Ліс - основна частина біосфери. Він є потужним акумулятором сонячної енергії, істотно впливає на формування клімату, круговорот води в природі, газообмін в атмосфері і, таким чином, створює умови для життя людини.
Продуктивність лісів становить 10-30 т, чагарників - 10 т, трав'янистих рослин - 2 т сухого речовини на 1 га в рік. Один га ялицево-листяних насаджень у віці 20-40 років за рік поглинає з атмосфери 13-17 т вуглекислоти і виділяє в атмосферу 10-13 т кисню. Один га стиглих ялинників поглинає 10-12 т вуглекислоти і виділяє 8-9 т кисню. Щорічно лісу Росії виділяють більше 4 млрд. Т кисню, поглинаючи 5.5 млрд. Т СО2 / 5 /.
Біомаса Землі становить 184110 9 т сухої речовини і незмірно мала в порівнянні з масою Землі (близько 610 18 т). Основна біомаса створюється зеленими рослинами (автотрофами) в процесі фотосинтезу. Вони виробляють близько 99% біомаси планети, а споживачі (гетеротрофи) - лише близько 1%. Близько 90% біомаси біосфери зосереджено в лісах. Таким чином, ліси, особливо тропічні - найбільш продуктивна група екосистем Землі, що грають виключно важливу роль в підтримці екологічної рівноваги в природі.
В середньому на 1 т органічної речовини лісу поглинається з атмосфери 1,5 - 1,8 т вуглекислого газу і виділяється до 1,4 т кисню. Сумарне річне поглинання СО2 лісами Землі становить 30-50 млрд. Т, що в 2-3 рази перевищує його сучасне надходження від спалювання палива і ін.
Щоб забезпечити оптимальну норму кисню на 1 людину в рік (400 кг), необхідно мати площу лісів на 1 особу 0,1 - 0,3 га. Одне велике дерево, поглинаючи вуглекислоту, виділяє стільки кисню, скільки потрібно 1 людині на добу для дихання. В умовах же промислового міста під впливом загазованості повітря енергія фотосинтезу знижується в 10 разів. Це означає, що 1 людині необхідно не одне, а десять дерев. Тому жителі міста надзвичайно потребують озеленених територіях. Задовільним відпочинок для людини вважається в тому випадку, якщо в заміських парках відвідуваність становить 50 чол / га. У лісі, як відомо, іонізації повітря вище, ніж на відкритому місці.
В даний час все більшого значення набувають властивостей лісу очищати атмосферу від різних механічних домішок, основна маса яких представлена пилом. Головне джерело пилу - пухкий грунт. Найбільше пилоутворення спостерігається в посушливих областях. Велика кількість пилу надходить від промислових підприємств. У промислових районах міст максимальна концентрація пилу в повітрі 13,85 мг / м 3 і більше при санітарній нормі 0,15 мг / м 3.
Ліс в значній мірі сприяє очищенню повітря від пилу і кіптяви і перешкоджає подальшому їх поширенню. Біля стіни лісу, розташованої поблизу від промислових підприємств, в повітрі міститься 0,23 - 0, 32 мг / м 3 сірчистого газу. На відстані 15-20 км його кількість знижується до 0,07 мг / м 3. а в похмуру погоду до 0,17 мг / м 3.
При підборі деревних порід, стійких до дії димо-газових емісій, частково вирішується проблема поглинання шкідливих газів - окису вуглецю, сірчистого газу і сірчистого ангідриду, які становлять небезпеку для здоров'я людини. Газоподібні отруйні речовини адсорбуються на поверхні крон і стовбурів, інтенсивно поглинаються листям і частково вимиваються дощами. Один кг листя тополі бальзамічного за літо може накопичити і хімічно зв'язати до 20 г двоокису сірки, липи серцеподібної, ясена зеленого, жимолості татарської - до 10-12 м На площі 1 га молодняка сосни звичайної хвоєю затримується до 26 кг, а хвоєю модрини сибірської - до 72 кг двоокису сірки. Завдяки цьому, лісові масиви скорочують дальність поширення газових потоків приблизно в два рази в порівнянні з відкритим простором.
Санітарно-гігієнічне значення лісових фітоценозів проявляється в їх антимікробному, стерилізуючому вплив на середу. Це здатність лісу збагачувати атмосферу фітонцидні речовинами і іонізованим киснем. Один га соснового лісу виділяє 3-5 кг фітонцидів, березового - 2-3 кг, ялівцевого - до 30 кг на добу. Фітонциди хвойних порід мають широкий антимікробний спектр дії, вони пригнічують ріст і розвиток колоній дуже багатьох видів мікробів і вірусів, зберігаючи це властивість протягом усього вегетаційного періоду.
Таким чином, ліс є потужним фільтром повітря, має антимікробну, стерилізує властивостями, іонізуючим впливом на повітря і загальним відновлювальний дією на навколишнє людини обстановку.
Великий вплив лісу на водний баланс регіонів, гідрологічний режим річок, озер і водосховищ, ерозію ґрунту. Ліс уповільнює рух повітряних мас, підсилює конвекцію повітря. На рівнині Європейської частини Росії при збільшенні лісистості на 10% сума річних опадів може зрости в середньому на 10-15 мм. У лісових насадженнях та на захищених ними безлісих ділянках накопичується снігу більше, ніж в безлісих місцевостях. У лісах вологість повітря влітку зазвичай вище на 5-10%, ніж в поле, завдяки зниженню швидкості вітру зменшено випаровування і транспірація. Внаслідок горизонтального переносу насиченого водяними парами повітря, ліси в горах значно збільшують кількість опадів, ліс поширює свій вплив далеко за межі займаної ними території. Все це покращує водний баланс басейну, сприяє підтримці високої водності річок і збільшує запаси підземних вод.
Значно і водорегулирующее значення лісу, який уповільнює або зменшує поверхневий стік талих і дощових вод, переводить частину його в підземний. Це зменшує руйнівну силу водних потоків, знижує висоту повеней і паводків, небезпека водної ерозії грунту. Простежується прямий зв'язок між лісистістю території та величиною поверхневого стоку вод. Особливо велике водоохоронне значення мають ліси, які ростуть по берегах річок і водойм, водорегулирующее - ліс на високих крутосхилах і вододілах.
В даний час найважливішою проблемою стає якість води. Так, замулення русел річок знаходиться в прямій залежності від залісення берегів. Змив грунту з 1 га ріллі становить: в 100 м від облисіння вододілу 2,1 т, в 300 м - 14,6 т, в 600 м - 38,4 т. У багатьох країнах суспільне водопостачання стає все більш важливою частиною ведення лісового господарства . І цей процес, безсумнівно, буде поглиблюватися зі зростанням населення і споживання води. У багатьох районах ліси можуть придбати набагато більше значення при регулюванні водостоку або використанні їх в якості зон відпочинку, ніж у виробництві деревини.
Запобігаючи або значно знижуючи поверхневий стік, лісові захисні смуги тим самим перешкоджає або різко обмежують надходження добрив, що вимиваються з полів у відкриті водойми. Якщо в воду потрапляє значна кількість добрив, то це сприяє посиленому розмноженню водоростей - «цвітіння води». Швидко розростаючись, колонії водоростей настільки ж швидко гинуть і насичують водойму органічними речовинами. Цей процес називається евтрофікацією або переудобреніе. Він призводить до збільшення кисневого дефіциту в воді. При наявності ж деревної рослинності по берегах водойм і їх води зазвичай чисті і бідні водоростями.
Таким чином, водоохоронно-водорегулювальну роль лісу проявляється насамперед у більш повному і раціональному витрачанні вологи як на внутрілесних, так і на захищених лісом територіях, в ефективному захисту і очищення води від різного роду забруднень. Ліс - це досконала система захисту ґрунту і вод, очищення атмосфери від пилу і шкідливих газів. Але і його ємність має межі. Несучи величезну средозащітних функцію, ліс сам значною мірою страждає від запиленості та загазованості атмосфери. Забруднення атмосфери шкідливими викидами зменшує інтенсивність процесів фотосинтезу. На територіях, схильних до задимлення, повністю відсутня ялиця, швидко всихають хвойні, що завдає значної шкоди навколишньому середовищу і господарству.
Тому в даний час необхідно приділяти велику увагу створенню і виділенню водоохоронних лісів і ведення господарства в них.
Безперечно вплив лісу на вітровий режим. Для горизонтального переміщення повітря кожна група дерев служить перепоною: знижується швидкість повітря, змінюється його напрям. Доброчинність впливу лісу в цьому випадку виражається не в запобіганні, а лише в гальмуванні вітрів. Ця вітрозахисний здатність лісу використовувалася людьми з давніх часів. Зведення лісів на великих просторах неминуче тягне за собою посилення вітрів (особливо в приземних шарах атмосфери). Це очевидно при порівнянні сили і повторюваності вітрів в лісових і рівномірно покритих лісом районах.
Ліс бере безпосередню участь в почвообразовательном процесі, так як сприяє накопиченню органічної речовини на поверхні грунту і всередині її.
Велика роль лісу в боротьбі з посухою і суховіями. Захисне лісорозведення в різних масштабах проводиться майже у всіх країнах світу і направлено на поліпшення умов росту сільськогосподарських культур, захист грунтів від водної та вітрової ерозії, різко знижує продуктивність земель. Широко застосовуються захисні лісові насадження в північних приморських районах, схильних до дії сильних морських вітрів, районах з середземноморським кліматом, що відрізняється тривалими засухами в літній період, в центральних районах з малою кількістю опадів і різко континентальним кліматом.
Позитивний вплив захисних лісових насаджень, зокрема, лісових смуг в північних районах з достатньою кількістю опадів і дефіцитом сонячної радіації полягає в:
захисту сільськогосподарських культур від сильних вітрів;
підвищенні температури в пріпочвенном шарі повітря і в верхньому шарі грунту;
зменшенні випаровування вологи з ґрунту і транспірації її рослинами;
зменшення механічного пошкодження культур вітром, осипання зерна, вилягання;
попередженням ерозії легких і торф'янистих грунтів;
захисту худоби від сильних холодних вітрів і хуртовин.
Величезний збиток наносять пилові бурі та інші стихійні процеси, прояв яких зумовлено, головним чином, винищенням лісу та іншої рослинності. Наприклад, курній бурею 1928 р охопила майже всю Україну і Приазов'ї, на схильних до вітрової ерозії ділянках був знищений ґрунтовий шар потужністю 12 см, а в окремих місцевостях 20-25 см і оголена грунт. Було піднято близько 15 млн. Т ґрунту, з яких приблизно 9,3 млн. Т переотложени в межах області розвівання, а 5,4 млн. Т винесено за її межі. Обложена пил в області випадання містила близько 10% гумусу.
Встановлено тісний взаємозв'язок між залісення полів і ступенем пошкодження посівів і грунту курній бурею. Так, озимі посіви в місцевостях з полезахисної лісистістю 1,2; 1,6; 3,3% виявилися пошкодженими відповідно на 46, 30 і 10%. Використання лісозахисних смуг дозволяє значно підвищити продуктивність сільськогосподарських угідь.
Не можна забувати, що ліси є місцем проживання найцінніших представників фауни. Величезна рекреаційне та естетичне значення лісів. Ставлячись до поновлюваних природних ресурсів, виконуючи планетарну біогеохімічну функцію, беручи участь у створенні різноманітних ландшафтів, ліс вимагає постійної турботи про його збереження і раціональне використання.