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20.3: Biomas terrestres

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    Os biomas da Terra podem ser terrestres ou aquáticos. Os biomas terrestres são baseados na terra, enquanto os biomas aquáticos incluem biomas oceânicos e de água doce. Cada um dos oito principais biomas terrestres da Terra se distingue pelas temperaturas características e pela quantidade de precipitação. Os totais anuais e as flutuações da precipitação afetam os tipos de vegetação e vida animal que podem existir em amplas regiões geográficas. A variação da temperatura diária e sazonal também é importante para prever a distribuição geográfica de um bioma. Como um bioma é definido pelo clima, o mesmo bioma pode ocorrer em áreas geograficamente distintas com climas semelhantes (Figura\(\PageIndex{1}\)). Também existem grandes áreas na Antártica, na Groenlândia e em cadeias de montanhas que são cobertas por geleiras permanentes e sustentam muito pouca vida. Estritamente falando, esses não são considerados biomas e, além de extremos de frio, também costumam ser desertos com precipitação muito baixa.

    Um mapa-múndi mostra os oito principais biomas, calotas polares e montanhas. Florestas tropicais, desertos e savanas são encontrados principalmente na América do Sul, África e Austrália. As florestas tropicais também dominam o sudeste da Ásia. Os desertos dominam o Oriente Médio e são encontrados no sudoeste dos Estados Unidos. As florestas temperadas dominam o leste dos Estados Unidos, a Europa e o leste da Ásia. As pastagens temperadas dominam o centro-oeste dos Estados Unidos e partes da Ásia e também são encontradas na América do Sul. A floresta boreal é encontrada no norte do Canadá, Europa e Ásia, e a tundra existe ao norte das florestas boreais. As regiões montanhosas abrangem toda a América do Norte e do Sul e são encontradas no norte da Índia, na África e em partes da Europa. O gelo polar cobre a Groenlândia e a Antártica, esta última não é mostrada no mapa.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Cada um dos oito principais biomas do mundo se distingue pelas temperaturas características e pela quantidade de precipitação. Também são mostradas calotas polares e montanhas.

    Floresta tropical

    As florestas tropicais também são chamadas de florestas tropicais úmidas. Esse bioma é encontrado nas regiões equatoriais (Figura\(\PageIndex{1}\)). As florestas tropicais são o bioma terrestre mais diverso. Essa biodiversidade ainda é amplamente desconhecida pela ciência e está sob ameaça extraordinária, principalmente por meio da extração de madeira e do desmatamento para a agricultura. As florestas tropicais também foram descritas como a farmácia da natureza devido ao potencial de novos medicamentos que está amplamente escondido nos produtos químicos produzidos pela enorme diversidade de plantas, animais e outros organismos. A vegetação é caracterizada por plantas com raízes extensas e folhas largas que caem durante todo o ano, diferentemente das árvores das florestas decíduas que perdem as folhas em uma estação. Essas florestas são “perenes” durante todo o ano.

    Os perfis de temperatura e luz solar das florestas tropicais são estáveis em comparação com os de outros biomas terrestres, com temperaturas médias variando de 20 o C a 34 o C (68 o F a 93 o F). As temperaturas mensais são relativamente constantes nas florestas tropicais, em contraste com as florestas mais afastadas do equador. Essa falta de sazonalidade de temperatura leva ao crescimento das plantas durante todo o ano, em vez do crescimento sazonal observado em outros biomas. Em contraste com outros ecossistemas, uma quantidade diária de luz solar mais constante (11—12 horas por dia) fornece mais radiação solar, portanto, um maior período de tempo para o crescimento das plantas.

    A precipitação anual nas florestas tropicais varia de 250 cm a mais de 450 cm (8,2—14,8 pés), com considerável variação sazonal. As florestas tropicais têm meses úmidos nos quais pode haver mais de 30 cm (11—12 pol.) de precipitação, bem como meses secos em que há menos de 10 cm (3,5 pol.) de chuva. No entanto, o mês mais seco de uma floresta tropical ainda pode exceder a precipitação anual de alguns outros biomas, como desertos.

    As florestas tropicais têm alta produtividade primária líquida porque as temperaturas anuais e os valores de precipitação suportam o rápido crescimento das plantas (Figura\(\PageIndex{2}\)). No entanto, a alta precipitação libera rapidamente os nutrientes dos solos dessas florestas, que normalmente são pobres em nutrientes. As florestas tropicais são caracterizadas por camadas verticais de vegetação e pela formação de habitats distintos para animais dentro de cada camada. No chão da floresta há uma camada esparsa de plantas e matéria vegetal em decomposição. Acima disso, há um sub-bosque de folhagem curta e arbustiva. Uma camada de árvores se eleva acima desse sub-bosque e é encimada por uma copa superior fechada - a camada superior superior de galhos e folhas. Algumas árvores adicionais emergem através dessa copa superior fechada. Essas camadas fornecem habitats diversos e complexos para a variedade de plantas, animais e outros organismos nas florestas tropicais úmidas. Muitas espécies de animais usam a variedade de plantas e a estrutura complexa das florestas tropicais úmidas como alimento e abrigo. Alguns organismos vivem vários metros acima do solo, raramente descendo até o solo da floresta.

    As florestas tropicais não são o único bioma florestal nos trópicos; também existem florestas tropicais secas, que são caracterizadas por uma estação seca de comprimentos variados. Essas florestas geralmente sofrem perda de folhas durante a estação seca em um grau ou outro. A perda de folhas de árvores mais altas durante a estação seca abre a copa e permite a luz solar no solo da floresta, o que permite o crescimento de arbustos espessos no nível do solo, que estão ausentes nas florestas tropicais. Extensas florestas tropicais secas ocorrem na África (incluindo Madagascar), Índia, sul do México e América do Sul.

    A foto mostra uma seção do rio Amazonas, que é marrom com lama. Árvores se alinham na beira do rio.
    Figura\(\PageIndex{2}\): A diversidade de espécies é muito alta em florestas tropicais úmidas, como essas florestas de Madre de Dios, Perú, perto do Rio Amazonas. (crédito: Roosevelt Garcia)

    Savanas

    As savanas são pastagens com árvores dispersas e são encontradas na África, América do Sul e norte da Austrália (Figura\(\PageIndex{1}\)). As savanas são áreas tropicais quentes com temperaturas médias de 24 o C —29 o C (75 o F —84 o F) e uma precipitação anual de 51-127 cm (20—50 pol.). As savanas têm uma extensa estação seca e consequentes incêndios. Como resultado, espalhadas nas gramíneas e forbes (plantas herbáceas com flores) que dominam a savana, existem relativamente poucas árvores (Figura\(\PageIndex{3}\)). Como o fogo é uma importante fonte de perturbação nesse bioma, as plantas desenvolveram sistemas radiculares bem desenvolvidos que permitem que elas rebrotem rapidamente após um incêndio.

    Uma encosta gramada pontilhada de pinheiros.
    Figura\(\PageIndex{3}\): Embora as savanas sejam dominadas por gramíneas, pequenas florestas, como esta no Parque Nacional Mount Archer, em Queensland, Austrália, podem pontilhar a paisagem. (crédito: “Ethel Aardvark” /Wikimedia Commons)

    Desertos

    Os desertos subtropicais existem entre 15 o e 30 o de latitude norte e sul e estão centrados no Trópico de Câncer e no Trópico de Capricórnio (Figura\(\PageIndex{1}\)). Os desertos estão frequentemente localizados no lado do vento ou sotavento das cordilheiras, que criam uma sombra de chuva depois que os ventos predominantes baixam seu conteúdo de água nas montanhas. Isso é típico dos desertos norte-americanos, como os desertos de Mohave e Sonora. Desertos em outras regiões, como o Deserto do Saara, no norte da África, ou o Deserto do Namibe, no sudoeste da África, são secos por causa do ar seco e de alta pressão que desce nessas latitudes. Os desertos subtropicais são muito secos; a evaporação normalmente excede a precipitação. Desertos subtropicais quentes podem ter temperaturas diurnas na superfície do solo acima de 60 o C (140 o F) e temperaturas noturnas próximas de 0 o C (32 o F). A temperatura cai até agora porque há pouco vapor de água no ar para evitar o resfriamento radiativo da superfície terrestre. Os desertos subtropicais são caracterizados por baixa precipitação anual de menos de 30 cm (12 pol.) com pouca variação mensal e falta de previsibilidade nas chuvas. Alguns anos podem receber pequenas quantidades de chuva, enquanto outros recebem mais. Em alguns casos, a precipitação anual pode chegar a 2 cm (0,8 pol.) em desertos subtropicais localizados no centro da Austrália (“o Outback”) e no norte da África.

    A baixa diversidade de espécies desse bioma está intimamente relacionada à sua baixa e imprevisível precipitação. Apesar da diversidade relativamente baixa, as espécies do deserto exibem adaptações fascinantes à aspereza de seu ambiente. Desertos muito secos carecem de vegetação perene que viva de um ano para o outro; em vez disso, muitas plantas são anuais que crescem rapidamente e se reproduzem quando ocorrem chuvas e depois morrem. As plantas perenes nos desertos são caracterizadas por adaptações que conservam a água: raízes profundas, folhagem reduzida e caules que armazenam água (Figura\(\PageIndex{4}\)). As plantas com sementes no deserto produzem sementes que podem permanecer dormentes por longos períodos entre as chuvas. A maior parte da vida animal nos desertos subtropicais se adaptou à vida noturna, passando as horas quentes do dia sob o solo. O deserto do Namibe é o mais antigo do planeta e provavelmente está seco há mais de 55 milhões de anos. Ele suporta várias espécies endêmicas (espécies encontradas apenas lá) devido a essa grande idade. Por exemplo, a gimnosperma incomum Welwitschia mirabilis é a única espécie existente de uma ordem inteira de plantas. Há também cinco espécies de répteis consideradas endêmicas do Namibe.

    Além dos desertos subtropicais, existem desertos frios que apresentam temperaturas congelantes durante o inverno e qualquer precipitação ocorre na forma de neve. Os maiores desses desertos são o deserto de Gobi no norte da China e sul da Mongólia, o deserto de Taklimakan no oeste da China, o deserto do Turquestão e o deserto da Grande Bacia dos Estados Unidos.

    Duas fotos retratam um deserto arenoso repleto de arbustos arbustivos. Uma planta de ocotillo domina as fotos. Tem caules longos e finos, não ramificados, que crescem diretamente da base da planta e se irradiam levemente. Em uma foto, a planta tem muitas folhas pequenas crescendo diretamente dos caules finos, quase os obscurecendo. Na outra foto, a planta não tem folhas.
    Figura\(\PageIndex{4}\): Muitas plantas do deserto têm folhas pequenas ou nenhuma folha para reduzir a perda de água. As folhas de ocotillo, mostradas aqui no deserto de Chihuahuan, no Parque Nacional Big Bend, Texas, aparecem somente após a chuva e depois são derramadas. (crédito “bare ocotillo”: “Folheto” /Wikimedia Commons)

    Chaparral

    O chaparral também é chamado de floresta arbustiva e é encontrado na Califórnia, ao longo do Mar Mediterrâneo e ao longo da costa sul da Austrália (Figura\(\PageIndex{1}\)). A precipitação anual nesse bioma varia de 65 cm a 75 cm (25,6—29,5 pol.) e a maioria das chuvas cai no inverno. Os verões são muito secos e muitas plantas chaparrais ficam dormentes durante o verão. A vegetação chaparral é dominada por arbustos e é adaptada a incêndios periódicos, com algumas plantas produzindo sementes que germinam somente após um incêndio quente. As cinzas deixadas após um incêndio são ricas em nutrientes como o nitrogênio, que fertilizam o solo e promovem o crescimento das plantas. O fogo é uma parte natural da manutenção desse bioma e frequentemente ameaça a habitação humana nesse bioma nos EUA (Figura\(\PageIndex{5}\)).

    A foto mostra uma paisagem com muitos arbustos, grama adormecida, algumas árvores e montanhas ao fundo.
    Figura\(\PageIndex{5}\): O chaparral é dominado por arbustos. (crédito: Miguel Vieira)

    Prados temperados

    As pastagens temperadas são encontradas em toda a América do Norte central, onde também são conhecidas como pradarias, e na Eurásia, onde são conhecidas como estepes (Figura\(\PageIndex{1}\)). As pastagens temperadas apresentam flutuações anuais pronunciadas de temperatura com verões quentes e invernos frios. A variação anual da temperatura produz estações de crescimento específicas para as plantas. O crescimento das plantas é possível quando as temperaturas estão quentes o suficiente para sustentar o crescimento das plantas, o que ocorre na primavera, verão e outono.

    A precipitação anual varia de 25,4 cm a 88,9 cm (10—35 pol.). As pastagens temperadas têm poucas árvores, exceto aquelas encontradas crescendo ao longo de rios ou riachos. A vegetação dominante tende a consistir em gramíneas. A condição sem árvores é mantida por baixa precipitação, incêndios frequentes e pastagem (Figura\(\PageIndex{6}\)). A vegetação é muito densa e os solos são férteis porque a subsuperfície do solo está repleta de raízes e rizomas (caules subterrâneos) dessas gramíneas. As raízes e os rizomas agem para ancorar as plantas no solo e reabastecer o material orgânico (húmus) do solo quando elas morrem e se decompõem.

    As fotos mostram um bisão, de cor marrom escuro e cabeça ainda mais escura. A parte traseira do animal tem pêlo curto e a frente do animal tem pêlo mais longo e encaracolado.
    Figura\(\PageIndex{6}\): O bisonte americano (bisonte), mais comumente chamado de búfalo, é um mamífero pastando que já povoou as pradarias americanas em grande número. (crédito: Jack Dykinga, USDA ARS)

    Os incêndios, que são um distúrbio natural em pastagens temperadas, podem ser provocados por raios. Parece também que o regime de incêndios causados por raios nas pastagens norte-americanas foi reforçado pela queima intencional por humanos. Quando o fogo é suprimido em pastagens temperadas, a vegetação acaba se convertendo em matagais e florestas densas. Freqüentemente, a restauração ou manejo de pastagens temperadas requer o uso de queimaduras controladas para suprimir o crescimento das árvores e manter as gramíneas.

    Florestas temperadas

    As florestas temperadas são o bioma mais comum no leste da América do Norte, Europa Ocidental, Ásia Oriental, Chile e Nova Zelândia (Figura\(\PageIndex{1}\)). Esse bioma é encontrado em todas as regiões de latitude média. As temperaturas variam entre —30 o C e 30 o C (—22 o F a 86 o F) e caem para abaixo de zero anualmente. Essas temperaturas significam que as florestas temperadas definiram estações de cultivo durante a primavera, verão e início do outono. A precipitação é relativamente constante ao longo do ano e varia entre 75 cm e 150 cm (29,5 a 59 pol.).

    As árvores decíduas são a planta dominante neste bioma com menos coníferas perenes. As árvores decíduas perdem suas folhas a cada outono e permanecem sem folhas no inverno. Assim, pouca fotossíntese ocorre durante o período de inverno adormecido. A cada primavera, novas folhas aparecem à medida que a temperatura aumenta. Por causa do período de dormência, a produtividade primária líquida das florestas temperadas é menor do que a das florestas tropicais. Além disso, as florestas temperadas mostram muito menos diversidade de espécies arbóreas do que os biomas da floresta tropical.

    As árvores das florestas temperadas folheiam e sombreiam grande parte do solo; no entanto, mais luz solar atinge o solo neste bioma do que nas florestas tropicais, porque as árvores nas florestas temperadas não crescem tão altas quanto as árvores nas florestas tropicais. Os solos das florestas temperadas são ricos em nutrientes inorgânicos e orgânicos em comparação com as florestas tropicais. Isso se deve à espessa camada de serapilheira no solo da floresta e à redução da lixiviação de nutrientes pelas chuvas. À medida que essa serapilheira se decompõe, os nutrientes são devolvidos ao solo. A serapilheira também protege o solo da erosão, isola o solo e fornece habitats para invertebrados e seus predadores (Figura\(\PageIndex{7}\)).

    A foto mostra uma floresta decídua com muitas árvores altas, algumas árvores menores e grama e muitas folhas mortas no chão da floresta. A luz do sol se filtra até o chão da floresta.
    Figura\(\PageIndex{7}\): As árvores decíduas são a planta dominante na floresta temperada. (crédito: Oliver Herold)

    Florestas boreais

    A floresta boreal, também conhecida como taiga ou floresta de coníferas, é encontrada aproximadamente entre 50 o e 60 o de latitude norte na maior parte do Canadá, Alasca, Rússia e norte da Europa (Figura\(\PageIndex{1}\)). As florestas boreais também são encontradas acima de uma certa elevação (e abaixo de altas altitudes onde as árvores não podem crescer) em cadeias de montanhas em todo o hemisfério norte. Este bioma tem invernos frios e secos e verões curtos, frios e úmidos. A precipitação anual é de 40 cm a 100 cm (15,7—39 pol.) e geralmente assume a forma de neve; pouca evaporação ocorre devido às baixas temperaturas.

    Os invernos longos e frios na floresta boreal levaram à predominância de plantas portadoras de cone tolerantes ao frio. São árvores coníferas perenes, como pinheiros, abetos e abetos, que mantêm suas folhas em forma de agulha durante todo o ano. Árvores perenes podem fotossintetizar mais cedo na primavera do que árvores decíduas, porque menos energia do sol é necessária para aquecer uma folha em forma de agulha do que uma folha larga. As árvores perenes crescem mais rápido do que as árvores decíduas na floresta boreal. Além disso, os solos nas regiões da floresta boreal tendem a ser ácidos com pouco nitrogênio disponível. As folhas são uma estrutura rica em nitrogênio e as árvores decíduas devem produzir um novo conjunto dessas estruturas ricas em nitrogênio a cada ano. Portanto, árvores coníferas que retêm agulhas ricas em nitrogênio em um ambiente limitador de nitrogênio podem ter tido uma vantagem competitiva sobre as árvores decíduas de folhas largas.

    A produtividade primária líquida das florestas boreais é menor do que a das florestas temperadas e das florestas tropicais úmidas. A biomassa acima do solo das florestas boreais é alta porque essas espécies de árvores de crescimento lento têm vida longa e acumulam biomassa permanente ao longo do tempo. A diversidade de espécies é menor do que a observada em florestas temperadas e florestas tropicais. As florestas boreais não têm a estrutura florestal em camadas vista nas florestas tropicais ou, em menor grau, nas florestas temperadas. A estrutura de uma floresta boreal geralmente é apenas uma camada de árvore e uma camada de solo. Quando as agulhas de coníferas caem, elas se decompõem mais lentamente do que as folhas largas; portanto, menos nutrientes são devolvidos ao solo para estimular o crescimento das plantas (Figura\(\PageIndex{8}\)).

    A foto mostra uma floresta boreal com uma camada baixa uniforme de plantas e coníferas altas espalhadas pela paisagem. As montanhas cobertas de neve da Cordilheira do Alasca estão ao fundo.
    Figura\(\PageIndex{8}\): A floresta boreal (taiga) tem plantas baixas e árvores coníferas. (crédito: L.B. Brubaker, NOAA)

    Tundra ártica

    A tundra ártica fica ao norte das florestas boreais subárticas e está localizada em todas as regiões árticas do hemisfério norte (Figura\(\PageIndex{1}\)). A tundra também existe em elevações acima da linha das árvores nas montanhas. A temperatura média no inverno é de -34° C (-29,2° F) e a temperatura média no verão é de 3° C a 12° C (37° F —52° F). As plantas na tundra ártica têm um curto período de crescimento de aproximadamente 50 a 60 dias. No entanto, durante esse período, há quase 24 horas de luz do dia e o crescimento das plantas é rápido. A precipitação anual da tundra ártica é baixa (15—25 cm ou 6—10 pol.) com pouca variação anual na precipitação. E, como nas florestas boreais, há pouca evaporação por causa das baixas temperaturas.

    As plantas na tundra ártica geralmente são baixas até o solo e incluem arbustos baixos, gramíneas, líquenes e pequenas plantas com flores (Figura\(\PageIndex{9}\)). Há pouca diversidade de espécies, baixa produtividade primária líquida e baixa biomassa acima do solo. Os solos da tundra ártica podem permanecer em um estado perenemente congelado, conhecido como permafrost. O permafrost impossibilita que as raízes penetrem profundamente no solo e retarda a decomposição da matéria orgânica, o que inibe a liberação de nutrientes da matéria orgânica. O derretimento do permafrost no breve verão fornece água para uma explosão de produtividade, enquanto temperaturas e longos dias o permitem. Durante a estação de crescimento, o solo da tundra ártica pode ser completamente coberto por plantas ou líquenes.

    A foto mostra uma planície plana coberta de arbustos. Muitos dos arbustos estão cobertos de flores cor de rosa.
    Figura\(\PageIndex{9}\): Plantas de baixo crescimento, como o salgueiro arbustivo, dominam a paisagem da tundra durante o verão, mostrada aqui no Refúgio Nacional de Vida Selvagem do Ártico. (crédito: Refúgio Nacional de Vida Selvagem do Ártico, USFWS)

    CONCEITO EM AÇÃO

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    Resumo da seção

    A Terra tem biomas terrestres e aquáticos. Os biomas aquáticos incluem ambientes de água doce e marinhos. Existem oito grandes biomas terrestres: florestas tropicais, savanas, desertos subtropicais, chaparral, pastagens temperadas, florestas temperadas, florestas boreais e tundra ártica. O mesmo bioma pode ocorrer em diferentes localizações geográficas com climas semelhantes. A temperatura e a precipitação, bem como as variações em ambas, são os principais fatores abióticos que moldam a composição das comunidades animais e vegetais nos biomas terrestres. Alguns biomas, como pastagens temperadas e florestas temperadas, têm estações distintas com clima frio e quente alternando ao longo do ano. Em biomas quentes e úmidos, como a floresta tropical, a produtividade primária líquida é alta, pois temperaturas quentes, água abundante e uma estação de cultivo durante todo o ano alimentam o crescimento das plantas. Outros biomas, como desertos e tundra, têm baixa produtividade primária devido às temperaturas extremas e à escassez de água.

    Glossário

    tundra ártica
    um bioma caracterizado por baixas temperaturas médias, breves estações de crescimento, presença de permafrost e precipitação limitada, em grande parte na forma de neve, na qual a vegetação dominante são arbustos baixos, líquenes, musgos e pequenas plantas herbáceas
    floresta boreal
    um bioma encontrado em regiões temperadas e subárticas caracterizadas por curtas estações de crescimento e dominadas estruturalmente por árvores coníferas
    cobertura
    os galhos e a folhagem das árvores que formam uma camada de cobertura aérea em uma floresta
    chaparral
    um bioma encontrado em regiões costeiras temperadas caracterizadas por árvores baixas e arbustos e forbes adaptados a seco
    permafrost
    uma porção perenemente congelada do solo da tundra ártica
    savana
    um bioma localizado nos trópicos com uma estação seca prolongada e caracterizado por uma pastagem com árvores pouco distribuídas
    deserto subtropical
    um bioma encontrado nos subtrópicos com altas temperaturas diárias, precipitação muito baixa e imprevisível, e caracterizado por uma vegetação limitada adaptada ao seco
    floresta temperada
    um bioma encontrado em regiões temperadas com chuvas moderadas e dominado estruturalmente por árvores decíduas
    pastagem temperada
    um bioma dominado por gramíneas e plantas herbáceas devido à baixa precipitação, incêndios periódicos e pastagem
    floresta tropical
    um bioma encontrado próximo ao equador caracterizado por temperaturas estáveis com chuvas abundantes e sazonais em que as árvores formam a vegetação estruturalmente importante

    Contribuidores e atribuições