲是荒漠地区发展的关键。水资源的不合理利用可能导致绿洲向荒漠转化。在开发利用过程中应从生态系统观点出发，结合植物需水量，采取喷、滴灌等措施节约水源，并采用草、灌、乔综合治理才能改善环境以求得较大的生产力，否则必将受到自然界的报复。
    ②防风固沙。在荒漠地区，风沙经常威胁农业生产和人们的生活，开展防风固沙是农业生产的必要保证。防治荒漠化是我国的一项长期任务，只有深刻认识了荒漠生态系统的功能，才能更好的对干旱区进行生态恢复和保护区域环境，实现可持续发展。
    ③保护荒漠地区特有的生物多样性。特殊的自然条件造就了荒漠地区特殊的动植物种类，这些种类仅出现在荒漠地区。我国荒漠地区的珍稀植物有绵刺、裸果木、蒙古沙冬青等，珍稀动物有蒙古野驴和野骆驼等。这些珍惜的动植物资源都需要进行合理的保护与利用。