Пустыня

Пустыня Негев (Израиль), аэрофотосъемка, 2013 год

Пусты́ня — область, находящаяся в различных природных зонах и характеризующаяся крайне засушливым климатом. Годовое количество осадков колеблется от 50 до 200—250 мм, при этом испарение влаги в 10 раз больше. Пустыни занимают обширные территории Северной и Юго-Западной Африки, Центральной и Юго-Западной Азии, Австралии, Северной и Южной Америки^[1].

Распространение

Пустынные районы Земли (жёлтый цвет)

Пустынные регионы могут занимать прибрежные низменности, аллювиальные и пролювиальные равнины, а также плато различных высот и провальные котловины, находящиеся ниже уровня океана. Они могут располагаться в низкогорьях и горах^[1].

Пустыни распространены в умеренном поясе Северного полушария, а также в субтропических и тропических поясах обоих полушарий. Эти зоны имеют несистематическое распределение на континентах и не всегда подчиняются правилам природной зональности^[2]:

в Африке пустыни находятся между 15 и 30° северной широты (Сахара) и 6 и 33° южной широты (Калахари, Намиб);
в Северной Америке — между 22 и 44° северной широты (Сонора, Мохаве);
в Южной Америке — между 5 и 30° южной широты (Сечура, Патагонская пустыня);
в Азии — между 15 и 48° северной широты (Гоби, Каракумы, Кызылкум, Регистан, Такла-Макан, Тар);
в Австралии — между 20 и 34° южной широты (Большая Песчаная пустыня, Большая пустыня Виктория, Симпсон)^[2].

Классификация

В зависимости от типа субстрата пустыни могут быть^[1]:

песчаными (эрги в Северной Африке, кумы в Центральной Азии, элис в Монголии);
каменистыми (на выходах горных пород или при корковой цементации почв — хамады, с галькой или щебнем — сериры, с песком или гравием — рег);

глинистые (шотты, такыры);

плоские глинистые бессточные низины, покрытые солончаковыми образованиями (себхи, солончаковые участки).

Вблизи природных источников воды, например, в долинах крупных рек (Нил, Тигр и Евфрат), а также при высоком уровне грунтовых вод можно встретить оазисы с развитой растительностью, такие как Уаргла, Куфра и Фарафра в Сахаре. Песчаные пустыни обладают наибольшим запасом влаги, в то время как глинистые равнины наиболее бедны ею.

Климатические зоны Земли определяют термические типы пустынь: умеренные, субтропические и тропические. В любых типах пустынь, особенно в тропических «пустынях туманов», значительная часть влаги конденсируется как из атмосферы (без осадков), так и из глубоких горизонтов почвы. В пустынях с умеренным климатом особенно важно образование изморози.

Арктические и антарктические пустыни относятся к особому типу. Они отличаются от высокогорных пустынь по своей природе. Ограничивающими факторами для этих экосистем являются не низкие уровни атмосферных осадков и высокая испаряемость, а низкие среднегодовые температуры (в том числе в период вегетации) и наличие многолетней мерзлоты в почвах^[1].

В зависимости от близости к океану различают внутренние и прибрежные пустыни, где температурные и осадочные режимы определяются океаническими течениями — тёплыми или холодными. Последние, как в случае с западным побережьем Южной Америки, перехватывают влагу, что усиливает аридность региона^[2].

Климат

Пустынные зоны отличаются жарким и сухим климатом, с низким уровнем осадков (менее 200—250 мм в год) и высокой испаряемостью, которая в десять раз превышает количество осадков. В таких областях отсутствует постоянный поверхностный сток, а почвы и грунтовые воды подвержены засолению.

Чаще всего климат пустынь носит континентальный характер. Например, в Каракумах разница между максимальными (+50 °C) и минимальными (-30 °C) температурами достигает 80°. Сезонные изменения могут проявляться в температурных условиях и количестве осадков (в умеренных широтах) или в интенсивности осадков (в субтропиках и тропиках).

Летом температура воздуха во всех пустынях превышает 30 °C, достигая рекордных 57,8 °C в Эль-Азизии (Ливия). Зимой, особенно в горных районах, возможны отрицательные температуры до −45 °C (Гоби)^[2].

Ландшафт

Глиняный резервуар реки Цаучаб, Намибия

Изменения рельефа происходят в результате переноса и накопления песков и пыли, что приводит к образованию бугристых и кучевых песков, барханов и дюн. Важную роль играет ливневая эрозия, которая формирует сухие русла и ущелья, а также бессточные котловины. Процессы засоления создают солёные водоёмы и приводят к образованию солончаков^[1].

По рельефу пустынные зоны делятся на горные, плоскогорные, предгорные, озёрные котловины, а также подгорные (лёссовые) равнины. Внутри пустынь можно встретить останцовые горы, пересохшие русла рек и изменяющиеся по размерам озёра (Лобнор, Чад и Эйр-Норт), а также реки с «слепыми» устьями и транзитные реки (Нил, Сырдарья, Колорадо, Хуанхэ).

Почва

Высушенная земля в пустыне Сонора, Мексика

Почвы пустынных зон, такие как желтозёмы и пустынные серозёмы, развиты довольно слабо. Они характеризуются высоким содержанием водно-растворимых солей в почвенном растворе по сравнению с органическими веществами. В таких условиях часто образуются солевые коры. Эти почвы формируются на основе древнего аллювия, а также на лёссовых, суглинистых, глинистых, гипсовых и щебнистых породах.

В пустынных регионах также встречаются такыровидные краснозёмы и солончаковые почвы. Эти типы почв развиваются в условиях недостатка влаги и высокой испаряемости, что приводит к накоплению солей на поверхности^[2].

Растительность

Флористическое разнообразие в пустынных зонах ограничено — обычно не более 150—200 видов на 100 км²^[1]. Растительный покров пустынь разрежен и обычно покрывает менее 20-30 % поверхности почвы (во влажный сезон — больше). В экстрааридных условиях растительность практически отсутствует.

В пустынных зонах не существует единого типа растительности, так же как и единого типа почвообразования. В тропических пустынях, таких как Атакама, Большая пустыня Виктория, пустыня Гибсона, Намиб и Сонора, а также в субтропических, например, в Сахаре, Нубийской пустыне, Кару, Мохаве и Чиуауа, можно встретить разнообразные формы древесно-кустарниковой растительности. Это суккулентные кактусовые редколесья в Америке, молочайные в Африке и акациевые саванны в Австралии, Африке и Азии. Также существуют сообщества низких кустарников, полукустарников и многолетних трав, включая бескорневые травы, такие как тилландсии из семейства бромелиевых, которые могут расти в чистых зарослях или с участием кактусов в типах растительности «лома» в Перу и Чили.

В умеренных пустынях важную роль играют сообщества полукустарников и даже «полудеревьев» (саксаул). Вместе с тем встречаются разнообразные многолетние травы, а на песчаных участках и в речных долинах можно увидеть деревья и кустарники пустынных тополей, тамарисков и лоха.

Считается, что для пустынных сообществ характерна разреженность (низкое покрытие), однако это относится в основном к надземной структуре растений. Основная фитомасса таких сообществ сосредоточена под землёй. Иногда надземные части растений плотно сомкнуты (например, у многих галофитов или суккулентов в тропиках). Высокая плотность растительности часто проявляется только в благоприятные годы с достаточным количеством осадков^[1].

Флора пустынь
Сhuckwalla cholla (семейство кактусовых), пустыня Мохаве, Калифорния (США)
Акация, оазис пустыни Нувейба, Египет
Opuntia chlorotica (колючка долларовая), национальный парк Джошуа-Три (США)
Пустынный гиацинт
Юкка длиннолистная (дерево Джошуа), национальный парк Джошуа-Три, Калифорния (США)
Региональный парк Скайлайн, Аризона

Животный мир

Несмотря на суровые условия, животный мир пустынь отличается богатством и разнообразием. Формы адаптации к природным условиям схожи на всех континентах. Среди млекопитающих здесь можно встретить грызунов (песчанок, тушканчиков, сусликов), копытных (джейранов, дзеренов, куланов), хищников (койотов, корсаков, фенеков, каракалов) и пресмыкающихся (черепах, змей, гекконов, ящериц, агам)^[2]. Также широко представлены птицы, насекомые и паукообразные. В оазисах можно встретить земноводных.

Обитатели пустынных ландшафтов должны адаптироваться к нехватке влаги, колебаниям температуры и недостатку пищи. Особенно критично для организма нарушение водного баланса, так как потеря воды приводит к гибели быстрее, чем голод. Крупные млекопитающие часто вынуждены совершать длительные миграции к источникам воды, в питьевой воде нуждаются и многие птицы. У беспозвоночных поддержание водного баланса возможно благодаря поведенческим адаптациям, их активность обычно сосредоточена в ночное время, когда условия наиболее благоприятны.

Пустынные животные обладают морфологическими адаптациями для сохранения водного баланса: форма тела помогает избежать перегрева, а у рептилий наблюдаются ороговевшие покровы, у насекомых — эпикутикула. Для крупных организмов необходима физиологическая адаптация: регуляция потоотделения, экономия воды при дыхании и выделении, устойчивость к обезвоживанию и использование метаболической влаги. Однако поддерживать водный обмен исключительно за счет метаболизма могут не все животные. Например, верблюд, известный своей способностью выживать в аридных условиях, все равно нуждается во внешних источниках воды. Лишь небольшие млекопитающие, такие как тушканчики и песчанки, могут поддерживать водный баланс только за счет окислительных процессов^[1].

Фауна пустыни
Капские суслики, пустыня Намиб, Намибия
Стадо овец, Иорданская пустыня, Израиль
Loxodonta africana (пустынный слон)
Верблюд с верблюжонком, пустыня Масиле-Кум, Иран
Зайчонок, Олешковские пески, Херсонская область
Камышевка, пустыня Джебиль, Тунис

Освоение пустынь

Огромные территории пустынь богаты природными ископаемыми, а также имеют значительные запасы подземных пресных вод. При рациональном использовании природных ресурсов пустыни могут стать надежной основой для увеличения производства разнообразной сельскохозяйственной продукции и для заселения этих территорий^[1].

С каждым годом масштабы хозяйственного освоения пустынь растут. Прокладываются новые дороги и трубопроводы, возникают новые промыслы и поселения. Строительство в таких условиях требует особого подхода, поскольку неосторожные действия могут привести к разрушению закрепленных песков.

В пустынных зонах активно развивается пастбищное животноводство. Оазисное земледелие возможно только с применением орошения. Здесь находятся крупнейшие месторождения нефти и газа (особенно в Азии и Северной Америке), проложены каналы, созданы искусственные водоемы и оазисы. Однако из-за неэффективных методов земледелия, механического разрушения почвы, вторичного засоления и высоких пастбищных нагрузок значительные площади пустынных зон подверглись деградации^[2].

Это создает порочный круг: потеря растительного покрова в результате опустынивания снижает поглощение углерода и увеличивает выбросы газов от разлагающихся растений. В результате возрастает концентрация парниковых газов в атмосфере, что способствует изменению климата и опустыниванию^[3].