荒漠的形成与特性
我们把植被稀少或缺失的干旱地区，且年平均降水量一般不到250毫米的地区成为荒漠。由于缺乏水分，使绿色植物的生长和一切直接或者间接以绿色植物卫生的动物和微生物受到了限制。
荒漠的分布
荒漠主要分布于除南极洲外的各大洲，占地球陆地面积的12％，大部处于北、南纬15°～35°之间，部分地区分别达到南纬55°和北纬51°。在亚洲和非洲，一个巨大的荒漠带，从外阿尔泰戈壁、阿拉善、河西走廊、准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地至帕米尔、昆仑山、喀喇昆仑山、哈萨克斯坦、中亚、西南亚直到撒哈拉，几乎得以连成。北美洲西南部从大盆地到索诺拉连成又一片荒漠区，南半球的荒漠分布于南部非洲的纳米布和卡拉哈里盆地，澳洲中部也有一大片荒漠区分布，南美洲的荒漠主要在曼蒂、巴塔哥尼亚和阿塔卡马地区分布。
地球上大部分荒漠地区的海拔都不高，亚洲中部主要在300～1500米，中亚90～500米，西南亚为500～2500米，撒哈拉为20～400米，北美洲为1200～1300米，南非洲为20～800米，澳洲为100～550米，南美洲为40～800米。仅在亚洲中部的柴达木盆地、昆仑山、帕米尔和喀喇昆仑山，荒漠的海拔高度可达2700～5000米。各地荒漠大多处于盆地、山麓平地、滨海平地和丘陵坡地等处。
荒漠是如何形成的
对于荒漠的形成，通常认为人为因素是主要的。但是，自然因素对于荒漠的形成也起着一定的作用。
自然因素：异常的气候会降低自然生态系统具有的抵抗力，特别是干旱会给予生态系统以决定性的打击。
其次，大雨也是产生荒漠化的一个原因。而在干旱地区，植被贫乏，土壤基础薄弱，即使总降雨量少，但也由于对降雨的较弱抵抗力，使土壤侵蚀易于发生。
大气环流和海流受到整个地球热收支变化的影响而发生改变，甚至大气中热量和水汽区域分配的变化也随之引起，在某地区分配比平常年份显着高或低时也会有异常气候出现，导致干旱荒漠的情况的发生。
此外，由于荒漠化的发生，将会导致荒废的土地进一步促进气候干旱化这种恶性循环。因为荒漠化而裸露的地面会引起日照反射率的增加，气温也由于日照吸收量减少而下降，下沉气流增强，从而使雨水变少，荒漠加重。
人为因素：直接由于土地或植被破坏而导致荒漠化的产生，不仅农牧业生产需要进行土地利用，就连矿产资源的开发、城市化、工业化或观光旅游等，也都需要对土地进行利用，它们所需要的能源都是由化石燃料予以提供的。
和其他产业比起来，农牧业需要的面积最大，所以荒漠化的面积也最大。但由于农业以自然为对象，所以如果能确立合理的土地利用技术，也有可能使荒漠化减轻。
人为导致的荒漠化首先就是游牧和放牧。过渡放牧，即当家畜对植物的消费量大于植物的生长量时，就会加重植被破坏，从而使地表裸露进程加快，进而成为导致风蚀或雨蚀的原因。当降雨量丰富，植物茂盛时，家畜数量也会随之迅速增加，但其后如果有干旱情况发生，导致植被衰退时，就必然要进行家畜数量的调整。但实际上做这种适应性的调整是相当难的，多数情况下会引起荒漠化。而且，近年在各地推行游牧民的定居政策，在限定的地区进行放牧造成了家畜的集中化。为了获取燃料、对周围树木进行采伐等多种情况，都会给植被管理带来不好的结果。
发展牧畜需要有大面积的草原，在导致荒漠化面积的各种成因中，所占比例最大的当属过渡放牧。
干式农耕（依赖降雨型农业）也容易导致荒漠的出现。为了对土壤中贫乏的水分加以利用灌溉土地，人们就必须至少停种休耕1～2年，然后利用其间在土地中畜积的水分进行耕作。所以，在休耕期间，旱季的时候容易引起风蚀，雨季到来的时候容易引起水蚀，尤其是干旱年份和粮食产量不足不得已缩短土地裸露化，造成土壤的侵蚀。另外，为了增加收入而进行的经济作物栽培也会引起土地的过度使用和耕地过度扩大。同时，耕地内的放牧、烧荒耕种等，也是造成土壤侵蚀的重要原因。
此外，灌溉农业（绿洲农业）也会引起水资源的枯竭和土壤盐碱化（盐类蓄积），导致荒漠出现。因为连续的灌溉会引起地下水位上升，使存在于土壤中的无机盐类溶于水，借助于毛细管的作用向上传输，所以会引起地面附近土壤的盐分浓度的增高。而且，由于水分的蒸发，在地面只剩下盐类的残留的蓄积，这就是所谓的土壤盐碱化。由此也会给植物生长发育造成阻碍，甚至使其枯死。
此外，由居民日常生活造成的荒漠化也很多，例如采伐荒薪炭用的树木，干旱地区的大部分能源是树木的树叶，由于其消费量大，也被认为是荒漠化的一个主要成因。
综合而论，荒漠化的原因是气候变化与人类活动2个方面综合形成的结果。二者彼此影响，交替演变。历史各时期都是这样，而近代由于人类对自然界的干扰能力达到空前水平，人类活动对自然环境的冲击使本已向荒漠环境演变的变化过程更加严重，从而使荒漠化的面积也不断扩大，并已成为日益严重的全球环境问题。
荒漠中的植被
在荒漠中，作为生产者的首先是高等绿色植物，这些高等绿色植物的区系组成超过91科，起优势作用的主要是藜科、蒺藜科、菊科、仙人掌科、龙舌兰科、蓼科、柽柳科、麻黄科、禾本科、十字花科、大戟科、百合科、桃金娘科、百岁兰科、石竹科等。荒漠植物从种类上来看虽然比较贫乏，但仅中国荒漠植被中的植物种也可达到420种以上。
矮乔木荒漠植被：占优势的是超旱生矮乔木，一般有3～5米高，有矮到1米的，均具主干。这种植被主要适应的气候类型为地中海生物气候，适宜的土壤为盐化红色沙质土壤、卵石土壤、碎石质土壤。主要在西南亚、撒哈拉南部、北美西南、南美东部、澳大利亚南部和非洲南部卡拉哈里有分布。其中，常绿矮乔木荒漠植被具有广泛的分布，占优势的是含羞草科金合欢属和桃金娘科桉属的一些种。肉质矮乔木荒漠植被主要在北美洲的索诺拉分布，主要为仙人掌科和龙杏兰科的一些种。也有落叶矮乔木荒漠植被，由牧豆树、腺荚豆等属的一些种组成。
在矮乔木荒漠植被中，总会有各种超旱生灌木混和而生，而且在雨后经常有较为繁茂的短生植物层群（层片）出现。这类植被生物量高，有可能开发成为生物能源基地。
灌木荒漠植被：占优势的是超旱生灌木，这些灌木没有主干，从植株茎部起就开始丛生，对地中海生物气候型和亚洲中部生物气候型比较适应，要求温暖或高温的气候。土壤要求包括壤质、沙质、砾质、石质的，也有沙丘沙。主要分布在亚洲中部、中亚、西南亚、撒哈拉北部、北美西南、南非中部、澳大利亚中南部、南美巴塔哥尼亚和秘鲁等地。其中，在落叶灌木荒漠分布普遍，主要由红砂、沙拐枣、霸王等属的一些种所组成。
矮半乔木荒漠植被：占优势的植被是超旱生矮半乔木，矮半乔木具有主干，高为2～4米之间，也可低到1米，有落枝的特性。主要对准噶尔、哈萨克斯坦、地中海生物气候类型比较适应，土壤为壤质、沙质、砾质、沙丘沙，多盐化，也有不盐化的。这类植被主要由梭梭、黄芪等属的一些种所组成，在冬季或春季有较繁茂的短生植物层群出现。这类植被生产量较高，鲜重每年达270～3870千克／公顷，可做放牧场和薪炭基地。但是，沙丘植被一旦遭破坏，就会引起流沙。
小半灌木荒漠植被：占优势的是超旱生小半灌木，小半灌木为丛生，高在10～100厘米之间，有落枝的特性。对地中海及准噶尔、哈萨克斯坦生物气候类型比较适应，也见于亚洲中部生物气候类型。土壤为壤质、沙质、砾质或沙丘沙，多盐化而含石膏，也有不盐化的。这类植被主要由菊科、藜科植物组成，在冬季或春季土壤水分较好的地区还会出现较繁茂的短生植物层群。由于这类植被的生产量鲜重为每年300～4800千克／公顷，故是重要的放牧场。
垫形小半灌木荒漠植被：占优势的植被主要是超旱生耐寒垫形小半灌木，对高寒的亚洲中部生物气候类型比较适应，土壤呈盐化，为壤质、沙质、砾质或碎石质。这类植被主要在亚洲中部高山、高原上分布，由亚菊、驼绒藜、棘豆等属的一些种所组成。
荒漠中的动物
荒漠中的动物区系比较贫乏，但脊椎动物、无脊椎动物都有。如中亚的卡拉库姆、列别切克保护区内，有200种脊椎动物，其中29种哺乳类，23种爬行类，超过140种的鸟类；超过1000种的无脊椎动物。
在荒漠生态条件中，极端的干旱和高温天气也是对动物的主要限制因素。因此，动物不但要具备较强的抗旱的能力，还要能保持体内水分的收支平衡，而高温更使得动物要具备防止水分丢失的适应能力。
所以，在荒漠中生存的动物首先要是耐旱动物，不饮水，只靠所采食的植物体或种子所含水分而生存，如鼠类、蜥蜴、蚁类等。
其次是抗旱动物，能一次饮水（甚至饮含盐量0.1％左右的咸水）后忍耐3～5天以至7天不饮水而正常生活。它们一方面具有长途跋涉（如骆驼）和奔跑（如羚羊类）的能力，并靠灵敏的嗅觉闻到远处水源飘来的水汽而去寻找水源；另一方面具有储藏和节约水分消耗的能力，如骆驼能在驼峰内储存大量脂肪，在缺水时分解脂肪可得到水分；同时，它们的鼻腔孔道曲折而长，呼吸出来的水汽能凝结成水再被吸收。
还有一类是躲旱动物，白天高温环境下，它们会在荫蔽处或洞穴中躲藏起来，不进行活动，尽量减少水分消耗，夜晚出来啃食多汁植物或捕食其他动物来获得水分。这类动物主要是许多昆虫、蛇类、蜥蜴类、荒漠猫头鹰和许多肉食动物。其中，蛇类还能用皮肤吸收夜间空气中的水汽以补充水分。
在荒漠中，太阳辐射强度大，夏季白天气温高，所以许多哺乳动物、鸟类、爬行类等均是浅色的，以利于反射阳光，少吸收热量。最突出的是西南亚、非洲的羚羊，在夏季毛色变成白色，有助于反射阳光。
昆虫在荒漠中，常处于食物链中的初级消费者环节上。首先要提到的是啃啮植物的昆虫，在亚洲中部、中亚到撒哈拉主要是蝗虫。北美荒漠的昆虫主要是甲虫，有时达到每公顷3000个。而蚁类、蜂类在各大洲荒漠中都有。在高温的地中海型生物气候下，也有蜘蛛、蜈蚣等，甚至许多都有毒。
食虫动物以及其他肉食动物在荒漠生态系统中，处于次级消费者的环节上。食虫的爬行类有蛇和蜥蜴，鸟类有很多种，如亚洲荒漠中的乌鸦、北非的鸵鸟、澳洲的鸸鹋、北美的渡鸟等等；肉食爬行类主要是蛇类，且多毒蛇，主要在高温荒漠气候下出现，比如伊拉克的黄巨蜥为肉食性。肉食猛禽不多，但亚洲荒漠中有荒漠猫头鹰，在亚洲荒漠中还有狐狸、狼、山猫等。猛禽则有西南亚的亚洲狮和北非的豹，尤其特别的是在南非荒漠中还有专吃毒蛇的獴。
相关链接——荒漠生态系统中的水循环
水的运转过程在荒漠生态系统中极为重要，对物质和能量的积累、转化过程起着直接的决定作用。
大气降水几乎是荒漠之水的全部来源。大气降水以雨、雪或雾凝结成水的形式直接降落于地面，渗进土壤中去。当土壤为壤土或粘土的时候，地面径流就会比较明显，水会向低地或者附近的河、湖内流入；然而在沙土、沙、砾质的土壤上，地面径流几乎就没有。部分动物可以从自由水面中吸取水分，再通过排泄物将水分带入荒漠土壤中，但其量甚微。
水分在荒漠土壤中可分为上下两层。大部分分布于表层土壤（约20厘米）里的水分经过土面的蒸发而消失于大气中，最为明显的就是在高温季节。在冬、春、秋季，这层水分中的一部分供植物浅层根系利用。由于荒漠土壤质地粗糙，所以土壤下层水借毛细管作用上升散失的量不大，可供植物的深层根系利用。
生长于荒漠中的植物，都具有比较发达的根系，因此可以从很大体积的土体中吸取水分，而且在植物吸收的水分中，有一部分是用来形成有机质的，大部分则用于蒸腾作用。这样，土壤中的水分经过地面的蒸发和植物的蒸腾作用，大部分又回到了大气中。植物的枯枝落叶和死体中的大部分水分也仍要散失在大气中，只有少部分渗入到土壤中。
动物的活动和生长发育也离不开水分。很多的植食动物、肉食动物终归都是要从植物中取得所需水分的，其中一部分水分参与到动物有机物中，一步部分水分随动物的排泄物排出出来。动物排泄物中具有很少的水分含量，大部分蒸发到空气中去了，小部分渗到土壤中去。而动物的尸体、排泄物和植物死体在被微生物进行分解时，也会有一些水分释放出来。这些水分有一部分供微生物使用，部分仍然蒸发到空气中和渗入到土壤中。
微生物自身含水分较少，部分水也会随着活动在空气和土壤中散失。死亡之后被分解而释放出的水分，同样也会散失于空气中或渗到土壤中去。
流沙之谜
古籍中对发生在900多年前的这样一件事有过这样的记载：奉宋朝神宗皇帝之命调遣，一支队伍在安南的路上行进。
一天，当队伍正准备进入一片沙滩之时，前面一个士兵的脚忽然陷入了沙地中，沙子逐渐将他的大腿、腹部、胸部……一点点淹没，他奋力向上挣扎，可就是爬不上来。看到这样的情景，后面的一个士兵准备伸手去拉他同伴。没想到，同伴不但未被拉上来，反而把他自己也陷了下去。这样，队伍就停滞不前。骑着战马的军官想骑马过去看个究竟，不料连马带人也一起陷了进去……
其实，这支队伍遇到的，就是令人恐怖的流沙。可以说，流沙可谓大自然所设计出的最巧妙机关。公元1692年，在牙买加的罗伊尔港口，就曾有因为地震造成土壤液化而形成的流沙情况的发生，最后酿成了1/3的城市消失、2000人丧生的惨剧。就连英国的北部海、阿拉斯加峡湾等地，看似美丽而平静，但也曾有流沙陷人的事件发生过。
然而，大部分人一般都未真正见过流沙，更没有亲见他人陷入流沙甚至亲历过这种可怕的场景。人们对于流沙的印象，大多是来自于各种影片。在电影中，流沙仿佛一个无底洞，能将人吸入，一旦身陷其中，便无法自拔，同伴只能眼睁睁地看着受困者顷刻间被沙子吞噬。
流沙陷人的秘密
人们对于流沙的形成，起初以为流沙构成于滚圆度较好的圆型粒沙，沙粒间能互相辗转滚动，因此当有人踏在上面时，因受重力作用，滚动的沙粒便转动着“让路”，导致人的下陷；而普通的沙地是由棱角状的沙子构成的，这种沙子会互相嵌合，形成结实的地面，人站在上面也不会陷下去。