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由于全年阳光充足，淡水资源丰沛，赤道附近的热带地区自然而然地拥有地球上最丰富多产的生态系统。热带雨林孕育着非常丰富的生物资源，与其他生态环境相比，这里的植物最为繁盛。在热带雨林，0.01平方千米的面积上可能生长着多达200种树木；而在温带森林，相同面积上仅有10~20种树木。尽管目前热带雨林仅占全球陆地总面积的3%，但人们普遍认为它所孕育的动植物种类超过了已知物种的50%。这里有得天独厚的植物生长条件，全年气温保持在20~28摄氏度，气候温暖，雨量充沛，年平均降水量2 500毫米。
▲ 热带雨林的黎明，加里曼丹岛。赤道地区终年温暖多雨，形成了地球上最多产的生态系统。
植物是初级生产者，几乎所有的动物从根本上都依赖于植物所提供的能量，因此，植物每年通过光合作用固定的碳总量可以很好地衡量一个生态系统的总生产率。根据这种衡量标准，热带雨林可谓陆地上的纪录创造者，每平方米热带雨林每年可固定1 000~3 500克碳。从另一项针对生态系统生产率的衡量指标—动植物总质量（即生物量）来看，热带雨林也独占鳌头，每平方米的生物量达到4 500克。
珊瑚礁只能生长在同样的热带地区，被称为“海洋中的热带雨林”，其高生产率使这种赞誉名副其实。每平方米珊瑚礁每年可固定1 500~3 700克碳。考虑到珊瑚礁生长在热带浅海海域，在那里像氮和磷这样的重要营养元素含量非常低，这个数字已经是相当惊人了。在该生态系统中共同生长的珊瑚礁和其他动物，凭借对所需养分的高效循环，最终实现了生态系统的高生产力。
▲ 从太空看到的非洲西南部的纳米布沙漠。虽然紧邻大海，但除了近海晨雾之外，纳米布沙漠鲜有水分补给。与其他海岸沙漠一样，这里位于大陆的西侧，盛行风将离岸形成的降雨云全都吹回了大海。
如果从赤道出发，分别向南北半球的热带地区前进，气候会发生明显变化。这里尽管阳光依旧充足，气候依旧常年温暖，但雨量却没有那么充沛了，且一年之中干湿季分明，植物不得不适应这种气候变化。生长在印度北部和东南亚的季雨林就是典型的例子。在这里热带雨林特有的常青树被柚木、乌木这样的落叶树种所取代，它们通过每年落叶来减少水分流失。相比热带雨林中的树种，这些树要矮一些，但它们地域分布广泛，根系更为发达。作为叶猴和老虎的栖息地，在每年11月到次年4月，在季雨造成洪涝灾害之前，这里都会经历一个旱季。在澳大利亚北部等较干旱地区都会大量种植桉树这类树木来改善两个“大湿季”之间的旱情。
在最干旱的亚热带地区，树木被草地所取代—广袤无垠的草原地貌。这样的栖息地适合大型动物大规模栖息。这里全年温暖，但是动植物寿命的长短在很大程度上受到每年干湿季循环交替的影响。一年中的大部分时候，东非大草原都被炙烤成金黄色，但随着雨季的到来，这里又重新萌发绿意。一年一度的塞伦盖蒂牛羚大迁徙紧随草原的新生而至。热带草原的生产率只及热带雨林的一半，每平方米每年能固定200~2 000克碳，考虑到其生物总量只有热带雨林的1/10，这个数字仍然十分可观。热带草原也是地球上最高效的生态系统之一。
▲ 旱季，博茨瓦纳的非洲象不顾尘土飞扬，艰苦跋涉，寻找远方的河流和水坑。年长的母象记得通往水源地的路线，所以象群通常是由它们带队。
当你到达南北回归线，你也就到了地球上最干旱的地方。这两处地方受高压控制，干热空气下沉，雨水极少，年平均降水量不足100毫米。到了真正的沙漠地区，其降水量甚至不足50毫米。这里并不缺少阳光，由于空气湿度低且少有云层遮盖，90%的太阳辐射都直接抵达地面。白天，气温经常能超过38摄氏度；夜间，由于热量迅速散发回大气，气温在短短几小时内就能降低44摄氏度甚至更多。尽管大部分沙漠都是常年高温，但是有一些高海拔沙漠，如蒙古戈壁，则异常寒冷，其冬季温度能低达零下21摄氏度。这些低温沙漠一般深处内陆，且位于山脉的阴面，来自海洋的潮湿空气很难抵达。生活在沙漠地区的动植物既要忍受极端的温度，又要面对淡水稀缺的困境。这里植被稀少，碳固定量相当少，每平方米每年仅能固定300克碳。
高纬度地区及无冰水域出口处的碳固定量和这里一样少。大片蓝色、荒芜的热带海域能接收到充足的阳光，但养分的缺乏又一次限制了绝大多数海洋食物链的基础—海藻等浮游植物的生长。热带海域是著名的无风带，因此深海中的养分很少能被搅动到海水表层上来。这里也不像大陆架的浅海地区，能时常得到河流带来的养分。
横亘在热带和极圈中间的区域，就是地球的温带。在这里，你能看到北欧的草地和阔叶林，还能看到北美洲的大草原和针叶林。这里的太阳辐射能量没有热带地区多，但夏季依然温暖潮湿，年降水量能达到500~1 500毫米。温带地区盛行季节性气候，这里的动植物需要适应四季分明的气候。冬季气候非常恶劣，尤其是北部温带地区的冬季，绝大多数淡水都被封冻成了冰雪。
在欧洲，橡树、山毛榉、白蜡树和栗树等阔叶树成为野猪、鹿和松鼠的遮蔽所，森林结构也比热带地区更简单，仅有两层树冠，阳光可以轻易地穿透树木，照到灌木、花草和青苔遍生的林地表层，令这些植物得以繁茂生长。如此多产的森林生态系统，平均每平方米能保有3 000克的生物量。
在北美洲，针叶林也很常见。其中最壮观的是太平洋海岸的巨杉林，温暖湿润的海岸气候在这里孕育出了地球上最高、最大的树木。
继续往北走，针叶林越来越常见。贯穿北美北部和欧亚大陆的针叶林带，被称为北方森林或泰加林。地球上每3株树木就有一株出于此，这里更是狼、猞猁、麋鹿和驯鹿等动物的栖息地。这里的冬天漫长而凛冽，一年中在长达9个月的时间里大部分可用水都被冻成冰雪。
春季冰雪终于开始融化时，由于永久冻土只有表层吸水，地面会迅速变成一片泽国。植物的腐烂速度很慢，酸性土壤会将植物生长所需的养分锁在土中。短暂的生长季和这样恶劣的环境使得阔叶树根本无法存活，而针叶树却长势良好。因为，针叶树锥状的树形和裹有蜡质的针状叶子能够助其安然度过这里寒冷而干燥的冬天。这里的年均降水量仅有400~600毫米，部分地区甚至低至150毫米。这样的降水量几乎接近有些半沙漠地区，但在寒冷的环境下，因蒸发而损失的水分要少很多。不过这片北方森林每平方米的碳固定量只有200~1 500克，只有南方温暖地区阔叶林碳固定量的一半。
▲ 季风卷起1.5千米高的沙尘暴，横穿撒哈拉沙漠。沙尘暴有可能横跨大西洋，甚至远达巴西，为亚马孙丛林“施肥”。
▲ 骞驴，又称西藏野驴。它们几乎只以草为食。与很多草原动物一样，它们的奔跑速度很快。夏季它们小规模聚居，冬季则会大量聚集到有草的地方。
在北美和欧亚大陆的广阔内陆上，你将体会到显著的大陆性气候。这里没有海洋的温和调节和水分的滋润，所以冬天寒冷，夏天炎热干燥。树木在这样干涸的环境中难以适应，只能让位于广阔的温带草原。
在北半球，北美大草原上活跃着大量叉角羚、草原土拨鼠和少量残存的北美野牛群，这种野牛的数量曾一度多达几百万头；在欧洲，俄罗斯大草原上不久前还有大量漫步的赛加羚羊。而南半球的南美潘帕斯草原和南非草原，和北半球的草原几乎如出一辙。同样的光照和雨水条件创造出环境相似的栖息地，它们就像镜像一样分布在赤道的南北两边。
温带草原和赤道附近的热带草原差不多，都以一种坚韧的幸存者—草—为主角。草凭借对气温变化及缺水环境的极强忍耐力，已成为地球上数量最多的一种植物。如今，草已经覆盖了地球陆地面积的1/4，其供给的大型动物数量比其他任何类型的栖息地都要多。
▲ 南极洲的隆冬时节，一只帝企鹅背对着南极光站立。在两极地区，拥有铁质内核的地球所产生的保护性磁场较弱，当太阳喷发出的带电粒子穿破核磁场和高层大气中的分子或原子相碰撞时，就产生了南极光或北极光。
热带地区的陆地一片生机盎然，海洋中却恰恰相反。由于受洋流等局部因素的影响，海洋中的生物分布非常不均衡，但总体来说，温带海洋是最多产的。北上的赤道气流与南下的极地气流在这里相遇，造成了这里多变的天气。
北大西洋气流的锋面切入欧洲，给西海岸带来剧烈的风暴。尤其是大陆架上的浅海地区，这些风暴能够搅动深达200米的海水。每年春季，风暴将深海里的磷和氮搅动上来，使得浮游植物得以大量繁殖。这些养分到夏末即被消耗殆尽，但到了冬季，海水会被再次搅动，重新为海洋补充“给养”。
▲ 姥鲨，世界上第二大的鱼类。它们并不在清澈的热带海域活动，而是在养分充足的温带海域活动。它们以温带海域中丰富的浮游生物为食。
在北纬65度我们越过了森林线，进入了阴冷而贫瘠的苔原地界。这里的冬季漫长而黑暗，温度能低至零下30摄氏度。由于地处高压带，在冷空气的控制下，这里的降雨很少。冬季过低的气温使得树木无法生长，故这里的生产能力和南方的沙漠一样低，每平方米每年仅能固定100~400克碳。冬季只有少数几种动物能够留在这里过冬，如麝牛和北极狐；而到了短暂的夏季，很多动物，如雪雁和驯鹿，便从南方迁徙而来，趁机享受这里长时间的白昼和短暂的生长季。
南北纬66.5度以上分别是南北极圈，极圈内地区每年至少有一天极昼。越靠近极点，极昼的天数就越多，到了南北极点，太阳每年只升落一次。而更糟糕的是，冰雪将本就稀少的阳光中的85%都反射回去了。南极洲海拔高，和其他大陆不接壤，因而这里更加寒冷，年均气温在零下60摄氏度到零下55摄氏度，每年只有约50毫米的降雪。在这片被冰原覆盖的大陆上，仅有几处冰山顶部长有地衣。南极洲几乎是一片不毛之地，碳固定量接近于零。