При изучении динамики верхнего предела лесов должны быть также учтены результаты исследования прироста древесных пород на верхней границе их распространения.
Первая попытка использовать динамику прироста деревьев в высокогорьях Урала в качестве индикатора климатических колебаний последнего времени принадлежит Б. А. Тихомирову. Во время полевых работ геоботанического отряда Уральской комплексной экспедиции Академии наук СССР в 1940 г. Б. А. Тихомиров с сотрудниками взяли модельные деревья в горах Среднего и Южного Урала на крайних точках их климатического предела, на мелкоземистых субстратах с достаточно развитым почвенным покровом. На каждой из гор в сходных условиях среды брали по 10 модельных деревьев; для анализа хода роста делали срезы через каждые 10 см, начиная от корневой шейки; ход роста деревьев по диаметру измеряли на высоте 20 см от корневой шейки. Всего Б. А. Тихомиров взял 60 модельных деревьев в следующих шести пунктах: гора Кваркуш, Поясовый, Денежкин, Конжаковский Камень (Северный Урал), горы Иремель и Яман-Тау (Южный Урал). Предел распространения взятых для анализа деревьев обусловлен явно климатическими, а не эдафическими причинами.
Б. А. Тихомиров приводит в своей статье данные, характеризующие текущий прирост (по высоте и диаметру) взятых модельных деревьев, предполагая, что он наиболее рельефно отражает влияние климатических изменений за последние десятилетия.
Из этих данных следует, что два предшествовавшие срубке модельных деревьев пятилетия (1931—1935 и 1936—1940 гг.) являются периодом активизации текущего прироста деревьев ели и лиственницы на их верхнем пределе в горах. Наибольшей интенсивности текущий прирост модельных деревьев достиг в последнее пятилетие (1936—1940 гг.). По мнению автора цитированной работы, эта закономерность не может быть объяснена возрастными особенностями прироста, так как наиболее интенсивный текущий прирост последнего пятилетия приходится на различные годы жизни деревьев разных пород (ели и лиственницы), взятых в удаленных друг от друга пунктах Среднего и Южного Урала.
По заключению Б. А. Тихомирова, улучшение роста древесных пород на их верхнем пределе за предшествовавшие наблюдениям 5—10 лет является следствием наблюдающегося в последнее время изменения климата в сторону потепления.
С. Г. Шиятов провел изучение прироста деревьев лиственницы сибирской, растущей на верхней границе леса в бассейне р. Соби, на восточном склоне Полярного Урала. Здесь встречается много старых деревьев, возраст которых достигает 300, а в отдельных случаях 400—450 лет. Для анализа ширины годичных колец брали срезы на высоте 25—50 см от поверхности земли; замер производили по наибольшему радиусу. Выяснилось, что у лиственниц, произрастающих на верхнем пределе леса, ширина годичных колец зависит в основном от метеорологических условий тех лет, в течение которых эти кольца соответственно образовались. Хотя ширина колец изменяется с возрастом дерева, влияние этого фактора практически исключается, если исследователь располагает большим фактическим материалом. Ход изменения ширины годичных колец в основном совпал с ходом средних месячных температур на июнь и июль, зафиксированным в течение последних 80 лет ближайшей к району исследований метеорологической станцией (г. Салехард).
На годичный прирост деревьев оказывает влияние и количество выпадающих атмосферных осадков. Оказалось, что во влажные годы прирост деревьев на сухих местообитаниях увеличивается, на переувлажненных — уменьшается. В сухие годы наблюдается обратная закономерность. На умеренно влажных местообитаниях зависимость годичного прироста от количества выпадающих осадков значительно меньше, чем в крайних условиях увлажнения.
Было установлено, что в районе исследований прослеживаются как кратковременные колебания климата (продолжительность цикла 10—30 лет), так и более длительные, вековые (продолжительность цикла 140—160 лет). Волна потепления сменяется волной похолодания; в пределах векового цикла продолжительность теплых и холодных периодов примерно одинакова. Эти колебания климата обусловлены вековыми изменениями интенсивности солнечной радиации. Удалось проследить три основных волны потепления: первая имела место в середине XVII века, вторая — во второй половине XVIII и начале XIX столетия, третья волна началась в 20-х годах нашего века и продолжается в настоящее время. С волнами потепления совпадает улучшение роста лиственничных редколесий, подъем в горы верхней границы леса. Соответственно прослеживаются и волны похолодания: первая — в конце XVII и первой половине XVIII века, вторая — во второй половине XIX и начале XX века. Волны похолодания сопровождались ухудшением роста лиственничных редколесий, отмиранием их, снижением верхнего предела лесов.
В северной части Уральского хребта, в нижней части горнотундрового пояса нередко встречаются одиночные экземпляры лиственницы, выросшие в виде распростертого стланика высотой до 0,8—1,5 м, но образовавшие в течение нескольких последних десятилетий прямой вертикально расположенный ствол, значительно превышающий этот уровень. Переход лиственницы от стланиковой формы роста к прямоствольной также связан с потеплением климата.