Наука, изучающая леса, называется лесоведением. Одна из ее основных прикладных отраслей - лесоводство, которое разрабатывает методы разведения лесов из определенных пород, их использования и восстановления на вырубках, гарях и иным образом нарушенных лесных площадях. Оно также занимается проблемой создания лесов в безлесных в прошлом районах. Лесоводство требует знания свойств древесных пород и их генетики для выведения гибридов или отбора естественных линий с особыми признаками, например повышенной устойчивостью к поражению насекомыми или заболеваниями и высокими темпами роста. Направление, называемое дендрологией, связано с классификацией деревьев. Еще одна область лесоведения - экология древесных пород.

Дендрометрия, или лесная таксация, - это установление количественных параметров лесов: запасов древесины, высоты и качества деревьев и древостоев. Такие данные необходимы для оценки лесов в коммерческих целях, а также для изучения их развития и определения эффективности различных методов их использования и разведения.

Лесоустройство - система мероприятий по разведению и целенаправленному использованию лесов на основе знаний в области лесоводства, социально-экономической информации и опыта предпринимательской деятельности. Первые попытки рационального ведения лесного хозяйства были направлены на улучшение условий охоты и возобновление промысловых животных. В 18 столетии в Германии начались лесоустроительные работы с целью повышения производства древесины. Хотя в США уже в 1817 появились охраняемые насаждения для обеспечения корабельным лесом военно-морского флота, но лишь в конце 19 в. проявился интерес к лесоустройству. Первоначально преследовались две цели: водоохранная и лесозаготовительная. Позже сформировалась концепция многоцелевого использования лесных массивов: для получения древесины, воспроизводства дикой фауны, охраны водных и почвенных ресурсов, рекреации, научных исследований, удовлетворения эстетических и других потребностей. Обычно превалирует одна из этих функций, но встречаются и леса многоцелевого назначения.

Еще одно важное направление современного лесоводства - охрана лесов. Ежегодно леса сильно страдают от инвазий насекомых и заболеваний, пожаров и таких неблагоприятных погодных явлений, как ураганы, засухи и сильные снегопады с порывистым ветром, приводящие к обледенению стволов и ветвей. Человек также может наносить большой вред нерациональными лесозаготовками, выпасом скота в непригодных для этой цели лесных угодьях, уничтожением хищников, контролирующих численность вредителей, и непосредственным сведением лесов.

Охрана ресурсов животного мира. Многие виды охотничье-промысловых животных входят в состав лесных экосистем и часто встречаются в лесных угодьях и там, где леса чередуются с открытыми ландшафтами. Кроме того, многие виды рыб изобилуют в густых прохладных водоемах на залесенных водосборах. Бобр, норка, лось, медведь, лисица, олень, индюк, куропатка и другие крупные и мелкие охотничье-промысловые животные населяют главным образом леса. Некоторые виды предпочитают старые леса, другие - молодые сообщества с густым подростом и подлеском, третьи обитают там, где леса чередуются или граничат с безлесными участками. Одна из задач рационального использования лесов - создание наиболее благоприятных условий для обитания определенного вида животных либо для обеспечения наибольшего видового разнообразия фауны.

Охрана вод и почв. Леса в целом очень эффективно регулируют поверхностный сток и способствуют сохранению запасов воды в почве. Каждый, кто укрывался от дождя под деревьями, знает, что их кроны перехватывают и задерживают часть осадков. Бльшая часть остальной воды впитывается почвой, а не стекает по ее поверхности в реки и озера. Поэтому на залесенных территориях эрозия почв развита слабо. Хотя часть поглощенной влаги снова выходит на поверхность из родников, это происходит не сразу, а через несколько дней или недель, и не сопровождается резкими паводками. Другая часть просочившейся влаги попадает в более глубокие водоносные горизонты и пополняет запасы грунтовых вод.

Борьба с лесными пожарами и их предупреждение. Пожары повреждают или уничтожают ценную древесину и пагубно влияют на лесовозобновление. Лишая почву растительного покрова, они приводят к серьезному и долговременному ухудшению состояния водосборных бассейнов, снижают рекреационную и научную ценность ландшафтов. При этом страдают или гибнут дикие животные, сгорают жилые дома и другие постройки, погибают люди.

Из всех явлений, причиняющих экономический ущерб лесам, лесные пожары в наибольшей степени поддаются контролю, так как большинство из них вызвано человеком.

Для предотвращения лесных пожаров важное значение имеют массовая пропаганда (плакаты, тематические выставки, специальные природоохранные программы) и соблюдение законов, ограничивающих применение огня в лесах. Не меньшее значение имеет снижение риска возгорания. Для этого вдоль дорог удаляют легко воспламеняющийся кустарник. Для уменьшения опасности возгорания от ударов молнии вырубают сухостой. Внутри лесных массивов прокладываются противопожарные просеки, делящие лес на участки, в пределах которых пожар легче локализовать и потушить.

Когда начинается лесной пожар, в первую очередь необходимо точно и оперативно обнаружить его очаг. В периоды особой пожароопасности, например в засуху, дополнительно действуют воздушные патрули. Когда пожар замечен, о его местоположении и масштабах оповещают пожарных. Диспетчеры быстро формируют и направляют в нужный участок пожарные команды, которым часто помогают добровольцы. Пока идет борьба с огнем, наблюдатели на вышках и в воздухе передают по радио информацию о скорости и направлении его распространения, что помогает быстрейшей ликвидации пожара.

Борьба с насекомыми-вредителями и заболеваниями. Стоимость потерь древесины из-за повреждения насекомыми и болезнями превосходит ущерб, наносимый лесам всеми прочими факторами, включая пожары.

В нормальных условиях количество насекомых-вредителей и болезнетворных организмов (патогенов) в лесах относительно невелико. Они способствуют разреживанию густых молодых древостоев и губят слабые или поврежденные деревья. Тем не менее время от времени численность таких насекомых или патогенов резко возрастает, что приводит к гибели деревьев на обширных территориях. Полное истребление всех вредоносных видов экономически невыгодно и биологически неразумно. Поэтому задачей защиты лесов является предотвращение вспышек их численности и сокращение потерь в случаях, когда такие вспышки все же происходят.

Для разработки методов защиты лесов от повреждений необходимы научные исследования. Они включают определение видовой принадлежности вредителей леса, изучение их жизненного цикла, пищи или видов-хозяев, а также естественных врагов. Эти работы позволяют вывести новые линии или гибриды древесных пород, сочетающие устойчивость к заболеваниям и вредителям с полезными хозяйственными свойствами.

Для сокращения популяций таких насекомых-вредителей леса, как непарный шелкопряд, еловый листовертка-почкоед и пяденица, раньше широко применялось распыление с воздуха инсектицидов. Однако это губит не только вредителей, против которых применяется, но и полезных насекомых. Инсектициды также смертельно ядовиты для птиц, млекопитающих и других животных, поэтому к таким мерам обычно прибегают только, когда все прочие оказываются неэффективными.

Гербициды применяются для уничтожения промежуточных хозяев болезнетворных организмов или зараженных деревьев с целью ограничения распространения заболевания. Непосредственная обработка растений ядохимикатами обычно целесообразна лишь в питомниках и искусственных насаждениях. Большинство средств для уничтожения болезнетворных организмов вносится в почву или применяется на стадии саженцев перед посадкой.

Чтобы избежать поражения лесов вредителями или болезнями или сократить ущерб от него, применяется ряд профилактических мер. Особенно чувствительные к заболеваниям, слабые или инфицированные деревья удаляются при периодических санитарных рубках. Промежуточные хозяева патогенов уничтожаются с помощью гербицидов. Принимаются меры по охране и увеличению численности естественных врагов насекомых-вредителей.