Описание пустыни и полупустыни. Типы почв в пустынях

Гидроморфные почвы степей. Почвы пустынь и полупустынь.

Засоленными почвами называются почвы имеющие концентрацию солей более 1 %. К ним принадлежат солончаки, солонцы и солоди. По характеру расположения их можно отнести к интрозональным, потому что они встречаются в пустынной, полупустынной, лесостепной, таежной зонах (и РБ на Полесье). Основным источником поступлением солей в почву являются засоленные грунтовые воды и почвообразующие породы. В почве преобладают Na, Mg, Ca соли. Много растворенных солей сульфатов и хлоридов. По наличию солей почвы подразделяются на четыре ступени:

· Незасоленные (менее 0,3%)- слабозасоленные (0,3-0,5%)

· Среднезасоленные (0,5-1%)-сильнозасоленные (более 2,0%)

По химическому составу преобладают сульфатные, хлоридные, содовые соли и их образования.

Солончаки – почвы у которых с самой поверхности содержатся от 0,6 до 3,0 и более% легкорастворимых солей. Они могут образовываться при близком залегании высокоминерализованных вод при наличии засоленных почвообразующих пород, в процессе переноса солей ветром, при неправильном орошении (перелив).

Солонцы - это засоленные почвы, у которых в поглощающем комплексе имеется большое количество Na, иногда Mg в иллювиальном горизонте на глубине (50-70 см). По В.Р. Вильямсу источником солей Na являются растения – полынь, солянки, солеросы. При минерализации остатков растений образуется большое количество солей.

Солоди - самостоятельный тип полугидроморфоного ряда. Приурочены к умеренно засушливым и сухим областям географических поясов Земли. Встречаются а западной Сибири, Д. Востоке, Китая, С. Америке (Ю-В Австралия, Ю-В Африке). Согласно теории К.К. Гедройца, солоди образуются из солонцов путем деградации в результате замещения обменных Na водородом (Н).

Пустыни на поверхности земли распространены неравномерно, они занимают 2 млрд. 579млн га или 25,1 % от равнинной площади Земли. Встречаются в тропическом, субтропическом, суббореальном и арктическом поясах.

Зональными почвами полупустынной зоны являются бурые почвы . Почвообразующие породы - лессовидные суглинки, аллювиальные и озерные отложения, вулканические породы (Чили). Климат. Осадков выпадает от 50-400 мм испаряемость 1100-2500мм. Растительность пустынь разреженная (20-30%) от занимаемой площади. Представлена эфедерой, зизифусом, тамориском, полынью, злаками, эфемерами. В поймах рек тополь, саскаул. Опад в пустынях незначительный 0,1-2,5 т с га, что не способствует гумусонакоплению. Физические свойства бурых почв неблагоприятные: нет структуры, высокая плотность, низкая водопроницаемость. Природное плодородие бурых почв незначительное.

Серо-бурые почвы пустынь занимают внутриконтинентальные области в центральной Азии, Африке, Судане, Египте, Ливии, Сомали в северной Америке – плато Колорадо, пустыня Мохове. Почвообразующими породами являются лессовидные и древнеаллювиальные отложения. Грунтовые воды в разной степени засолены, но залегают глубоко.

Такыры местом формирования такыров являются дельты, поймы рек и плоские понижения, где под влиянием водных истоков откладываются глинистые частицы, образуя илистые отложения. Поверхность такыров покрывается водорослями и лишайниками. Почвообразующие породы карбонатные и засоленные. При орошении выращивают рис, кукурузу, хлопок, бахчевые и овощные культуры, виноград.

Песчаные и каменистые пустыни. Величайшие пустыни Сахара, Виктория, Намиб, Калахари, Гоби, Мохове, Каракумы, Кызылкумы. Бет-пак-дала и др.

Песчаные почвы малогумусовые. В каменистых пустынях появляются пустынный Загар или Оборонная кора мощные 0,5-5мм (Mn, Fe). Встречаются коры из извести, гипса и др.

Лекция 14 (2 часа)

В субтропическом и тропическом поясах Южного полушария, а также в умеренном поясе Северного полушария расположены природные зоны, которые называют пустынями. Основные характеристики пустыни – полное отсутствие флоры либо ее разреженность, наличие специфической фауны и равнинная поверхность. Специфика флоры и фауны объясняется, в первую очередь, особенностями климата и почв пустыни.

Основные виды почв в пустынях

Почвообразование в пустынях имеет особенности. В описываемых природных зонах вследствие сильного промачивания (в весенние месяцы) и последующего быстрого высыхания на поверхности почв образуется пористая корка.

Почвенный покров пустынь неоднороден. Он состоит из сочетаний различных почв и их комплексов. Примерно 40% — такова доля песка в общей структуре почв пустынь. Песчаные массивы могут включать в себя как полнопрофильные почвы, так и инициальные, обычные и примитивные пески. Период времени, который благоприятен для образования почв в пустынях, очень короток. Он составляет примерно 1-1,5 весенних месяца. Связано это с тем, что в этот период наблюдается самая большая микробиологическая активность.

Общие характеристики почв в пустынях

Наиболее часто в пустынях встречаются:

• Пустынные желтовато-серые;
• песчаные пустынные;
• пустынные палево-серые;
• серо-бурые песчаные;
• такыровидные почвы.

Основным типом почв в пустынях являются желтовато-серые пустынные почвы. Сформированы они преимущественно из различных видов песков и остатков коренных пород (песчаник, известняк).

Палево-серые почвы встречаются, в основном, в северных пустынях, таких, как Прикаспийские Каракумы, массив Сам, Аркалинская пустыня.

Серо-бурые почвы наиболее часто встречаются в Джунгарии, они имеют на поверхности характерный каменный панцирь.

Самые молодые почвы в пустынях – это такыровидные. Они формируются на суглинистых и глинистых породах в условиях бессточности. Могут располагаться в дельтах рек, на возвышенных плато, в котловинах озер.

Использование почв пустынь

Главным образом, почвы пустынь используют под пастбища. Если имеется возможность орошения, пустынные почвы могут использоваться под пахотные земли. На них возделывают хлопчатник, рис, виноград, плодовые и бахчевые культуры, овощи. Наиболее пригодны для орошаемого земледелия молодые (такыровидные) почвы. Почвы оазисов используются под выращивание риса и некоторых зерновых культур.

природный зона лесостепь тундра

Зона полупустынь заходит на Русскую равнину только на юго-востоке, занимая здесь возвышенность Ергени и северную половину Прикаспийской низменности. Южная граница ее западнее Волги идет на расстоянии около 150 км от побережья Каспийского моря; на Волго-Уральском междуречье она отодвигается от моря еще дальше и проходит здесь по линии: озеро Баскунчак-озеро Аралсор -- устья Малого и Большого Узеней -- река Урал к югу от Калмыкова.

Положение на юго-востоке Русской равнины в глубине материка Евразии определяет резко континентальный, сухой климат этой зоны. Лето в полупустынях знойное и солнечное. Средняя температура июля достигает 23--25°, в городе Новоузенске в течение теплого периода 85 дней бывает с суховеями. Зима такая же холодная, как и на Кольском полуострове: средняя температура января --7--8° на юго-западе зоны и --13--14° на ее северо-востоке. Снежный покров маломощный--от 10 до 30 см. Общая, годовая сумма атмосферных осадков 300--200 мм; это в три-четыре раза меньше величины испаряемости. Например, в городе Новоузенске годовая сумма осадков равна 250 мм, а испаряемость 910 мм.

Поверхностный сток в полупустыне ничтожный, поэтому собственная речная сеть в ней не развита. Грунтовые воды засолены и большей частью не пригодны для питья.

Помимо климата, сильнейшее воздействие на ландшафт зоны оказывают геолого-геоморфологические особенности территории -- небольшая абсолютная высота, равнинность, слабое эрозионное расчленение, присутствие засоленных коренных и четвертичных пород. Оврагов и балок в зоне мало. Вместо этих эрозионных форм широко распространены замкнутые котловинно-западинные формы -- степные западины, лиманы, соры и т.. д. Генезис их различен -- от суффозионно-просадочного до карстового и тектонического (некоторые лиманы).

Континентальный климат, равнинный рельеф и засоленные грунты содействуют накоплению в почвах полупустынь солей„ в том числе и легкорастворимых. Солонцы в такой же мере характерны для полупустынь, как и светло-каштановые почвы, которые являются здесь зональными. Недостаток влаги и засоленность почв приводят к несплошному, куртинному, распространению растительности. Обилие котловинно-западинных форм вызывает необычайную пестроту, комплексность растительного и почвенного покрова. При недостатке влаги, даже самые незначительные понижения -- в 10 -- 20 см глубиной -- ведут к резким изменениям почв и растительности. Можно сказать, что полупустыня это зона комплексов, в которой тесно переплелись между собой травянистая степь по западинам, полынно-солянковая пустыня на солонцах и типчаково-ромашниковая собственно полупустыня на светло-каштановых почвах.

В животном мире полупустынь выдающаяся роль принадлежит грызунам. Среди них по обилию и воздействию на ландшафт выделяются суслики, представленные здесь двумя видами -- малым сусликом, обитающим на суглинистых равнинах, и желтым сусликом, заселяющим пески. Встречаемость сусликов очень большая. Местами на одном га можно насчитать до 740--750 нор суслика. Выбросы сусликов создают характерный для Прикаспия бугорковый микрорельеф, который еще более усиливает комплексность почвенно-растительного покрова.

Кроме сусликов, распространенными грызунами в полупустыне являются тушканчики, песчанки, полевки, степные пеструшки, мыши. В пределах зоны водится антилопа-сайгак, ранее заселявшая степную и лесостепную зоны Русской равнины. Кое-где по камышовым зарослям речных долин встречается кабан. Из хищников обычны волк, лисица-корсак, степной хорь.

Довольно разнообразен также состав птиц (степной орел, лунь, жаворонки), пресмыкающихся и насекомых.

Большая часть полупустынной зоны используется в качестве пастбищ. Местами развито лиманное и орошаемое земледелие.

К зоне пустынь относится южная треть Прикаспийской низменности. Вследствие небольших размеров территории и однообразия геолого-геоморфологических условий зона пустынь на Русской равнине принадлежит к одной ландшафтной провинции-- провинции песчаных и глинисто-солончаковых пустынь Прикаспия. Черты сухости и континентальности климата, характерные для юго-востока Русской равнины, достигают в зоне пустынь своего максимума. Годовая сумма, осадков в пустынях менее 200 мм. В городе Астрахани в среднем за год выпадает 170 мм осадков, при испаряемости в 936 мм. Зима исключительно малоснежная, даже к концу ее высота снежного покрова не достигает и 10 см. По этой причине пустыня Прикаспия, особенно западнее Волги (Черные земли), где зима теплее, представляет хорошее зимнее пастбище.

Поверхностный сток в пустынях настолько незначителен (менее 0,5 л/сек), что ни одна местная река не пересекает территорию провинции.

Геологически территория Прикаспийской пустыни очень молода; прибрежные части ее превратились в сушу совсем недавно. В отличие от полупустыни зона пустынь в четвертичное время заливалась всеми тремя трансгрессиями Каспийского моря, включая и хазарскую. Почти вся территория провинции лежит ниже уровня мирового океана.

Огромные площади, в пустыне заняты песками, имеющими морское (позднехвалынское море) и аллювиально-дельтовое происхождение. Площадь только одних Волго-Уральских песков составляет около 50 тыс. км3.

На побережье Каспийского моря и особенно вблизи волжской дельты и к западу от нее встречаются бэровские бугры. Точнее это невысокие (6--20 м) и длинные (от нескольких сот метров до 5--6 км) песчаные гряды, в основном широтного направления. Впервые описанные академиком К. М. Бэром, бугры потом не раз служили объектом специального изучения. Относительно их генезиса были высказаны самые различные гипотезы -- эоловая, тектоническая, водно-эрозионная, водно-аккумулятивная и многие другие. Вероятнее всего образование их следует связывать с аккумуляцией и перемещением наносов водами отступавших на юг древних морских бассейнов. Позднее часть бугров подверглась эоловой переработке. В почвенном покрове пустынь появляются бурые пустынно-степные почвы, по берегам Каспия широкой полосой тянутся солончаки. В тесной зависимости от почв находится растительность. На засоленных глинистых грунтах представлены полынно-солянковые группировки. Разнообразнее выглядит растительность песчаных пустынь, характеризующихся неглубоким залеганием пресных грунтовых вод. Она образована злаково-полынными группировками с участием мятлика (Роа bulbosa), пырея сибирского (Agropyrum sibiricum), прутняка, молочая. На северо-западе Волго-Уральских песков в Урдинских песках, богатых пресной водой, уцелели небольшие рощи тополя и осины, разводятся фруктовые сады и бахчи.

Пустыни используются как пастбища и сенокосные угодья. В широкой Волго-Ахтубинской пойме развиты садоводство, огородничество и бахчеводство. Площадь пойменных земель, используемая под земледелие, пока еще невелика и может быть с успехом увеличена во много раз.

Пустыни и полупустыни — природная зона, характеризующаяся практически полным отсутствием и очень бедным животным миром. Все это связано с крайне суровыми климатическими условиями планеты, где они располагаются. Пустыни, в принципе, могут сформироваться практически в любом . Их образование в первую очередь связано с низким количеством осадков. Именно поэтому пустыни прежде всего распространены в тропиках. Тропические пустыни занимают территорию большей части тропической Африки и , западного побережья тропического пояса , а также территорию Аравийского полуострова в . Здесь их формирование связано с круглогодичным господством тропической воздушной массы, влияние которой усиливается рельефом местности и холодными течениями у побережья. Также большое количество пустынь располагается в субтропическом и умеренном поясе Земли. Это территория в Южной Америке, где их формирование обусловлено изоляцией южной оконечности материка от проникновения влажного воздуха холодными течениями, а также во внутренних районах и Центральной Азии. Здесь образование пустынь уже связано с сильной континентальностью климата за счет большой удаленности от побережья, а также горными системами, препятствующими проникновению влаги с океана. Образование пустынь также может быть связано с экстремально низкими температурами на планете, этот тип пустынь, называемых арктическими и антарктитческими пустынями рассматривается нами отдельно.

Природные условия пустынь исключительно суровы. Количество осадков здесь не превышает 250 мм в год, а на значительных площадях — менее 100 мм. Самой засушливой пустыней в мире является пустыня Атакама, где осадков не регистрировалось 400 лет. Самая большая пустыня мира — Сахара, расположившаяся в Северной (на фото. Автор: Rosa Cabecinhas and Alcino Cunha). Её название переводится с арабского именно как «пустыня». Здесь была зафиксирована самая высокая на планете +58°C. Под палящими лучами солнца в летние месяцы, когда оно в полдень достигает зенита, песок под ногами раскаляется до огромных температур, а на камнях иногда можно даже поджарить яичницу. Однако, с заходом солнца температура в пустыне резко падает, перепады достигают десятков градусов в течение суток, а зимней ночью здесь даже случаются заморозки. Всему виной постоянно ясное небо за счет нисходящих потоков сухого воздуха с экватора, из-за этого здесь почти не образуются облака. Огромные открытые пространства пустынь совершенно не препятствуют перемещению воздуха вдоль поверхности земли, что приводит к возникновению сильнейших ветров. Пыльные песчаные бури приходят неожиданно, принося тучи песка и потоки раскаленного воздуха. Весной и летом в Сахаре поднимается сильный ветер — самум, что дословно можно перевести как «ядовитый ветер». Он может длиться всего 10-15 минут, но раскаленный пыльный воздух очень опасен для человека, он обжигает кожу, песок не дает свободно дышать, многие путешественники и караваны погибали в пустынях под этим смертоносным ветром. Также в конце зимы — начале весны в из пустыни практически каждый год начинает дуть сезонный ветер — хамсин, что на арабском значит «пятьдесят», так как в среднем он дует в течение пятидесяти дней.

Пустыни умеренных широт, в отличие от тропических пустынь, характеризуются ещё и сильными перепадами температуры в течение года. Жаркое лето сменяется холодной, суровой зимой. Колебания температуры воздуха за год могут составлять около 100°C. Зимние морозы в пустынях умеренного пояса Евразии опускаются до -50°C, климат отличается резкой континентальностью.

Растительный мир пустынь в особо тяжелых климатических условиях может отсутствовать полностью, там, где увлажнение остается достаточным произрастают некоторые растения, но флора все равно не отличается многообразием. Растения пустынь обычно имеют очень длинные корни — более 10 метров, чтобы добывать влагу из подземных вод. В пустынях Средней Азии произрастает небольшой кустарник — саксаул. В Америке значительную часть флоры составляют кактусы, в Африке — молочаи. Животный мир пустынь также небогат. Здесь преобладают рептилии — змеи, вараны, также здесь обитают скорпионы, млекопитающих мало. Одним из немногих смог приспособиться к этим тяжелым условиям верблюд, которого не случайно прозвали «кораблем пустыни». Запасая воду в виде жира в своих горбах, верблюды способны преодолевать большие расстояния. Для коренных кочевых народов пустынь верблюды — основа их хозяйства. Пустынные почвы небогаты гумусом, однако, часто содержат много минеральных веществ и пригодны для ведения сельского хозяйства. Основной проблемой для растений остается дефицит воды.

"Чем дальше продвигаешься на юг, тем скуднее становится травянистый покров. Степь постепенно переходит в огромный пояс пустынь, который тянется через всю Центральную Азию с запада на восток. Неоднократно пересекаешь низкие горные гряды, а между ними снова лежат бесконечные пространства ровных песчаных и каменистых пустынь, где целыми днями не увидишь ни антилопы, ни какого-либо другого животного. Безводной и голой выглядит эта местность, покрытая камнями и щебнем, а местами песком или лёссовидными суглинками. Лишь на склонах холмов, по краям солончаков и барханов и вдоль пересохших русел дождевых промоин растут немногочисленные злаки и уродливые кустарники. Низкие колючие кусты упорно борются со смертоносным песком, который скапливается вокруг них и грозит засыпать. Эти небольшие песчаные холмики, из которых торчат колючие ветви, подобны гигантским ежам с растопыренными иглами.

За последними восточными горными отрогами Гобийского Алтая господствует песчаная пустыня. Только сучковатые, словно мертвые, стволы саксаула тут и там торчат из почвы" * .

* (К сожалению, эту часть цитаты идентифицировать не удалось. )

"Целыми днями идешь среди бесконечного песчаного моря: бархан за барханом, словно гигантские волны, встают перед глазами усталого путника, открывая короткие, желтые горизонты. Даже поднявшись на более высокую вершину, ничего не видишь - все песок, песок и песок. Животной жизни также не видно и не слышно; слышится только тяжелое, учащенное дыхание верблюдов да шорох их широких лап. Красивой гигантской змеей извивается по пескам верблюжий караван, то поднимаясь на гребни барханов, то погружаясь между их капризных скатов..." *

* (Козлов П. К. Монголия и Кам, ч. 1, 1905, с. 126. )

Приведенные описания принадлежат известному русскому исследователю Центральной Азии П. К. Козлову, который в конце прошлого столетия пересек пустыню Гоби. Но Гоби - лишь одна из областей зоны пустынь, охватывающей весь земной шар.

Географическое положение. Зона полупустынь и пустынь хорошо представлена главным образом в северном полушарии, где она простирается между 15 и 50° с. ш. в виде пояса, в разных местах имеющего неодинаковую ширину. Зона занимает свыше четверти всей поверхности суши Земли. Различают субтропические жаркие пустыни и полупустыни и умеренно жаркие, но холодные зимой. Первые доходят до 30 - 35 °с. и ю. ш. Их северная граница совпадает с северной границей возделывания финиковой пальмы. Пустыни и в первую очередь полупустыни - обширные переходные области к настоящим пустыням - постепенно сменяются самыми разными растительными сообществами. В сторону экватора от субтропических пустынь и полупустынь находятся сообщества тропических саванн, колючекустарниковых степей, колючих редколесий и сообщества тропических злаков, а в стороны полюсов - области с зимним влажным периодом, для которых характерны сообщества жестколистных растений и субтропические зимнезеленые степи. Умеренно жаркие, но холодные в зимнее время года пустыни и полупустыни (опустыненные степи) граничат главным образом со степями, также холодными зимой.

Назовем важнейшие субтропические пустыни и полупустыни северного полушария: североафриканско-аравийские пустыни (из которых одна Сахара занимает площадь, лишь немногим уступающую площади всей Европы), пустыни иранско-пакистанско-индийского региона (Деште-Лут и Тхар), а также пустыни и полупустыни юго-запада Северной и Центральной Америки (пустыня Сонора). В южном полушарии: чилийско-перуанская прибрежная пустыня Южной Америки, прибрежная пустыня Намиб, пустыня Калахари и полупустыня Карру на юго-западе Африки, а также полупустыни Центральной и Южной Австралии. К холодным зимой засушливым регионам средних широт Азии относятся среднеазиатские пустыни и полупустыни Ирано-Туранской пустынной области (Северный Иран, Арало-Каспийская низменность с пустынями Каракум и Кызылкум), Казахстанско-Джунгарская область полупустынь с Голодной степью (Казахстан от нижней Волги и далее на восток через территории, прилегающие к Аральскому морю, до озера Балхаш), центральноазиатская пустынная область Монголии и северного Китая (пустыни Гоби, Такла-Макан, Бэйшань, Алашань, Ордос и Цайдам), а также холодные высокогорные пустыни Тибета (холодные пустыни). В Северной Америке холодная зимой полупустыня находится в районе нагорья Большой Бассейн между Скалистыми горами и хребтом Сьерра-Невада. И наконец, в южном полушарии холодная зимой полупустыня расположена в Аргентине; это обширная патагонская кустарничковая полупустыня, занимающая бедные осадками территории (к западу от них находятся Анды).

Климат и почвы. Пустыни и полупустыни характерны для аридных областей земного шара. Последние отличаются от других областей незначительным количеством выпадающих осадков и сильным испарением влаги: здесь количество влаги, испаряющейся с открытой водной поверхности в течение года, превышает годовое количество осадков, выпадающих на такую же площадь. В областях с аридным климатом из-за преобладания восходящего тока почвенных вод часто происходит засолонение почв (засоленные почвы). Часто встречаются и бессточные озера и русла временных (пересыхающих) водотоков. В пустынях и полупустынях можно встретить также довольно крупные реки, но истоки их находятся вне аридных зон. Они нередко впадают в бессточные озера. Следовательно, полупустыни и пустыни - это самоосушающиеся территории, не имеющие поверхностного стока вод.

Климат их очень различен. Прежде всего, как мы уже говорили, по температурному режиму они делятся на жаркие субтропические и умеренно жаркие, но с холодными зимами, а также холодные высокогорные пустыни и полупустыни. По количеству выпадающих осадков они также очень различны: от крайне аридных областей, где дождей совсем нет или они чрезвычайно редки и нерегулярны, до аридных районов с летним периодом дождей и зимней засухой или, наоборот, с дождливой зимой и засушливым летом; встречаются области с двумя короткими влажными периодами и такие, увлажнение которых происходит почти исключительно туманами.

Существование бедных осадками районов, особенно характерных для зоны субтропиков, объясняется наличием в них более или менее постоянных областей высокого атмосферного давления; нисходящие потоки воздушных масс рассеивают облака, и поэтому происходит иссушение. Весь год дуют сухие пассаты. Этот зависящий в основном от циркуляции воздуха субтропический пояс сухих областей, находящихся в западных частях материков (Нижняя Калифорния и запад Южной Америки, Сахара и юго-запад Африки, а также Юго-Западная Австралия) за высокими, задерживающими осадки горами, заходит далеко в умеренные широты, например в Большой Бассейн американских Скалистых гор, в закрытую Андами Патагонию, а также в окруженные высокими горными хребтами пустынные и полупустынные центральноазиатские районы.

Небо над пустынями и полупустынями почти всегда безоблачно, что приводит к чрезвычайно резким колебаниям температуры в течение суток. Так, в полдень припочвенные слои воздуха могут прогреваться до 60°С и выше, а ночью температура может опускаться до нескольких градусов выше нуля, суточные колебания температуры в 40-50°С здесь не редкость.

В определении характера растительного покрова районов, где осадков выпадает крайне мало, наряду с макроклиматом существенную роль играет и микроклимат, зависящий от особенностей рельефа местности. Различия рельефа, а также почв и почвообразующих пород обусловливают значительное разнообразие растительных сообществ одной и той же пустыни или полупустыни. А поскольку вода здесь оказывается фактором, ограничивающим развитие растительного покрова, в этой зоне наряду с особенностями рельефа не менее важна способность почв лучше или хуже удерживать влагу.

Водный режим некоторых почв аридных регионов прямо противоположен режиму таких же почв гумидных областей средних широт, где выпадает много осадков. Там самыми сырыми оказываются глинистые почвы, обладающие наибольшей способностью удерживать воду (пленочная вода), а самыми сухими - песчаные и каменистые почвы. В аридных же областях скудные осадки никогда не увлажняют почвы на всю их глубину и не насыщают их водой, поэтому у глинистых и лёссовых почв сразу после дождей влажными становятся лишь поверхностные слои. Последующее интенсивное испарение влаги способствует быстрому высыханию верхнего почвенного слоя и появлению в нем трещин в результате усадки, тогда как песчаные почвы, внутрь которых вода легко просачивается, накапливают много почвенной влаги. Крупные поры между частицами почвы разделяют заполненные водой почвенные капилляры, поэтому высыхает только самый верхний слой, основная же масса дождевой воды остается внутри почвы. В каменистых почвах дождевая вода просачивается в трещины, заполненные тонкими почвенными частицами, где испарение минимально, а условия для сохранения влаги благоприятны. Едва ли следует удивляться тому, что в аридных районах на глинистых местообитаниях растений почти нет, в то время как на ровных песчаных существуют травянистые или кустарничковые растительные сообщества, а на каменистых местообитаниях часто вырастают даже деревья. Вот почему в пустынях и полупустынях, даже там, где осадков крайне мало, во многих местах все же развиваются растения, однако сомкнутого растительного покрова там нет. В сухих долинах песчаных пустынь существуют благоприятные условия для развития растений, так как грунтовые воды находятся на относительно небольшой глубине. Здесь для произрастания растений оптимальные условия имеются у мест выхода на поверхность пресной воды, то есть вблизи источников; такие места называют оазисами.

Вообще же в бедных осадками регионах почвообразования почти не происходит. Причины тому - ветровая эрозия, проявляющаяся очень сильно из-за несомкнутости растительного покрова, незначительное участие растений в почвообразовательных процессах (например, не возникает гумус) и почти полное отсутствие почвенных организмов. Поскольку увлажнение лишь периодическое и к тому же кратковременное, вода также почти не способствует почвообразованию. Следовательно, свойства таких почв почти целиком определяются их зернистостью (гранулометрическим составом твердого субстрата). Те или иные геологические породы и их производные, при образовании которых преобладает физическое выветривание (из-за недостатка воды химические и биологические процессы играют подчиненную роль), и определяют типы пустынь - песчаные, галечниковые, каменистые, глинистые и лёссовые (последние чаще бывают солончаковыми пустынями).

Формы роста растений. Во всех аридных областях земного шара прослеживается закономерность: в направлении от степей и саванн, окружающих полупустыни и пустыни, к центрам пустынь растительный покров становится все более редким. Его плотность пропорциональна уменьшению количества осадков. Там, где влаги недостает, на определенной площади существует гораздо меньше растений, чем в местах с большим увлажнением. В пустынях растительный покров лучше развивается в местообитаниях с благоприятным для растений водным режимом, таких, как подножия склонов, долины и низины. Но если в полупустынях растения рассеяны по поверхности почвы все же относительно равномерно, то в пустынях имеются большие участки, где растений нет совсем.

У растений аридных областей имеются разнообразные приспособления, позволяющие им обеспечить себя водой; они способны максимально использовать имеющуюся воду и сохранять ее, снижая интенсивность испарения (транспирацию). Уменьшая поверхность листьев, растения пустынь сильнее развивают корневые системы. Здесь часто обитают растения с широко разросшимися корневыми системами, причем корни занимают во много раз большую площадь, чем надземные органы. Благодаря этому они в состоянии быстро поглощать дождевую влагу с больших участков. Другие растения, особенно кустарники песчаных пустынь, напротив, образуют корни (или широко разветвленные корневые системы), уходящие вглубь на много метров: это дает им возможность использовать грунтовые воды. Наиболее ярким примером может служить род джузгун (Calligonum) из семейства гречишных; у этих кустарников, распространенных от Сахары до пустыни Гоби, корни уходят в глубину на 30 м. Наконец, имеются растения с крупными, распростертыми над поверхностью земли листьями, которые, несмотря на ничтожную влажность воздуха, способны поглощать утреннюю росу.

Помимо приспособлений, обеспечивающих поглощение воды, растения пустынь обладают еще одной особенностью: они способны переносить даже многолетнюю засуху. Растения пустынь можно разделить на несколько экологических групп. К первой относятся так называемые эфемеры-однолетники. Это растения, живущие непродолжительное время; они развиваются из семян сразу же после выпадения дождей и часто за несколько дней завершают весь цикл развития вплоть до образования семян. В это время наступает редкое явление - пустыня цветет, что можно видеть на приводимом рисунке. Семена этих растений сохраняют жизнеспособность в течение длительных периодов засухи (так называемое латентное существование).

К группе эфемеров-геофитов относятся многолетние растения с типичными подземными запасающими органами (клубни и луковицы). Они развивают над поверхностью земли листья и репродуктивные органы только на непродолжительное время сразу после выпадения дождей. Засуху, которая может продолжаться годами, эти растения переживают в виде подземных запасающих органов, находящихся в состоянии покоя.

К третьей группе относятся растения пустынь, способные существовать при периодическом увлажнении (их называют пойкилогидрическими); это по преимуществу низшие растения, такие, как некоторые сине-зеленые водоросли и лишайники, а также мхи, немногие виды плаунков (Selaginella) и папоротников и даже очень немногие цветковые растения. Все они способны переносить засуху в состоянии покоя, будучи сильно обезвоженными. После дождей они зеленеют, некоторое время растут и размножаются, а затем снова высыхают.

Широко представленная группа пустынных растений - ксерофиты. Их надземные органы остаются живыми и во время засушливых периодов. В пустынях и полупустынях ксерофиты представлены главным образом жестколистными кустарниками (склерофильными ксерофитами), которые благодаря своим сильно разветвленным и глубоко проникающим корневым системам получают необходимое количество воды и во время засухи. Чтобы уменьшить испарение влаги, их листья густо опушены или сильно редуцированы. В крайних случаях ассимиляцию осуществляют побеги, имеющие вид безлистных прутьев или колючек. Для ограничения испарения воды некоторые из этих растений в засушливый период сбрасывают листья и даже целые ветви. При недостатке влаги устьичные щели у них закрываются. Характерными примерами таких ксерофитных растений пустынь и полупустынь могут служить представители родов гребенщик (Tamarix) из семейства гребенщиковых (Tamaricaceae), джузгун (Calligonum) из семейства гречишных (Polygonaceae), парнолистник (Zygophyllum) из семейства парнолистниковых (Zygophyllaceae), а кроме того, многие виды из семейств эфедровых (Ephedraceae) и каперсовых (Capparidaceae).

И наконец, следует упомянуть группу суккулентов. Настоящие (не галофильные) суккуленты содержат в листьях, ветвях, стволах или в подземных органах запас воды, пополняемый во время дождей. В засушливые периоды испарение влаги как в атмосферу, так и в почву крайне ограниченно. Одновременно сильно замедляются процессы обмена веществ и как следствие - рост растений. Типичные представители настоящих суккулентов: кактусовые (семейство Cactaceae) американских полупустынь, а также морфологически во многом сходные с ними растения из других семейств (молочайных, толстянковых, виды родов Senecio и Aloe и др.), особенно часто встречающиеся в южноафриканской полупустыне Карру.

В пустынях, и прежде всего в песчаных, под действием ветра происходит интенсивное перемещение частиц субстрата, на котором обитают растения. Чтобы в таких условиях могли существовать многолетние растения, требуются специальные приспособления. Подобно нашим злакам, поселяющимся на дюнах, эти растения также должны противостоять засыпанию; поэтому их побеги растут быстро. Эти кустарники и травы должны возвышаться над отлагающимися вокруг них перевеваемыми песками.

Для растений аридных областей наряду с недостатком влаги и сильной ветровой эрозией большое значение имеет осолонение почв. В результате интенсивного испарения воды почвы как периодически, так и постоянно увлажняемых местообитаний накапливают легкорастворимые соли. Это в первую очередь относится к районам, где грунтовые воды залегают близко к поверхности и осуществляется восходящий ток влаги в почве, к расположенным в низинах местообитаниям, где после дождей на некоторое время образуются лужи, а также к бессточным озерам пустынь. Таким образом, всем наиболее обеспеченным водой местообитаниям пустынь и полупустынь угрожает осолонение (засолонение) почв. Эта же картина наблюдается и в районах с искусственным орошением. Для многих аридных областей характерны расположенные в низинах обширные участки с солонцовыми и солончаковыми почвами. Чаще всего они содержат хлористый натрий и хлористый магний, а также сульфат кальция (гипс). Но последний плохо растворяется в воде и поэтому при засолонении почв имеет второстепенное значение. На засолённых почвах развиваются типичные для таких мест галофитные растительные сообщества. Для того чтобы выжить, галофиты должны приспособиться к относительно высокому содержанию солей в почвах. Этому способствует присущая галофитам солеустойчивость их цитоплазмы, связанная с поступлением в клеточный сок солей и накоплением их в нем. Так, в клеточном соке галофитов, растущих на содержащих хлориды почвах, обнаруживается высокое содержание хлорида натрия. Хлориды вызывают разбухание цитоплазмы, что приводит к увеличению объема (гипертрофии) клеток. Именно этим и объясняется мясистость (суккулентность) растений этой группы. У галофитов, растущих на щелочных почвах, также отмечается суккулентность, тогда как галофиты, развивающиеся на почвах, содержащих сульфаты, суккулентности не обнаруживают, так как под действием сульфатов протоплазма сжимается. Содержание растворимых солей в галофитах достигает 35% веса сухого вещества растений.

Такова вкратце общая характеристика условий жизни растительных организмов в пустынях и полупустынях, а также специфических приспособлений растений к этим условиям. Перейдем к описанию главнейших пустынь и полупустынь Земли и условиям существования характерных для них растительных сообществ.