Жаркие засушливые области. Туманные пустыни
Поднимающиеся вверх в зоне внутри тропической конвергенции (ВТК) воздушной массы опускаются в субтропиках между 15° и 40° географической широты и создают там длительно сохраняющиеся области высокого давления. Опускающийся воздух нагревается на 10 °С на каждые 1000 м высоты, при этом его относительная влажность сильно падает. Облака расходятся, возникают жаркие сухие области. Осадки бывают в этих областях только эпизодически. Средние значения климат, диаграммы (< 200 мм/год) постоянны. Возможны проливные дожди, которые приводят к сильной эрозии почвы на стоках (Вади — без водная речная долина в Северной Африке, Ривьера — побережье Лигурийского моря).
Туманные пустыни
Туманные пустыни — это определенные узкие полоски Западного побережья (например, Атакама, Намиб) с редкими осадками, т. к. восточные воздушные потоки выпадают дождями в горах перед пустыней и уже в виде суховеев достигают побережья. Влаго-насыщенные воздушные массы с Запада отдают свою влагу в виде дождей над холодными морскими течениями (течение Гумбольдта Южная Америка, Бенгальское течение Южная Африка), не доходя до пустынь, или конденсируются в туман. Дождей может не быть длительный период например за 20 лет в Антофагасте (Чили) дожди не выпадали 17 лет. В засушливых областях 90% солнечного излучения попадает непосредственно на почву (при влажном климате — только 40%). Если влажных месяцев менее 2, растительность скудная и распределена неравномерно.
Рисунок. Туманная пустыня: Лома (перуанская пустыня на побережье).
Отношение осадки/испарение < 0,2. Роль ветра как климат, фактора повышается; он выдувает частички пыли и откладывает их в виде лёсса в соседствующих зонах. Песок под действием ветра перемещается, образуя различные формы дюн. Существуют первичные почвы (литосолы, сыроземы или ермозолы). Материнская горная порода в значительной степени определяет свойства почв.
Рисунок. Жаркая пустыня: влагосодержание в песчаной почве (пустыня восточнее Каира).
Органический материал накапливается только под многолетними растениями. Из-за сильного испарения в верхних горизонтах почвы накапливаются соли (NaCl, MgCl2, CaSO4). Это приводит (например, на мелкодисперсной глине) к засолению почвы с образованием соляных линз (дайи, шотты, себхи).
В целом, у организмов пустыни не выработались абсолютно новые механизмы, позволяющие бороться с жаждой и противостоять высыханию.
Приспособленность, как и в других зонах, стала более изощренной и развитой. Колебания влажности воздуха и температуры даем весьма значительны (> 80%, до 50 °С). Только пойкилогидридные растения (водоросли, лишайники, грибы, тилландсии) могут воспринимать влагу (дождь, талую воду, водяной пар при влажности 70%) своими надземными органами или при очень высокой сухости тормозить до минимума свои жизненные функции (анабиоз).
Гомойогидридные растения вынуждены поддерживать свой водный баланс, поэтому у них сильно развита корневая система, а надземные части имеют минимальные размеры. Многие однолетние семенные растения прорастают, цветут и образуют новые семена в течение влажного периода (эфемеры). Продукция семян значительна, они долго сохраняют жизнеспособность, но за год прорастает лишь их малая часть. Выживание сеянцев минимально. В пустыне Сонора на площади в 557 м2 из 923 проростков через 5 лет выживают только 4.
Рисунок. Ксерофиты: типы растений по поддержанию своего водного баланса (Ближний Восток).
Часто встречается вегетативное размножение ползучими побегами. Многие многолетние растения относятся к геофитам или гемикриптофитам, для которых характерны органы накопления питательных веществ (клубни, корневища), обычно переживают засуху в состоянии покоя. После дождей у них начинается бурный рост тонких корней. Транспирация ограничивается посредством утолщения кутикулы, прикрытия устьиц и уменьшение фотосинтеза площади активной поверхности (ксерофиты). Во избежание перегрева поверхности листья могут располагаться параллельно солнечным лучам.
Рисунок. Характеристики почвы у Anabasis aretioides (маревые, ствольный суккулент; Центральная Сахара).
Многие растения формируют защитную или отражающую войлокоподобную поверхностную структуру. У них высокие температурные оптимумы фотосинтеза и часто наблюдается высокая толерантность по отношению к накоплению клетками неорганических ионов (иногда — наличие солеудаляющих желез).
Лиственные и стволовые суккуленты накапливают воду во время дождя и в малых количествах расходуют ее во время засухи.
Многим суккулентам (растениям с толстыми, запасающими воду листьями и стеблями) помогает МКК-синтез, но в условиях достаточного количества воды. Усвоение СО2, переносится с дня на ночь, чтобы избежать ненужных потерь влаги через устьица. Многолетние растения сильно зависимы от наличия притока грунтовых вод и поэтому встречаются в наиболее благоприятных местах: в эрозионных промоинах, скальных расщелинах и дюнах.
Рисунок. Разрез почвы с корнями (Южно-Алжирская Сахара).
Под дюнами собирается часть осадков, т. к. вода мгновенно просачивается сквозь песок. Только 2 — 10% массы листьев и поросли используется травоядными животными. Большая часть остается неиспользованной и отмирает.
72% млекопитающих пустынь днем скрываются в норах и проявляют активность во время засухи только утром или ночью. Они могут долго обходиться без воды, выделяют сильно концентрированную мочу и сухой помет, накапливают воду в процессе обмена веществ при питании. Стресс при перегреве некоторые животные преодолевают посредством изменения температуры тела (верблюд, 35 — 41 °С).
Рисунок. Водный баланс сумчатого тушканчика (Аризонская пустыня) при 25 °C и относительной влажности воздуха 0% (слева) и около 50% (справа).
