蒸发与蒸腾
大气圈中的水汽都是由地面蒸发而来的。它得之于大洋表面的数量最多，湖河次之，从陆地表面上获得的数量最少。
森林区域地面上有树木，树木有蒸腾作用，树木的枝叶等以及树木以下的土壤也有蒸发作用。因此，森林区空气中的水汽，有这两个来源。
以土壤的蒸发作用来讲，陆地表面水分的蒸发，受各种因素的影响，异常复杂。假如地势平坦，地面上又没有树木或任何植物，那么，蒸发量的大小和快慢，是受着气象条件和土壤性质决定的。
在气象条件中，空气湿度、日光热和风速三者对于陆地表面蒸发起很大的作用。空气湿度愈小，距离饱和状态愈远，日光热愈强，风速愈大，陆地表面水分蒸发愈快，蒸发量愈大。
森林区域的土壤，有高大的树木荫蔽着，土壤的表面很不容易得到充分的日热，因而空气温度以及土表温度都较无林地为低。其次，有林地带由于林冠的阻碍，接近土表的空气层湿度较无林地高，通常要高10％～20％。风速也比较小，一般皆呈无风状态。这三种气象条件，都不利于土壤蒸发。所以，有林地土壤蒸发，是显著的减少。莫斯科以北莫洛格和谢克斯娜两河间，曾进行过这样的观测。在每年的7月到10月间，山丘牧场土表的蒸发为346毫米，云杉白桦林的蒸发是130毫米，而林中休闲地（旷地）蒸发是223毫米。这就说明，云杉白桦林中，土表的蒸发量仅是牧场的37％，休闲地的59％。
土壤种类，土粒大小、颜色、疏松性和土壤中水潜伏的深度等，对于蒸发作用都有影响。沙土表面的蒸发比黏土少。土粒愈小，彼此愈紧接，因而土壤毛细管的直径也愈细。毛细管愈细，水分蒸发作用愈强。疏松土壤的毛细管较粗，蒸发较弱。如果土壤中水分缺乏，水分以水汽的形态在土中移动，那么压紧土表，可以阻止水汽从土中逸入空气；土壤疏松多孔，反容易使水汽散失。此外，如土壤中水位高低，水中含有盐分，这些因素，都和蒸发的强弱有关系。水位愈高，愈近蒸发面，蒸发愈强。土壤中水多少含有一些盐分，因此土壤中水分的蒸发速度比蒸馏水较慢，但是这种差异并不显著，只有在土壤中水分所含的盐的浓度达到能使植物死亡时，才有显著的减低。
森林区域，土壤的表面，情况是不同于无林地的。第一，森林中土壤的表面有枯枝落叶，有地被物，它们能吸收大气中的水分，减低土壤中毛细管的作用，使土壤蒸发量减少。观测结果显示：在森林中有枯枝落叶层的土壤，比无枯枝落叶层的土壤蒸发减少7％～10％。其次，森林区域的地表，常常被小动物及昆虫如蚯蚓等在地下掘成通道，破坏土中的毛细管，使水分不易蒸发。而且相反的，由于这些通道不是暴露在空气中而是掩蔽在地下的，所以反容易吸收大气中的水汽，这样就使得森林区土壤中的水汽蒸发更不容易。
森林区域的地形也不一定是平坦的。有的在山上，有的在盆地中，有的在斜坡上。地形不同，土壤表面蒸发就不一样，也就是说，决定蒸发作用的因素更多了，更复杂了。假设在倾斜15°的向南斜坡上蒸发为100％，那么在倾斜度相同的东向斜坡上，蒸发降低为86％，西向斜坡降低为84％，北向斜坡降低为71％。
总的说来，森林区域土壤表面的蒸发为量较小，它是由各种因素所决定，异常复杂的。可是树木林冠的表面上，树枝树叶上，蒸发到空中的水汽也是不少的。这些水汽的来源，有的是在降雨降雪时期截获的，有的是因为晚间冷却，空气中的水汽凝结在它上面的。由于这些林冠以及树枝树叶的面积特别大，截留的水分多，汽化到空气中的蒸发量也就多了。
至于树木的蒸腾作用，是一个生理的过程。在一般情况下，形成1克树木组织，大约要蒸腾300克到400克的水。这些水，都是由树木的根部从土壤中吸取的。水分被吸取后，通过树干送到叶子中，几乎完全由叶子蒸腾掉，只有很少量吸收到植物的组织中。在气候干燥的区域，植物只能从1千克水中截取1克。而在潮湿的气候中，则能截取2～3克。这就说明了树木必须从土壤中吸取大量水分，才能适应它在生长时期中的需要。同时，森林区域的空气中，也就因此而得到多量的水汽。树木的蒸腾作用是由许多因素决定的，如树木的品种，根的分布状态，树木发育与增长的程度，湿度，温度，光照，土壤的成分和它的化学特性，风，等等。现在分别说明如下：
树木的品种不同，在生理过程中，吸水放水的情况就不一致。凡是需要水分多的树木，蒸腾量亦必多，否则反是。根据需要水分的情况，树木可以分为三大类：1．水生植物，只能生长在潮湿的环境中，如黑赤杨、水生柳等。这种树木，生长时需要大量的水分，因此，它蒸腾而出的水汽就必多。2．干生植物，这种树木在干燥的气候环境中也能生长，如梭梭木等。水分来源既少，因蒸腾而放出的水汽就不多。3．中生植物，这种树木如胡桃等皆是，水分的需要量变化很大，蒸腾量也必定有很大的不同。由此看来，树种不同，蒸腾量的大小也会随之而异。
树木根部深入地下，吸取水分，因而使地下的毛细管作用加强，继续不断地把水汽送入空气中。可是根系的深度也是随着品种和环境而不同的。有的树木根部深，有的浅。土壤层厚的地方根部深，浅的只有向横处发展扩大面积。在有利的条件下，这个深度有时能超过树的高度。像俄罗斯南部的橡树，根部深度还超过了树高。通常的情况，根深是在2～4米之间。因为根这样深，与根部相接触的土壤，又把更深处的水分，藉毛细管的作用送到根内。根据估计，让田林的根系作用可以达到3～5米。布佐罗克松林里，松的根系竟达5～7米。
树木的根部，不但很深，而且，分布的面积很广。它生长着很多的根须，分布在各层土壤中。树木根系不大的，根须总长只有几十米，而大的却有几千米。这样巨大的根部，吸水能力可以想见。气候愈干燥，根部愈深，分布的面积愈广。干燥地区树木的根深达10米，侧根分布的面积，可达150平方米到200平方米。这些根分布在地下，好像自来水管一样，深的吸取土壤中的水，浅的以吸取因降雨而渗透到地下的水分为主。根据俄罗斯布佐罗克考察团的资料，一年内森林从1公顷土壤里吸取的水分与蒸腾到空气中的水分，有100万～350万千克，或100～350厘米，或约占该地降水量的20％～70％。
树木蒸腾作用的强弱，主要的是看树叶的多寡；而树叶的多寡，又与树木的发育与增长的程度有密切的关系。同一树种，在不同树龄，不同季节中，蒸腾数量是有差异的。同时，树叶的外表，又有针叶与阔叶两种，它们的蒸腾数量，也是不相同的。根据资料：老年的针叶树比幼年的针叶树蒸腾量要少3～3．5倍。幼年乔木蒸腾的水分，较老年乔木为多。又根据实验，知道针叶树的蒸腾能力比阔叶树的蒸腾能力小。
春季是树木欣欣向荣的时期，夏末秋初是凋谢的时期。因此，春初需要水分多，蒸腾量亦大，秋季较小。春季槭树叶的蒸腾比夏末约多1．5～2倍。因此经过冬眠的针叶树，一到温暖春晴的天气，地面部分马上就恢复蒸腾作用，可是地下仍然冻结未解，吸水无路，放水之门大开，树木往往因此而枯死。在冬季，气温在零度以下时，也会因地上部分蒸腾而发生干枯的现象。
树木因有蒸腾作用，所以送到空气中的水分为量很多。一般地讲，比同一地带的水面在同样条件下的蒸发量还要大些。这是因为树木有众多的树叶，蒸发面比它生长的占地面积大了若干倍的缘故。1公顷44龄桦树林的叶面积有7．5公顷，无怪乎它能发挥出这样巨大的效用。可是有的树木树皮很厚，而且角质化或有绒毛腊质层，分泌挥发油，气孔少而深陷，叶子组织紧密或者叶子少，情况就不是这样。不过它与附近无林区来比，送到空中的水汽还是较多的。
空气的潮湿程度，对于树木的蒸腾作用关系最大。计算空气潮湿程度的方法有好几种，最基本的是水汽压。空气是混合气体，整个空气柱在单位面积上所施的压力叫做大气压，其中水汽部分所施的压力，叫做水汽压。在一定的温度下，空气中所含的水汽量，只能达到某一个最大限值，当空气中的水汽含量达到这个最大限值时，就叫做饱和空气。饱和空气所施于单位面积上的压力，叫做该温度下的饱和水汽压。在某一温度下饱和水汽压与现有水汽压的差值，叫做饱和差或湿度差。干燥的地方，空气中水汽少，离开饱和的程度很远，饱和差大，树木的蒸腾作用极快。有时因为气温高，又有干燥的风吹来，空气中水汽极少，树木的蒸腾作用加速进行，树叶失水过多，根系吸来的水分来不及供应，树木就会发生枯萎的现象。相反的在低温而湿润的地区，空气中饱含水汽，饱和差小，植物的蒸腾作用就弱。
空气温度对于树木蒸腾作用的影响虽然很大，但却是间接的。气温降低了，原有的水汽距离饱和程度就较近，饱和差变大，蒸腾作用慢。气温高了，原有的水汽距离饱和程度就较远，饱和差变小，蒸腾作用快。因此，树木的蒸腾作用，夏季比冬季快，日光强时快。其次，树木的蒸腾作用是通过树木的气孔来进行的。根据实际观测，气温在40℃以下时，气孔开放或收缩的能力最强，它可以随着外界条件的变化，加强或减弱它的蒸腾作用。可是气温超过40℃时，气孔就大大的张开，失却收缩的能力，树木内部的水分就会大部放出，树木就易枯萎。此外，气温较高，土壤温度也会相应的升高。土壤温度高，就会加强把水分送入树木的根部，通过树干及树叶，再把水汽送入空气中，加强蒸腾作用。相反的，气温低时，树木的蒸腾作用就会减弱。
光照可以分直射光和散射光。直射光就是日照；散射光不是由太阳直接照射来的光线，如日出前日落后天空的亮光等都是。森林区域，直射光较少而散射光很多。散射光可以使蒸腾作用加强30％～40％，直射光则可以增强好几倍。因此，树木蒸腾作用的强弱，与太阳照射是有密切关系的。
树木蒸腾作用的强弱，跟土壤这一因素也有着很大关系。在土壤中，有许多阻碍根部吸水的力量，称为持水力。土壤持水力的大小，是由土壤的成分决定的。因此，土壤的种类不同，持水的能力也就有所不同。例如土壤中水都是各种盐类的溶液，它与净水不同，溶液本身有吸取力，不易让水分失去，因而根部就难吸收。又如土壤中是有胶性物质的，如果土粒愈细而且胶性物质愈多，那么土壤中被土粒和胶性物质紧结着的水分也愈多。这些水分，是很难被根部细胞取用的。任何土壤中都有盐类和胶性物质，但是含量的多寡各处不同。因此，树木根部的吸水量和由树木蒸腾到空中的水汽量，也就受到影响，在分量上有所容差了。
风对蒸腾作用也是有影响的。风来时，树木周围的饱和空气就会不断地离开，干燥的空气就会不断地吹来，这样，就增强了蒸腾作用，尤其是干燥风来时，影响特别强。森林边缘的树木蒸腾作用较森林内部为强，就是这个缘故。
以上这些因素，都影响着森林区域的蒸腾速度的快慢和蒸腾量的大小。同时，这些因素，又是相互影响的。比如光照不同，会影响温度、湿度和风树木品种不同，土壤特性不同，会影响根部的水分吸收和蒸腾量。同时气候条件又能影响树木的生长，彼此是相互关联，而且是错综复杂的。所以说，树木的蒸腾作用并不是一个简单的过程。可是尽管如此，森林区域既有蒸发，又有蒸腾，送入空气中的水汽还是异常之多，远非无林区域所可比。
森林对降水的影响
降水的形态很多，一类是由云中降落到地面上的降水，包括雨、雪、霜、雹等，一类是由空气中的水汽在地面上或地面物体上着落而形成液体或固体状态的，包括露、霜、雾凇和雨凇等。气象学上所称的降水量，就是指这些液体降水和固体降水（化为液体后）的深度而言，通常以毫米为单位。
森林对降水的影响极大，一方面它能增加降水量。另一方面，林冠又能截留一部分降水量，减少径流，蓄积雪量，延缓融雪的过程。
先谈降水量的增加，资料显示，每年都是森林地的降水量多于无林地，平均每年森林地降水量较无林地多17．4％，绝对值多93毫米。
在俄罗斯沃龙涅什省森林草原带，赫列诺夫斯基松林区中，5月到9月的降水，比该林附近开旷地上在同一时期的降水要多10％～14％。乌斯曼大森林区中的降水，则比开旷地上的降水多12％。
森林上空，从云中下降的降水，为什么会比无林地多呢？原因有以下几点：
1．森林能阻留降水，减少地面的径流，使雨水缓缓地渗透到土壤中去，提高土壤中的水位，再通过根的吸收和叶子的蒸腾作用，将大量的水分送到林地的空气中去。同时，树枝树叶上，林区地面上截留下的降水，又有广大的蒸发面蒸发水汽。因此，森林区域空气中的水汽量多，湿度大，容易饱和凝结。
