По мере продвижения с севера на юг увеличивается удельное количество энергии Солнца, попадающей на единицу поверхности Земли, что позволяет жить большему количеству видов, накапливаться более значительной биомассе, повышаться продуктивности экосистем суши. Средняя интенсивность биохимических процессов на севере и в тропиках различается существенно, с учетом правил формирования экосистем и взаимодействия видов живого в биоценозах в каждом случае видов столько, сколько необходимо для усвоения и переработки приходящей от Солнца энергии.

Количество экосистем в естественной природе невелико. Для тропиков характерно однообразие биоценозов. Пестрый растительный покров тянется на десятки и сотни километров, хотя два одинаковых дерева рядом увидеть трудно. Огромные пространства тундры также однородны, хотя не отличаются разнообразием видов. Однообразна и естественная тайга, хотя здесь формируется большее количество экосистем. В степях и пустынях число экосистем не выше, чем в таежной полосе.

В морских экосистемах иная ситуация, чем на суше. Число видов здесь также максимально в тропиках и минимально на Крайнем Севере, но биомасса выше всего в субарктике, бореальной и суббореальной полосах. Тропики богаты видами, но сравнительно мало продуктивны.

Именно в северных и крайних южных широтах развивается бурная океаническая жизнь, дающая массу криля — пищу крупнейших морских млекопитающих — китов и обильную рыбную продукцию. Высока продуктивность и тех районов юга океана, где из его глубин поступают холодные воды, богатые кислородом и биогенами. В теплой воде кислород растворяется хуже и мало биогенов. Жизнь обильна там, где их много, например на рифах, а в открытом океане она бедна.

А. А. Григорьев и М. И. Будыко сформулировали периодический закон географической зональности:
со сменой природных поясов аналогичные ландшафтные зоны и их некоторые общие свойства периодически повторяются.

В атмосфере, или иначе разницы между притоком и оттоком теплоты за год к количеству теплоты, необходимому для испарения годовой суммы осадков. Диаметры кругов пропорциональны биологической продуктивности ландшафтов.

Установленная законом периодичность проявляется в том, что величины индекса сухости меняются в разных зонах от 0 до 4-5 и трижды между полюсами и экватором они близки к единице, причем именно в этих случаях наблюдают наибольшую биологическую продуктивность ландшафтов.

Экосистемы, как и виды живого, подчиняются закону конкурентного исключения, поэтому свободных экологических ниш ни в рамках отдельных экосистем, ни в рамках живого покрова планеты нет, эти ниши могут быть выработаны лишь при достаточно заметном природном или антропогенном изменении среды обитания.