森林對蒸發、降水、徑流等水平衡要素及河流、地下水、泥沙等水文情勢的影響。又稱流域森林影響。
對蒸發影響 森林地區的降水，為林冠枝葉和林下枯枝落葉層截留。截留作用主要發生在降雨初期，一次降雨最大截留量有一定的數值。林冠枝葉截留的雨量最終消耗於蒸發，它與散發量（通過根、莖、葉向大氣逸散的水量）、林內地面蒸發量共同構成林地蒸散發。林地蒸散發中散發量占很大比重，地面蒸發量較小。氣候候濕潤，有充沛水分供給蒸發的地區，森林對流域的蒸散發影響不大；氣候幹燥，水分供應不足的地區，林區蒸散發比非林區大。
對降水影響 各傢看法出入很大，一般認為由於林冠大量蒸騰，林區上空水汽含量增多，濕度大；大氣中水平氣流經森林阻礙被迫抬升等，都有利於降水；林區內多水平降水。蘇聯卡明草原58年觀測資料表明，森林地區降水量比空曠地區大9％。中國的野外調查及實驗資料也有這樣的現象。但亦有不少資料表明，森林對降水沒有影響或影響甚微。
林下土壤的下滲強度一般比非林地要大得多。這與林地落葉層能減緩地表徑流流速、森林土壤中根系發育、土壤中有機質多、團粒結構發育等有關。據中國科學院地理研究所在陜西省黃龍林區的測定，林地的穩滲率比周圍的耕地和草地都大。
對徑流影響 包括對洪水、枯水、年徑流量和徑流年內分配等的影響。對於一次孤立的洪水，森林有明顯的降低洪峰、減少洪水流量、延緩洪水過程的作用。對於連續洪水，林區洪水流量通常比非林區大。在一般情況下，流域內林區枯季徑流量比非林區大，年內分配也較均勻。森林對年徑流的影響比較復雜。森林流域年徑流量比無林流域小，森林砍伐後會使年徑流量增加。大面積森林隨氣候和下墊面性質不同，其結果也大不相同。蘇聯在喀爾巴阡山南北坡36個流域內的調查表明，年徑流量隨林率的增大而增加。中國通過對比流域分析表明，北方幹旱地區年徑流量隨林率增大而減小（石質山區除外），南方濕潤地區則相反。從熱帶到溫帶，年徑流量均因森林砍伐而增加，造林後則使年徑流量減少。
對地下水影響 較為復雜，一般認為山區森林下滲的水量對地下水補給有利；平原森林對地下水影響隨氣候條件不同而異。
對生態環境影響 森林能防止土壤侵蝕。流經林區的河流通常含沙量低，水質好。森林砍伐後河流含沙量、有機物等增加，主要表現在硝酸鹽含量大為增加。
森林對人類生態環境的顯著作用，已越來越引起人們的重視。森林水文效應的研究對開發和營造森林，對環境質量的控制和改善均有重要的意義。20世紀初，瑞士、美國和日本等國就開始進行有林地和無林地的對比試驗及森林砍伐對徑流影響的研究。中國除進行試驗流域對比分析外，還采用瞭流域模擬等方法。森林水文效應涉及到森林、水文、氣象、土壤等多方面的問題，關系復雜，不同自然條件差別甚大，很難以一概全。尤其是在精確的實驗測定基礎上得出的局部地區的水文效應，很難推廣。今後會通過對各地區、各種自然條件下的水文效應實測資料，在水量平衡的基礎上進行綜合分析，找出一般規律，為改善人類生態環境，提供依據。
參考書目
R.Lee，Forest Hydrology，Columbia Univ.Press，New York，1980.