距今4.2億～3.6億年的泥盆紀是陸生植物的大發展時期。化石記錄表明，到泥盆紀晚期，除了被子植物以外所有的植物類群都已經出現。到了中泥盆世時期，地球上首次出現了森林。

距今4.2億～3.6億年的泥盆紀是陸生植物的大發展時期。化石記錄表明，到泥盆紀晚期，除了被子植物以外所有的植物類群都已經出現。當時的植物型別也是多種多樣的，從僅有數釐米高、纖細的草本植物，到高達30多米的大樹；從半水生的早期蕨類植物，到具有複雜龐大的氣生根和高大樹冠的大型蕨類植物；從依靠孢子生殖的細小蕨類植物，到營種子繁殖的裸子植物……到了中泥盆世時期，地球上首次出現了森林。

泥盆紀時期的植物數量大，種類多，但外觀卻和今天的植物差別極大，看慣了現生植物的人們往往會覺得那時的植物都如同怪物。地質歷史上的第一片大森林就由許許多多高大的“怪物”所組成，可以透過儲存在岩石中的植物化石來推測泥盆紀時期的陸生植物世界的外貌。

構成泥盆紀森林的植物主要有三種類型，即喬木狀石松類、前裸子植物類以及早期真蕨類植物。嚴格地說，這三種類型的植物都是依靠孢子進行繁殖的，都屬於蕨類植物。裸子植物儘管在泥盆紀已經出現，但只是較低矮的植株。

石松是一種蕨類植物，它的孢子葉一般聚整合穗狀，孢子囊著生在具有單葉脈的小型葉腹面上。現生石松全都是草本，分佈於熱帶和亞熱帶等地區。石松植物是化石記錄最長的一種陸生維管植物，早在志留紀的地層中就有石松類的化石了。石松植物最繁盛的時期是石炭紀和二疊紀，當時的石松既有草本，也有高達30米以上的大型喬木。喬木狀石松類植物起源於中泥盆世時期，典型的特徵是具有單葉脈的小型葉。早期的喬木狀石松高度僅為3～5米，從泥盆紀中期開始，石松植物長得越來越高大。到了石炭紀，這些石松植物的最高可達30～40米。大型石松類植物是古生代森林的重要組成植物之一，當今世界部分煤田中的煤就是由這些高大的植物經成煤作用而形成的。

前裸子植物中最具代表型別的植物是古羊齒。它是最早具有現生樹木外觀的植物，這種樹的樹幹與今天的松樹類似，高可超過20米，其樹幹的化石就是最早的矽化木。古羊齒靠孢子進行繁殖，但內部的組織結構卻和現生裸子植物的相似，是具有低等蕨類的外部形態和高等裸子植物的內部結構的結合體，是一種盛行於晚泥盆世早已滅絕了的古植物。

構成早期森林的真蕨類植物，化石從美國紐約中泥盆世的地層中發現，高可達5～6米。這種植物具有複雜的分枝系統，被稱為枝蕨類。這種植物在生長過程中末端枝系或葉不斷脫落，莖的基部膨大。

現代森林的形成和發展，經歷了一個漫長的演化過程，一般分為3個階段：

①蕨類古裸子植物階段。

在晚古生代的石炭紀和二疊紀，由蕨類植物的喬木、灌木和草本植物組成大面積的濱海和內陸沼澤森林。

其中鱗木和封印木高可達20～40米，徑1～3米，是石炭紀重要的造煤植物。現在熱帶地區還有孑遺的樹蕨。

②裸子植物階段。

中生代的晚三疊紀、侏羅紀和白堊紀為裸子植物的全盛時期。

蘇鐵、本內蘇鐵、銀杏和松柏類形成地球陸地上大面積的裸子植物林和針葉林。

③被子植物階段。

在中生代的晚白堊紀及新生代的第三紀，被子植物的喬木、灌木、草本相繼大量出現，遍及地球陸地，形成各種型別的森林，直至現在仍為最優勢、最穩定的植物群落。

森林起源：亦稱林分起源或林分成因。指森林形成的方式，也就是森林的繁殖方式。

具體分為兩種情況：①林分最初形成時的起源。因起源於天然繁殖或人工種植，有天然林與人工林之分。②林木的形成，由於繁殖方法的不同，可將森林起源分為實生林和無性繁殖林兩類。