Значение тепла. Солнечная радиация, проникающая к поверхности земли (солнечная облученность), приносит основную часть тепла, необходимого для жизни леса. Тепло атмосферы и почвы — один из основных факторов роста, развития и формирования леса. Раскрытие почек у деревьев, а также дальнейший рост листьев и побегов происходят при плюсовых температурах, равно как и рост корней, цветение, прорастание семян. Древесные породы по-разному относятся к теплу. По мере продвижения с севера на юг древесная растительность меняется по составу пород и производительности. Дубравы лесостепи сменяются степными растениями, а степь переходит в зону пустыни, хотя количество тепла в этой зоне достигает максимальной величины. Это происходит потому, что большому количеству солнечной радиации в зонах степи и пустыни противопоставлено незначительное количество влаги. Вследствие этого условия жизни древесных растений ухудшаются и вместо леса в степи преобладают ковыль, типчак, а в пустынях, где влаги еще меньше, чем в степях, растений либо нет, либо встречаются ксерофильные виды растений. Состав леса, его рост и развитие зависят от количества тепла. В пределах географических зон древесные и кустарниковые породы требуют определенных температурных условии для нормального роста и развития.

Цветение деревьев, созревание, выпадение, распространение и прорастание семян, рост самосева и подроста — все это происходит у разных растений при неодинаковых температурах.

Источники тепла. Кроме прямой солнечной радиации, лес получает тепло в результате: проникновения рассеянной радиации; встречного излучения атмосферы; притока тепла от более глубоких слоев почвы, скрытой теплоты парообразования, выделяющейся при конденсации водяных паров; притока тепла, сопровождающего распад радиоактивных веществ; тепла, выделяющегося в результате разложения лесной подстилки и отдаваемого стволами деревьев и их кронами в период охлаждения воздуха и почвы. Лес потребляет тепло при фотосинтезе, испарении влаги с поверхности почвы, крон деревьев, при транспирации, прогревании приземных слоев воздуха и нижних слоев почвы, а также при нагреве почвенной влаги, стволов и крон.

Баланс тепла почвы можно определить разностью количества приходящего и расходуемого тепла. Однако эта величина ориентировочна, так как приход и расход тепла зависят от многочисленных факторов: смены мочи и дня, зимы и лета; от ветра, облачности, влажности, рельефа местности и т. д.

Общий баланс тепла может быть определен для каждого конкретного типа леса, вырубки, поляны, болота, водной поверхности, трелевочного волока. Тепловой баланс вырубки, например, зависит от ее ширины, расположения семенных групп, семенников и других факторов.

Влияние холода и тепла на рост леса. Растение может погибнуть или затормозиться в росте вследствие резких колебаний температур. Внезапное понижение температуры приводит к отмиранию клеток в растении, которое происходит в результате образования кристаллов льда, вытягивающих воду из клеток и межклеточных пространств растений. Обезвоживание растений вызывает свертывание коллоидных веществ цитоплазмы, которая становится после оттаивания не способной к жизнедеятельности. Основными причинами повреждений от жары являются обезвоживание клеток и разрушение структуры цитоплазмы.

Установлено, что чем ближе данный вид растения к границе своего ареала и чем хуже общие внешние условия, тем сильнее действуют неблагоприятные крайние температуры. В зависимости от вида растения и его состояния верхняя температурная граница может меняться. Для большинства растений переносима крайне высокая температура около 35—40 ° и реже до 50 °С. Однако сеянцы бука, сосны и клена погибают, если температура почвы на некоторое время превышает 46 °С. Часто побеги молодых растений, расположенные ближе к почве, совсем не растут, так как температура поверхности почвы может доходить до 80 °С. Для различных органов растений также характерна в свою очередь определенная максимальная температура. Так, освещенные в течение дня лучами солнца листья могут нагреваться у лиственных до 15 °С и выше температуры воздуха, у хвойных до 10 °С. В. То же время ветви и стволы, как более массивные органы, не способные к интенсивному теплообмену, могут нагреваться еще выше: ветви сосны от 8 до 48 °С, а ствол ели до 55 °С. На сухих местообитаниях в пустыне листья нагреваются до 50 °С, а суккуленты до 60— 65 °С.

Минимальная температура имеет большую амплитуду для различных видов растений. Некоторые растения северных широт в состоянии зимнего покоя переносят морозы до —75 °С. В то же время тропические растения повреждаются от холода уже при температуре 5 °С, если температура ниже нуля, они погибают. Однако при анализе температурных границ следует помнить, что эти цифры имеют относительное значение. Есть сведения о том, что границы устойчивости к морозам у отдельных древесных пород могут быть значительно расширены.