В результате фотосинтеза и роста различных типов растительности годовое производство биомассы в пересчете на сухую массу составляет для всего земного шара 155·109 т в год: 55·109 т приходится на океан и 100·109 т — на сушу. Из этого количества леса дают основную продукцию, составляющую около 65·109 т в год при средней продуктивности леса 1,3·103 т/км2 биомассы в год. Леса, следовательно, — самая продуктивная органическая система. Продуктивность лесов в 2—3 раза выше продуктивности других типов растительности суши и почти в 10 раз больше продуктивности океана.
Леса ответственны за газовый обмен, в частности за углеродный и кислородный циклы. Если принять годовой прирост древесины равным порядка 65·109 т в год, то общее количество ее примерно в 30 раз больше, т. е. 2·1012 т. Поскольку на 1 кг древесины приходится 0,35—0,5 кг С, общее содержание его в лесах составляет от 700·109 — 1000·109 т. Считается, что для производства единицы массы сухого вещества нужно затратить 1,83 единиц массы CO2. При этом в атмосферу выделяется около 1,32 единиц массы O2.
Всего, таким образом, леса поглощают из атмосферы около 119·109 т CO2 и выделяют в атмосферу 88·109 т в год O2. (Масса атмосферы — около 5,2·1015 т. В ней находится около 1,3·1015 т O2 и 2,57·1012 CO2.)
Около 53% мировых запасов леса составляют тропические леса. Их вклад в мировую продукцию сухого вещества — около 75%. Главный лесной континент — Южная Америка (площадь тропических лесов 11·106 км2, или 55% площади всех тропических лесов).
Большие лесные массивы находятся в северной части умеренной зоны северного полушария. В табл. 9 приведено более детальное распределение лесов.
Средний запас древесины зависит от типа леса. В сухих субтропических лесах Южной Америки он составляет не более 40 м3/га, а во влажных тропических лесах 200—300 м3/га и более. Промышленная продукция леса по данным ФАО на площади 2,8·109 га — около 1,45·109 м3 в год. Таким образом, промышленное производство леса не превышает 1,5—2% годового прироста древесины. Из этой продукции около 59% идет в эксплуатацию и в другие виды промышленности и 41% используется как топливо.
Использование леса как топлива эквивалентно реализации энергии в (17—21)·103 Дж на 1 г сухого вещества. Таким образом, в среднем фиксация энергии в древесной биомассе в год составляет порядка 1,2·1021 Дж.
Таблица 9. Распределение лесов, % площади широтной зоны
| Широта центра зоны, град | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
| Северное полушарие | 28,9 | 7,9 | 7,4 | 6,7 | 10,6 | 33,8 | 45,4 | 4,9 | — |
| Южное полушарие | 36,8 | 22,8 | 6,4 | 6,1 | 3,0 | 0,3 | — | — | — |
Леса влияют на тепловой баланс нашей планеты, влагооборот, речной сток, динамику атмосферы, ее газовый и аэрозольный состав и др. Коэффициент поглощения солнечной радиации деревьями очень велик, около 67 Дж/м2 (почва, лишенная растительности, поглощает 33 Дж/м2). Потенциальные испарения над лесом составляют 850 мм/год, а над почвой, лишенной растительности, — 425 мм/год. Степень покрытости лесом воздействует на водный и энергетический баланс планеты. В свою очередь, изменение составляющих энергетического и водного баланса сказывается на продуктивности леса. Потенциальная продуктивность лесов зависит от температуры самого теплого месяца, годового количества осадков, продолжительности вегетационного периода, внутригодовых колебаний температуры, испарения, радиационного баланса и др. В странах холодного климата повышение температуры способствует ускоренному росту деревьев, в то же время небольшие повышения испаряемости практически не влияют на него. В странах теплого климата рост деревьев не зависит от температуры, однако при подъеме температуры увеличивается испаряемость, в результате чего продуктивность леса уменьшается.
Климатические флюктуации также отражаются на росте деревьев, Достаточно сказать, что такая наука, как дендроклиматология, опирается на закономерности роста деревьев (фиксируемые на срезах по кольцам деревьев) в зависимости от климатических условий. Это позволяет достаточно надежно восстанавливать климат прошлого.
Известно, что линии лесов в горах тесно связаны с климатом, а их положение с высотой меняется при изменениях климата. Линия лесов в горах зависит от широты, высоты, места и климатических условий. В тропиках (в Андах, Гималаях) она возвышается на 5 тыс. м над уровнем моря, в полярных районах находится вблизи уровня моря. Потепления (похолодания) на 0,5—0,6° С вызывают повышение (понижение) линии лесов примерно на 100 м. И такие явления отмечались в прошлом.
