Леса работают как глобальный пульт управления планеты, хотя занимают меньше трети площади суши. Их влияние на ресурсы пресной воды и климат несоразмерно велико: они аккумулируют углерод и перераспределяют влагу, потому что биологические процессы в лесных экосистемах масштабируются до уровней атмосферной физики и общей циркуляции воздуха.

Регулирование воды начинается с испарения и транспирации — совместного потока влаги с поверхности почвы и через листья. Плотные кроны перехватывают осадки, гасят силу падающих капель и направляют воду по стволам и ветвям, благодаря чему она лучше просачивается в почву, а не уходит в поверхностный сток. Корни формируют крупные поры и повышают проницаемость почвы, ускоряя пополнение подземных вод и выравнивая устойчивый сток рек. Поднимая водяной пар вверх, леса меняют поток скрытой теплоты, воздействуют на микрофизику облаков и смещают зоны и сроки конденсации и выпадения осадков далеко за пределы самого лесного массива.

Те же структурные особенности, которые двигают воду, помогают и запирать углерод. В процессе фотосинтеза деревья поглощают углекислый газ из атмосферы и превращают его в долговечную древесную биомассу. Высокая запасенная биомасса означает большой запас углерода на единицу площади, а постоянное опадание листьев и ветвей и обновление корней подпитывает запасы органического углерода в почве. Лесной микроклимат замедляет разложение органики по сравнению с открытыми участками, снижая скорость потери накопленной энергии в органическом веществе. Режим нарушений и смена стадий развития леса в итоге определяют, будет ли он в общей углеродной балансовой картине выступать чистым поглотителем углерода или его источником.