海洋河湖池沼和地面的水分，由于蒸发作用和蒸腾作用而变成水汽，进入空气中去。空气中的水汽达到饱和状态后，就附着在一定的凝结核上，经过一定的过程，形成降水，落到地面上来。地面上的水分，再通过蒸发蒸腾作用，转化为水汽，混合到空气中去。这种水化为汽，汽再转变为降水的过程，叫做大地上的
水分循环。森林有加速水分循环的作用。
降水落到地面上，它的出路不外三条：一是蒸发到空气中去，一是由地表流失，一是渗入土壤。森林对于蒸发的影响，我们已经说过，现在说说森林与后两者的关系。经过许多试验和观测，证明森林能减少地表流失水量，使一部分水分渗入土壤，另一部分水分通过蒸发和蒸腾作用，很快地变为水汽，进入到大气中去。
地表流失水量，又称地表径流。森林为什么能减少地表径流呢？原因有以下几点：
1 森林
林冠能截留一部分降水，并且很快地蒸发到空气中去。林下的
降水量比无林地少，尤其在夏季暴雨时，能减少地表径流。据观察，不但小雨时森林中不易发生发生径流，甚至在雨量强度为44毫米的暴雨时，也没有发生径流。
2 森林中的雪融化较慢，所以大部分的水分都能慢慢地渗透到土壤中去，因而减少春季融雪所造成的径流。
3 森林中的土壤，因为腐植质的分解和积雪的保护作用，林中土温较高，冻结的深度也较浅，在春季开始融雪时，森林土壤业已解冻，雪水就容易渗透到土壤中去，流失的水也就减少。在空旷的田野中，土壤冻结层较深，所以春季融化的雪水，不能渗透到土壤中去，而以地表径流的方式流到河流中，冲刷地面的土壤，引起春季的洪水。
4 由于森林中的土壤具有核桃状结构，善于吸收水分，减低地表径流。
5 森林中的枯枝落叶层，具有很大的容水量和渗透性，能够保持水分，也能减少地表径流，帮助水分渗入土壤。
6 森林中即使有一部分径流，也被森林阻挡而减弱。
以上原因，说明了森林中的地表径流远较无林地为少，尤其是当春季融雪期中，无林地的雪很快地融解，地表径流大，江河泛滥，往往造成很大的洪水，而森林地带就没有这种现象。
森林减少径流的能力的不同，一方面看森林的面积大小，一方面看森林分布的情况。在合理分布的防护林带，森林的面积只要占整个区域的10％左右就能使森林草原的地表径流减少1／2以上。如果森林面积是这一地区的15％～20％，就可能使地表径流几乎完全终止。如果森林分布是任意的，那么即使植林面积大至70％～80％，恐怕还不能收到这种效果。
现在再来看森林区渗入土壤中的水分情况。由于林冠阻挡降水，森林内地面上获得的水分虽然没有田野多，但是由于林中地面蒸发慢，积雪覆盖层很厚，雪水融化速度小，雪水和雨水的径流弱，以及森林土壤的透水性强，森林土壤比无林地土壤得到的水分多。根据观测，森林土壤平均每年比田间土壤要多获得107毫米的水分。
在草原地区种植森林以后，土壤湿度就有显著地增加，地下水位也随着上升。如在俄罗斯沃龙涅什省卡明草原，在涨春水时，草原中地下水位为73毫米；在森林带之间的田地为91毫米，而在森林带内，则为165毫米。在干旱的年份，无林地土壤的地下水位降低很快；而在森林下面地下水位却不会突然下降，必须等到干旱的次年才会下降。假使干旱的次年降水量较多，那么，森林土壤中的地下水就很容易得到补充，旱象就不显著。所以无林地地下水位的变化往往很大，而在有森林的地区，因为森林的调节作用，地下水位在一年中变化较小，地下水流动很慢，通常一年只流动2千米。它缓缓地流入河、溪、湖、海里去，或以泉水状或以各种自流井水状自地内冲到地面上来，成为大地水分循环的一部分。
在俄罗斯北方多沼泽的地区，地面温度低，蒸发弱，地下水位极高，种植森林以后，由于森林根系在土内吸收了大量的水分，通过叶子的蒸腾作用，将这些水分化为水汽，进入到空气中去，这样就会逐渐使地下水位降低，防止地面沼泽化。
由此可见，森林又是土壤湿度的调节者。在地面水分循环中，森林起着很大的作用。我们很清楚地看到这样的事实：无数河流，每年从陆地上把千百亿立方米的水带到海洋里去。在阳光的照耀下，这些水不断地蒸发为水汽，进入到大气中来。海洋气流又把这些水汽送至大陆上，经过一定的过程，以雨雪等形式下降，完成自然界的水分循环。这种循环，基本上就是海洋与大陆之间水分的交换，又称做水分的
大循环。就大陆的角度来讲，被江河送到海洋里去的水，在水分收支中算是支出。而由于蒸发作用，以雨雪和其他降水形式来到大陆，降落的水，算是收入。
濒临大陆的海平面，并没有多大的变化。因此可以推想，流经广阔的海洋并在那里蒸发的水量，与以雨雪或其他降水形式降落到大陆上的水量之间，有某种均衡的趋势。自然界中的水分收支，应当是平衡的。但是经过直接观测和计算，这种均衡的趋势并不存在。例如欧洲和
小亚细亚，每年平均降水总量为7034立方千米，而流入海洋并在那里蒸发的水量，只有2828立方千米，两者的差额很大。
为什么会有这么大的差额呢？这就是水分循环次数的问题了。由海洋来到大陆的水分，并不是一次而是两次，有时是更多次地参加降水过程。海洋气流中的水汽，上陆凝结成为降水后，并不是立即地，也不是完全地流到河中海中，而是被植物和从蓄水库的表面蒸发到大气中去，因而它再次凝结成云，下降成雨雪，落到地面上来，增加降水的数量。
这种水分循环，叫做内部水分循环，又可以叫做水分
小循环。森林能够截留一部分降水，在林冠上和枝干上蒸发，减少径流，增加土壤水分，通过根的吸收，叶的蒸腾，又化为水汽，进入到空气中去，使空气的湿度变大，改变气流的构造，加速降水的过程。这种种作用，都使得内部水分循环的次数增多。