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植物叶子有称为气孔的微小孔隙，可以从空气中吸收二氧化碳并释放氧气和蒸发的水。这种因蒸发而流失的水分称为蒸腾作用。大多数沙漠树叶都进化出了特殊的尺寸、形状、表面、颜色和其他特征，以将蒸腾保持在最低限度。在某些情况下，沙漠植物的叶子甚至可以储存水分。

毛叶

多毛的叶子反射阳光并阻挡空气的流动。这两种防御都有助于减少蒸腾过程中的水分流失。一个例子是沙漠铁木 (Olneya tesota)，也称为 Palo-de-Hierro，它有毛茸茸的蓝灰色叶子，长 15 到 25 英尺高。另一种是脆性灌木（Encelia fannosa），它的叶子上覆盖着一层厚厚的细毛垫，使淡绿色的叶子看起来呈灰绿色。

窄而尖的叶子

有些植物的叶子又窄又尖。较小的表面积使叶子更难通过蒸腾作用失去水分。一个很好的例子是约书亚树的尖叶，它是丝兰的一种，也是百合科植物（百合科）的一员。

特殊气孔

一些沙漠植物的叶子气孔数量有限，这减少了可以逸出的蒸发水量。其他沙漠植物的气孔仅在夜间较凉爽时开放，通过蒸腾作用流失水分的风险较低。玉树（Crassula ovata）是一种原产于南非干旱地区的多汁植物，其叶子的气孔会在白天关闭。

蜡质表面

覆盖有特殊油或蜡的叶子减少了通过气孔的蒸腾作用。在美国西南部的沙漠中很常见的杂酚油灌木 (Larrea tridentata) 就有这种叶子。

小叶子

小叶子的表面积较小，因此因蒸腾而失去水分的气孔也较少。这些小叶子经常在微风中飘动，有助于保持植物凉爽并减少空气中的水分流失。小叶紫檀（Cercidium microphyllum）是利用这种蒸腾作用的树的一个例​​子。

厚叶

多肉植物，包括芦荟和仙人掌，有厚厚的叶子，可以在称为液泡的特殊植物细胞中储存水分。储存的水分有助于植物在没有降雨的情况下长时间存活。龙舌兰植物（美国龙舌兰）就是以这种方式存活的多肉植物的一个例子。

浅色

深色吸收更多的热量，增加叶子的蒸腾作用。浅色的叶子反射光线并减少蒸腾作用。例如，山艾树（Artemisia tridentata）和其他沙漠植物的叶子通常是浅绿色或灰色，而不是深绿色。

会动的树叶

一些沙漠植物的叶子全天都在移动，因此阳光只照射到叶子的边缘，从而将蒸腾保持在最低限度。荷荷巴 (Simmondsia chinensis) 的叶子是亚利桑那州莫哈韦沙漠和索诺兰沙漠的原生灌木，它利用这种进化策略来抵御高温。

缺席的叶子

仙人掌和其他一些沙漠植物通过用刺或刺代替叶子来避免叶子的蒸腾作用。这些植物通过其茎的绿色外部进行光合作用。