O clima é o temperado nas altitudes acima de 500 metros, chegando a 9 graus a menos que a temperatura da cidade, e o período de seca vai de junho a setembro – quando se torna ideal a prática dos esportes chamados de aventura.
A floresta da Tijuca é uma rara sobrevivente de um dos ecossistemas mais ricos e ameaçados do mundo, a Mata Atlântica, que possui, atualmente, menos de 10% de sua extensão original. Considerada por alguns cientistas como a floresta de maior biodiversidade do mundo, superando inclusive a Amazônia, a Mata Atlântica sofreu com o fato de estar extremamente próxima ao grande eixo populacional do Brasil.
Na Floresta da Tijuca já foram catalogadas mais de 900 espécies diferentes de plantas onde se destacam o arco-de-pipa, o óleo-pardo, a tatajuva, o jacarandá, a paineira, o jequitibá, o pau-brasil e espécies raras de orquídeas e bromélias. Quaresmeiras roxas, ipês-amarelos, ipês-roxos e aleluias são os responsáveis por deixarem o parque todo colorido.
As embaúbas-prateadas e nogueiras convivem harmoniosamente com uma espécie não nativa, o pinheiro-do-paraná. O eucalipto australiano, a mangueira e a jaqueira foram trazidos da Índia pelos colonizadores. O capim-colonião é uma praga que veio da África a bordo dos navios negreiros, servindo de cama aos escravos, e, infelizmente, também está presente nesta floresta.
A fauna ainda possui cerca de 230 espécies de animais e aves, como macaco-prego, sagüi-estrela (natural do Nordeste), quati, cutia, irara, guaxinim, tatu, tamanduá-mirim, cachorro-do-mato, preguiça, gambá e esquilos-caxinguelê. Os pássaros mais fáceis de se observar são o beija-flor, beija-flor-besourinho, tangará-verdadeiro, vários tipos de sabiás, gavião, coruja, joão-de-barro, bem-te-vi, pica-pau e até tucanos.
Entre os anfíbios, diversos tipos de lagartos e cobras. Também vários tipos de aracnídeos e insetos. Infelizmente, não existem mais corças, onças e jacarés. Segundo dados do IPLANRIO, o município do Rio (não apenas esta floresta) serve de habitat para 107 espécies de mamíferos, 53 de anfíbios, 32 de répteis e 481 de pássaros (um número enorme, se compararmos os números europeus, onde existem 680 espécies de pássaros em todo o continente).
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