研究森林与气候的相互关系，对合理利用气候及森林资源，保护和恢复森林生态，应对气候变化，支撑社会经济可持续发展具有重要意义。

太阳辐射能是自然环境中诸多要素发展变化的主要动力，是森林生态系统能量形成的基础。太阳辐射能与水分条件的不同组合，形成地球上不同的气候带和气候类型，影响树种、林种的地理分布和森林生产力的变化。

太阳辐射强度对树木生长及有机物质的积累有重要意义。光照强度变化在林木的光补偿点和饱和点之间，林木光合作用速率随光照强度的增加而增加。地球上日照时间长短随地理纬度和季节的变化而变化，植物通过感受昼夜长短变化而控制开花的现象称为光周期现象。根据光周期现象的不同，树木可分为长日照、短日照和中日照树木。了解树木光周期现象，对控制林木生殖生长和树木引种驯化有重要意义。

每个树种的每个生长阶段有自己的最适温度。温度超过树种所适应的范围称为极限温度、过低温度和过高温度。多数温带树种，在5℃时开始萌发，10℃时开始生长，15℃以上才能开花。生长最适温度一般为25～30℃。在全球尺度上，温度是影响森林植被组分及分布的重要气候因素。在中国国东部自南向北温度逐渐降低，气候带由热带、亚热带、暖温带到温带，与气候带相应的森林植被由热带雨林、季雨林、亚热带常绿阔叶林、暖温带落叶阔叶林、温带针阔混交林到寒带针叶林。

水分是植物体的重要组成部分，林木枝叶及根系水分含量达50%以上，嫩叶含水量在80%～90%。水分是植物代谢过程中的必要介质，任何有机质的合成与分解必须有足够的水分。植物光合及蒸腾等生理活动强度、抗旱性及抗寒性均与水分密切相关。在光能与热量资源满足的条件下，降水是影响林木生长发育和森林生产力高低的主导气候因子。

影响林木生长发育的诸多环境因子中，自然降水的数量及其在年内的分布，强烈地制约着自然地理景观，决定着自然植被类型。年降水量小于250毫米的地区为荒漠或干旱草原，这一地区为灌溉农业区；年降水量在250～400毫米为草原或稀树草原，以畜牧业为主，水分条件稍好的局部地区可生长灌木林；年降水量在400毫米以上可以生长高大的乔木林。降水量由少变多，森林类型也逐渐发生变化，一般是从针叶林、落叶阔叶林过渡到针阔混交林、热带季雨林、雨林和湿生植物群落。

降水量的年际变化及年内分配状况不仅影响到林木生长发育，也影响到森林类型。例如在暖温带的大陆东岸，夏季湿热多雨，生长着高大的落叶乔木及部分针叶林树种；而在暖温带大陆西岸的地中海地区，冬季温暖多雨，有利于林木的越冬，而夏季炎热干燥，不利于林木的高生长。因此，地中海地区的森林以常绿的小乔木为主。 

风影响林木生长发育，主要表现在以下几个方面：①风可以为林木带来水分。风在运动过程中，热空气与低温的冷空气横向流入，使风增加湿度下沉，为林木带来湿润的水分。同时，风还会带来降水。②风可以加快林木水分蒸腾。夏季干热风在运动过程中，使树木树冠、枝稍和叶面水分大量流失，树木加快蒸腾作用，不断向树冠补充水分，为树冠、枝稍和叶面降温。③风可以为林木提供养料。风在运动过程中，带起尘埃，由于风可以传播粉尘，为林木的土壤带来肥力。④风可以加快林木生长速度。多数树木依赖风的摇力作用，不断撕裂韧皮部的纤维束管，促使细胞加快分裂，修复韧皮部被撕裂的纤维束管，使树木的年轮加宽。速生树木的年轮宽，就是风造成的；路边杨树通风良好，为树提供了生长条件，因而长得快。

CO₂作为植物光合作用所必需的气候资源，其浓度的增加有利于植物光合作用，从而促进植物生长和发育。一般认为，CO₂浓度升高对林木生长和生物量的增加在短期内能起到促进作用，但是不能保证其长期持续地增加。大气中CO₂浓度上升及由此而引起的气候变化将影响森林的生产力。 

气候变化是指气候平均状态随时间的变化，即气候平均状态和离差（距平）两者中的一个或两个一起出现了统计意义上的显著变化。气候变化对森林群落和树种的空间分布、组成结构化、林木、生理生态、生物生产力和碳平衡等具有影响作用。

森林影响气候主要表现在：森林能调节局地及区域气候、缓解气候变化。

森林对局地气候的调节机制源于树木的生理生态与物理作用，调节效应或程度与林区地理位置、森林面积大小、地形特点、林木种类、林型结构等因素有关。主要特点如下：①太阳辐射和日照时数比空旷地区少。因为阳光投射到林冠时，有一部分被反射，大部分被吸收，仅有一小部分透过林冠到达林内，且强度和性质都发生了变化。②森林内气温变化缓和。白天林内太阳辐射量少，树木蒸腾耗热，气温比林外空旷地区低，夜间林外空旷地区强烈放热冷却，而林内热量却不易散失，气温降低较慢，故夜间林内暖于林外。总体而言，森林地区年平均气温略低于空旷地区。③森林内风速小。风入森林后，由于摩擦和阻挡作用，风速减小。农田防护林对小气候最显著的影响就是使风速减弱。当风吹向林带时，气流受到林带的阻挡，一部分透过林带间隙，一部分则从林带上空翻越。穿过林带的气流，因受树木的阻拦，分散成无数的小涡旋，改变了气流原来的路径和强度。翻越林带的气流，也因树冠的摩擦而减弱。当到达背风面一定距离以后，这两股气流又互相混合，并在混合过程中相互作用，结果使林带背风面风速降低。随着离背风林缘距离的增加，风速又逐渐增大。④森林内的湿度比空旷地区大。因林内风速小，乱流交换弱，树木蒸腾作用和气温偏低所造成。⑤森林增加水平降水量。森林植物枝叶对雾、露、霜等水平降水具有很强的捕获能力，使得森林的凝结水量比空旷地多；森林的蒸腾作用使得相应区域的水汽量增加，夜晚气温降低，水蒸气逐渐液化，森林给水汽提供了附着条件，使得森林增加了水平降水量。

森林与湖泊等下垫面一样，由于气流的交换作用而对区域或邻近地区气候有影响作用。研究证实中国“三北”及沿海防护林体系对区域空气温度及湿度、风速具有影响作用，且能减轻农业气象灾害。但关于森林对区域及局地垂直降水量的影响，由于问题复杂，尚无定论。

森林具有缓解气候变化等作用，并已成为应对气候变化的根本措施之一。①由于森林通过光合作用，使二氧化碳以生物量的形式固定下来，这个过程被称为碳汇。②森林以其巨大的生物量储存着大量的碳，是陆地上最大的储碳库。③固碳时间长，只要不腐烂、燃烧，木制品固碳就会长期、稳定地持续下去。