贺兰山天然林区，据对古森林火灾遗迹——古炭核的研究，林区建群树种源远流长，古代除了在优势树种间有所消长变化外，基本无大演替。但从第3号炭迹的资料看，古林区要比现在扩大很多。第3号炭迹是前山新沟柴渠门北坡中下坡、海拔1680m处的古炭迹，炭核C14：4000年±77年，是个宽56cm、高85cm的窑式堆积，炭核树种鉴定全为针叶材炭，其中油松材炭占95.4％。很可能是游牧民族先民们烧臭油（用以治疗牲畜皮肤病）的遗址。虽然现场考察，“窑底”并无截油导油的石片排砌痕迹，但考虑到4000年前，或许当时只知夯实底土，并不掌握用石片砌底更具效益。4000年前3号炭迹所在海拔部位，虽然未必全是针叶纯林，油松也未必占到95.4％的绝对比重，但这个高度油松必然很密布，应是毋庸置疑的，因为肯定不会在山高坡陡的贺兰山，进行上下串坡背运聚松材于此烧制臭油。依据3号炭来探明远古更多情况是困难和根据不足的，但对贺兰山显著的植物垂直分布带来讲，犹如“一叶知秋”具有典型说明问题的意义。因此，进入全新世后至少在距今4000年前，贺兰山油松——山杨林层下限不是现代的海拔2000m，至少是海拔1700m上下，也就是说4000年来，贺兰山乔木林层下限至少上升了海拔300m左右。同在荒漠草原气候植物带的罗山、香山、米钵山等山地森林，也应当与贺兰山的变迁规律相同，从而丰盛现代森林植物的景观。
全新世以来同现代一样，贺兰山森林都是非地带性的山地植被类型，但它们的自然兴衰，同所在地带性植被类型存在着“荣辱与共”的正相关性。上述地质学界研究认为的全新世气候类型趋向暖、旱，地带性植被是草原，这是比较普遍公认的看法。但联系到六盘山地区出土古木和贺兰山古炭核的研究，这种暖、旱的气候趋势看来是对更新世而言的。如果同现代相比，全新世上段还是应该比现代冷、湿得多。所以在全新世各地区乃至第四纪各个时期，在草原植被植物花粉名录中，总是程度不同的存在非草原树种的花粉如松、桦、云杉、冷杉、铁杉等。
第二节各历史时期贺兰山森林变迁
人类历史时期森林变迁，除受自然因素作用外，人类活动是主导因素。人类的出现，标志着森林纯自然发展阶段的结束，开始朝着利用与破坏森林阶段迈进。由于人类的进化、人口的增加、社会经济的不断发展，人类向森林索取越来越多，再加上战争等因素的破坏，导致森林经历着从多到少、从好到坏的演变过程。因此，一部森林变迁史，在一定条件下，可以说是人类与森林的关系史。
根据陈加良对贺兰山林区6处历史森林火灾遗迹的发掘研究，以及引用宁夏地质学全新世地质沉积的植物“孢粉”资料，贺兰山古林区针叶林分布广阔，源远流长，森林资源历史衰竭严重，4000年来森林垂直分布下限上升了300m。
《1980年水洞沟遗址发掘报告》和《考古学报》1987年第4期报道：“最迟在4万年前，银川平原的黄河两岸就有人类活动，是人类发祥地之一”。在贺兰山东坡洪积扇上发现的新石器时代遗址，说明宁夏原始农业起始于“甘肃仰韶文化”，距今五六千年。2000多年来，宁夏北部，尤其是引黄灌区的开发和发展同贺兰山森林的兴衰息息相关。
秦汉以来，贺兰山东侧向为塞上重镇，因地广人稀，历来远离全国政治经济中心，为巩固边防，历代王朝无不热心于推行屯垦和戍边政策。历史上曾频迁徙秦、晋、江、淮之民来宁，有力地促进了贺兰山东侧经济文化的繁荣发展，但也给贺兰山森林植被和整个生态以极为深刻而持久的影响。
一、秦汉至北魏时期
据有史可查，这是人类社会因素迫使贺兰山森林出现第一次历史大变迁的时期。公元前215年，秦始皇帝派蒙恬率30万大军征战匈奴，收复河南地，修筑长城，沿黄河两岸屯垦，汉代继承和发展了屯垦戍边的事业，特别是大规模地兴修了汉渠、唐徕渠、美丽渠和七星渠等大型水利工程。近年来考古发现的城址遍布南北，汉代墓群在银川、贺兰、吴忠等地大量出现，并发现新莽、东汉的墓葬。经秦汉两代积极经营，宁夏平原造成了第一个引黄灌区，农业生产力得到巨大飞跃，使地处半荒漠的宁夏平原成了“沃野千里，谷稼殷积”“牛马街尾，群羊塞道”（《后汉书·西羌传》）的人工绿洲，这固然是人类改造自然取得伟大胜利的一曲凯歌，但同时，这又是以牺牲环境条件，尤其是贺兰山森林资源为代价的。这里地属寒冷荒漠之域，人口大量涌入，又举办如此浩繁的水利工程，能源和建材的需求量大而急，岂有不就近大肆砍伐贺兰山森林之理。正如汉文帝刘恒采纳募民徙塞下居的奏议之后，晁错再奏的那样：“使（募民）先至者安乐而不思故乡，则贫民相募而劝往矣。种树畜长，屋室完安，此所以使民乐其处而有长居之心也”（《汉书·晁错传》）。尔后汉武帝以及历代多次募民实边，开发宁夏平原，不可能有什么例外。恰如马克思所精辟论述的那样“文明和产业的整个发展，对森林的破坏从来就起很大的作用，它所起的相反的作用，即对森林的护养和生产所起的作用则微乎其微。”贺兰山历经秦汉以来几百年的大量耗费到北魏时已无造船巨木，至少浅山区已经没有。
另外，根据宁夏回族自治区林业部门调查，在贺兰山西侧的哈拉乌沟、东侧的西峰沟等处，在海拔1680～2180m的坡地上，发现6处炭迹，经同位素炭14测定，距今约2090～4000年之间。其中，在新柴沟渠门海拔1680m处发现的炭核，经测定完全为针叶林木炭，距今4000±77年。而现在的油松针叶林，主要生长在海拔2000m以上的地方。这就是说，在4000年前，贺兰山的针叶林还分布在低中山地区，海拔比现在低300多米。贺兰山现存森林，多为次生林，而有的地方还有原始森林，是古代森林的“直接历史孑遗”（陈加良《贺兰山自然保护区森林历史考察报告》）。这又从另一个角度证明，古代贺兰山是有繁茂森林的。
据考，在唐代以前，由于贺兰山地区人口稀少，技术落后，人对自然界的影响微乎其微，对森林的破坏也只能是局部性的。所以，贺兰山的森林植被是良好的，没有受到根本性破坏。“贺兰山下果园成，塞北江南旧有名”的美丽景观的形成，与贺兰山丰富的森林资源和良好的涵养水源也是息息相关的。
二、唐宋元代时期
贺兰山见诸史籍记载，起始于《汉书·地理志》，当时叫卑移山，实际上涉及山上森林的记载则始于唐代，唐李吉甫《元和郡县图志》“贺兰山”条：“山有树木青白”，是古文献中第一次对贺兰山森林植被的直接记载。“树木青白”可以理解为，深绿色的油松和浅绿色的山杨、白桦混交生长，显示出青白斑驳的色彩，说明贺兰山森林植被的繁茂。当时山上树木色青白，远看如驳马，驳者毛色不纯之谓也，古游牧民族称“驳马”为“曷拉”，演绎为“贺兰”。因树而得山名，可见山上森林到了唐代还是可以称道的。有唐诗曰“贺兰山下果园成，塞北江南旧有名，水木万家朱户暗，弓刀千骑铁衣明”，山下一派经济繁荣景象，但仍然衬托在边境屯戌的紧张气氛之中。这对山上森林不能不继续起着消极的影响。
到了宋代，西夏国割据政权很重视贺兰山，是七大重兵驻守地之一，山上屯兵五万，仅次于京城兴庆府（指今银川市）。现今阿拉善蒙古族牧民习住蒙古包，而支撑蒙古包喜用轻直耐用的青海云杉幼树，八九百年前游牧的党项族早就如此，《宋史》卷486记载：西夏按官兵民分级。“其民一家号一账”，“团练使以上账”，“刺史以下幕梁”。“幕梁织毛为幕而以木架”。另外还有取自于幼树、灌木的大量弓箭消耗。西夏更视贺兰山为皇家林囿，元昊不仅在府城营造“逶迤数里，亭榭台池并极其胜”的宫殿，更在贺兰山“大役民夫数万于山之东，营离宫数十里，台阁十余丈。”西夏这些频繁而浩大的营建，用木之大，从后代嘉靖志记载“元昊建此避暑宫遗址尚存，人於朽木中尝有拾铁钉长一二尺者”可以窥见其一斑。上有好者，下必甚焉，在皇家贵族的带头影响下，贺兰山上大兴土木之风盛行，到了明代“贺兰山上有颓寺百余所”，其中有相当多数为西夏所遗留。
近年的考古调查中，在贺兰山发现多处西夏建筑遗址。这众多的遗址和“营离宫数十里”的记载，说明当时的贺兰山是树木葱郁、山清水秀、风景优美，可供西夏统治者“晏游”的好地方，但也是贺兰山森林开始受到损伤的有力证明。成吉思汗灭亡西夏的战争，使西夏都城兴庆府和贺兰山西夏宫苑、陵园建筑付之一炬。城门失火殃及池鱼，贺兰山良好的景观，无疑也会受到一定程度的破坏。
贺兰山乃银川屏障，在战乱频纷的历史时期，历代攻守各方均不会怠慢于用火之术。以庆历四年（公元1044年）辽夏一次大战为例，辽主兴宗起兵十六万七千骑，南北夹击元昊，八月五日辽韩国王自贺兰北与元昊接战，数胜之，辽兵至者日益，夏乃请和，退十里，韩国王不从。如是退者三，凡百余里矣，每退必赭其地，辽马无所食，因许和。”夏乘机反攻，大获全胜。元昊放火烧的，虽然主要是草场，但竟不殃及山上的森林，这几乎是不可能的，因此这次战乱贺兰山北部百余里内不少森林则化为灰烬矣。
元代战乱依旧，垦荒交替。至元元年（公元1264年）由于战乱“民间相恐动，窜匿山谷”，郎中董“文用镇之以静，民乃安”，唐徕、汉延、秦家等渠“兵乱以业，废坏淤浅”，文用疏浚乏术，才调来京畿水利专家郭守敬，诸渠“皆复其旧”，并“垦水田若干，”从而“民之归者”不少，悉授田种，颁农具。“至元八年（公元1272年）徙鄂民万余于西夏，使耕以自养，官民便之”。又言“西夏羌、浑杂居，驱良莫辩，宜验已有从良书者，则为良民，从之得八千余人，官给牛具，使力田为农”。众多人口战乱窜匿山谷，战后返回乡里，又从湖北徙民万余，生产生活资料的耗费和重建家园的需要，无不依赖于对贺兰山森林资源的索取。
宋、西夏、元朝间，由于社会经济发展，宁夏北部人口增加，人类对贺兰山的影响逐渐加深。西夏建都银川，使银川平原的政治、经济中心由河东移到河西，与此相应，人口的重心也由东向西转移，人离贺兰山更近了。如果说，汉唐时期，人们的主要活动仅仅是在洪积扇上，而且数量有限；而西夏在贺兰山大兴土木，营造离宫别院，不但规模大，而且直接插入贺兰山本体，这就不能不给贺兰山的森林植被造成重大影响。
综上唐、宋、元3代，尤其将近200年的西夏，是贺兰山森林第二次历史性大破坏时期。对此历史上不乏有识之士以各种形式发出过保护森林的呼吁，如宋代张舜民《西征》诗曰“灵州城下千株柳，总被官军砍作薪。他日玉关归去路，将何攀折赠行人”。灵州距贺兰山如此之近，灵州城下千株柳都难保，贺兰山上万株松更难幸免于难。
三、明朝时期
到了明代，对贺兰山产生严重消极影响的，莫过于长城的修建。数万兵丁役夫涌来，建造营房、炊事取暖、施工架木、箩筐扁担，无一不用木材。长城修好后，调遣重兵把守，用材烧柴，全要仰仗贺兰山。加上常年不断的樵牧采伐，更加剧了贺兰山林木的消耗，于是形成了如《明经世文编》卷228中所记述：浅山区“陵谷变迁，林莽毁伐，樵猎蹂践，漫漫成路”，林木“皆产于悬崖峻岭之间”的状况。更有甚者，在今三关口和大坝之间，也即明代长城的西关门，在嘉靖十年（1531年）“役屯丁万人”，挖修壕堑，结果是“风扬沙塞，数日即平”，“随挑随淤，人不堪其困苦”。这说明，植被严重破坏，部分地区出现沙化现象。
明代人口、战乱因素影响更甚过往，明“洪武五年（公元372年）废（宁夏）府徙其民于陕西。有人据此研究，当时明军为“北虏”而坚壁清野，将银川、灵武、鸣沙州等地居民迁到关内，使银川成为一座空城，使整个宁夏北部成为“真空地带”。可为时不久，大概这一战略无济于事，洪武“九年（公元376年）立宁夏卫徙五方之民实之”。人口大进大出，猛增猛减，莫不给贺兰山森林带来灾难。据《嘉靖宁夏新志》记载，贺兰山“自来为居人畋猎樵牧之场。弘治八年（1495年），丑虏为患，逐奏禁之。然未禁之前，其患尚少，既禁之后，而患愈多。何也，盖樵牧之人，依穷岩绝壁结草庐、畜鸡犬。虏骑乘夜而入，鸡犬鸣吠达于台，烽炮即举。每每兵至山麓，虏方进境，扼之无所掠矣，或闻炮即回。禁后，止以台为恃，风雨晦冥，耳目皆所不及，往往获利出境始觉。是故患益滋矣。说者或谓：‘林木采尽，恐通入寇之路’。殊不知木皆产于悬崖峻岭之间，非虏骑之所至者。使林木可以遏寇，岂特严于禁止，尤宜勤于栽植。”