II. Các hệ sinh thái trên đất.
3. Sa mạc (Deserts)
Quần xã sinh vật sống ở sa mạc chịu đựng điều kiện thiếu nước. Sa mạc thường được tìm thấy ở những vùng cĩ vĩ độ 30o bắc đến 30o nam, giữa những vĩ độ của rừng ẩm nhiệt đới, rừng ơn đới hay đồng cỏ tồn tại. Hơn 1/3 diện tích bề mặt trái đất là những vùng nĩng, khơ ráo. Một lý do cho sự hình thành sa mạc là sự di chuyển của giĩ trong tầng khí quyển. Khơng khí ẩm, ấm bốc lên từ vùng xích đạo, gặp hơi lạnh tạo ra mưa và từ đĩ hơi nước bốc lên nữa, di chuyển lên phía bắc
hay xuống phía nam của xích đạo. Sự bốc hơi, mưa và sự di chuyển diễn ra liên tục đến vĩ độ 30o, lúc đĩ nĩ trở nên khơ, gặp khí lạnh nĩ chìm xuống đất. Nĩ nĩng lên do sự nén và sinh ra dịng khí nĩng và khơ đi xuống đến vĩ độ 30o bắc hay nam. Dịng đối lưu như thế làm khơng khí khơ hơn rồi chúng đi vào vùng xích đạo gọi là Hadley cell. Và như thế nĩ hình thành nên sa mạc như sa mạc Sahara của Bắc
Phi, Kalahari và Nabib của Nam Phi, Arabian và Atacama của Peru và Chile, Sonoran của Tây nam Mỹ, Gobi của Trung Á và Simpson của Châu Úc. Đất ở đây nghèo chất hữu cơ nhưng giàu khống.
Cĩ hai điểm đặc trưng cho vùng sa mạc là thiếu nước (thấp hơn 25 cm trong năm) và nhiệt độ cao vào ban ngày. Tuy nhiên, sa mạc lạnh cũng tồn tại và cũng được phát hiện ở phía tây núi đá phía tây Argentina và nhiều vùng của Châu Á. Thiếu mây che phủ, tất cả các sa mạc được chiếu xạ nhanh chĩng và đêm đến trở nên lạnh. Khơ cằn được phản ánh bằng thực vật trên bề mặt. Ở những sa mạc thật Aính 3: Sa mạc Sonoran ở Arozona. Thực vật chiếm ưu thế bào gồm các lồi Xưong rồng hình trụ Canegiea
sự, thực vật chỉ bao phủ ít hơn 10% diện tích. Ở những sa mạc hơi khơ như cây gai và một vài đồng cỏ chiếm từ 10 đến 33 % diện tích. Hiếm những sa mạc hồn tồn là cát khơng cĩ sự sống, nhưng những nơi đĩ cũng tồn tại như sa mạc Atacama ở miền tây Chile, vùng này khơng cĩ mưa.
Ba dạng thực vật thích nghi ở vùng sa mạc là (1) những cây hàng năm, chúng chỉ phát triển khi cĩ mưa; (2) Cây nhiều nước như cây xương rồng gai (Carnegiea gigantea) và xương rồng trụ xuất hiện ở phiá tây nam của sa mạc, nơi đĩ cĩ nước và (3) sa mạc cây bụi dạng cỏ (Fouquieria splendens) cĩ thân ngắn, nhiều nhánh, lá nhỏ cĩ thể rụng trong suốt thời gian hạn hán kéo dài. Để hạn chế bọn ăn thực vật, nhiều loại cây cĩ gai hoặc là cĩ mùi thơm của hĩa chất mặc dù cấu trúc sinh lý của thực vật vùng sa mạc là ít lá và gai nhọn cĩ thể để tránh mất nước Hình 4.7: Sự phân bố theo khơng gian thích hợp với điều kiện khan hiếm nước ở vùng sa mạc, sinh vật cĩ
trong điều kiện nhiệt độ cao. Phần đất mà thực vật sa mạc chiếm cứ rộng hơn rất nhiều so với phần diện tích cây chiếm đĩng bởi vì phần rể của nĩ dài và chiếm lấy phần đất rộng hơn để đãm bảo khả năng lấy nước cao nhất (hình 4.7). Những cây lâu năm điển hình của vùng sa mạc là dạng xương rồng gai và xương rồng trụ của Tây bán cầu và xương rồng trụ cĩ nhựa (Asclepiadacea) và cây đại kích (Euphorbiacea) của vùng sa mạc Châu Phi. Ở Bắc Mỹ, cây bụi creosote (Larrea) phân bố rộng suốt những sa mạc nĩng ở tây nam và cây ngãi đắng (Artemisia) phổ biến ở vùng sa mạc lạnh của Great Basin.
Động vật ăn hạt như kiến, chim và nhĩm gậm nhấm rất phổ biến ở đây, thức ăn của chúng là phần hạt nhỏ của các loại thực vật sa mạc. Nhĩm bị sát cũng rất đơng vì nhiệt độ cao cho phép nhĩm sinh vật biến nhiệt cân bằng nhiệt độ cơ thể. Nhĩm thằn lằn và rắn là 2 nhĩm sinh vật địch hại của nhĩm ăn hạt. Cũng như là thực vật, động vật vùng sa mạc cĩ cĩ nhiều cách để tích trử nước như nước tiểu khơ (acid uric và guanin), chất sáp chống thấm của cơn trùng và tập tính hoạt động về đêm, sống trong hang vào ban ngày.
Hệ thống cấp nước cũng cĩ thể cung cấp nhiều cho nơng nghiệp vì số giờ nắng chiếu rất lớn, mặc dù lượng nước lớn phải chảy thơng qua hệ thống hay lượng muối tích tụ trong đất vì tốc độ bốc hơi cao. Nền văn minh vùng sa mạc là khai thác thủy lợi như sơng Tigris, Euphrates, Indus và Nile cĩ lịch sử rất lâu đời. Khơng như vùng rừng nhiệt đới, sa mạc dường như mở rộng dưới hoạt động của con người bởi vì khai thác quá mức (hệ thống thủy lợi khơng thích hợp, bọn ăn cỏ nhiều và khai thác gổ quá mức) khiến cho những vùng này bị khơ cằn hố nhanh chĩng. Vùng đất Sahel, một dãi hẹp ở phiá nam sa mạc Sahara cĩ mưa cĩ tên là ranh giới theo truyền thuyết ả rập. Cây keo (acacia) phổ biến khắp vùng khơ cằn
được xem như là chất đốt và thức ăn cho gia súc, rất phổ biến ở thủ đơ Sudan, Khartoum.