1810 folgte der 47-jährige Cotta einem Ruf nach Sachsen. Dort übernahm er die Vermessung und Planung der Wälder und die Ausbildung des forstlichen Nachwuchses. Tharandt wählte er sich zum Amtssitz. Das Städtchen war bis dahin allenfalls als Badeort der Dresdner Gesellschaft und Ausflugsziel der Romantiker ein Begriff. Cottas neue Lehranstalt zog junge Leute aus Sachsen und aus dem Ausland an. 1816, als in Dresden Carl Maria von Weber seine Waldoper Der Freischütz entwarf und Caspar David Friedrich Mitglied der dortigen Kunstakademie wurde, erhob der sächsische König das Institut zur staatlichen Hochschule.

Das neue Denken sollte den Raubbau an der Natur beenden – die chaotische, planlose, zerstörerische Ausbeutung der Wälder. Die vernünftige Nutzung und die Regeneration des Waldes, also die Entnahme von Holz mit dessen Wachstumszyklen in Einklang zu bringen, und zwar auf lange Sicht, darin bestand der innovative Kern der neuen Wissenschaft, die Cotta seinen Schülern vermittelte. Die überwölbende Vision war "der ewige Wald", der für alle Zukunft die Gesellschaft mit dem lebensnotwendigen Stoff versorgen würde.

Cotta und andere "Forstklassiker" wie Georg Ludwig Hartig und Friedrich Wilhelm Pfeil in Preußen arbeiteten nun daran, den Wäldern eine räumliche und zeitliche Ordnung zu geben. Mit Hilfe von ausgeklügelten mathematischen Verfahren erfasste man die Holzvorräte und kalkulierte den zu erwartenden Zuwachs. Man legte Umtriebszeiten fest und bestimmte so das beste Alter, in dem die Bestände gefällt werden sollten. Die Waldfläche wurde in Parzellen homogener, also gleichaltriger und gleichartiger Bestände eingeteilt. Ein Plan legte fest: Wie viel Holz darf ich jährlich schlagen? Zu welchem Zeitpunkt ist welche Fläche abzuholzen? Wie gelingt die Verjüngung? "Forsteinrichtung" hieß diese Methode des Ressourcenmanagements.

Die Entwaldung wurde rückgängig gemacht, wobei allerdings auch die gleichzeitige Erschließung der unterirdischen Wälder, der Kohlevorkommen, eine wesentliche Rolle spielte. Die großen Erfolge stärkten den Glauben an die Berechenbarkeit der Natur. Die Nachfolger Cottas – er starb 1844 – entwarfen als Denkmodell den "Normalwald". Darin standen gleiche Bäume exakt in Reih und Glied. Jede Altersklasse hatte die gleiche Fläche und produzierte eine jährlich gleichbleibende Holzmasse. Der Normalwald war eine Monokultur. Es dominierten schnellwüchsige und ertragreiche Baumarten: in Sachsen die Fichte, in Preußen die Kiefer. Auf die natürliche Vegetation des jeweiligen Ortes nahm man keine Rücksicht. Aus dem Mosaik des Waldes wurde das Schachbrett des Forstes.

Erste skeptische Stimmen meldeten sich. "Die Natur ist weder ein Betschemel, noch eine Vorratskammer", warnte der Tharandter Zoologieprofessor (und Achtundvierziger) Emil Adolf Roßmäßler. Auch Cotta hatte bereits 1817 zur Selbstbeschränkung aufgerufen: "Die Forstwissenschaft enthält keine Zaubermittel und kann nichts gegen den Lauf der Natur tun."

Tharandts Einfluss reicht von Russland bis Frankreich und in die USA

Um die Mitte des 19. Jahrhunderts wurde der Tharandter Nachhaltigkeitsbegriff weltweit zum Leitbild. Der Nachfolger Cottas an der Akademie, Carl Edmund von Berg, bereiste im Auftrag des Zaren 1858 das damals russische Großfürstentum Finnland bis hinauf zum Polarkreis. Er beschrieb die besorgniserregende Waldverwüstung und dozierte über die Grundidee der Nachhaltigkeit, nämlich die "Erhaltung der Productionskraft der Wälder, Finnlands größten Schatz". Sein Gutachten etablierte uthålligt skogsbruk (nachhaltigen Waldgebrauch) im hohen Norden. Zur selben Zeit gründete der Schweizer Elias Landolt, Absolvent Tharandts, die berühmte Forstschule am Eidgenössischen Polytechnikum, der heutigen ETH Zürich. Der Elsässer Adolphe Parade, auch er hatte in Tharandt studiert, leitete von 1834 an die neu gegründete Ecole forestière in Nancy und lehrte dort die Grundlagen der production soutenue, der nachhaltigen Holzerzeugung. Der aus Bonn stammende Botaniker Dietrich Brandis machte sustained yield forestry im britischen Empire und – über seinen Schützling Gifford Pinchot – in den USA bekannt.

Doch schon in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts entbrannte in den Hallen der Tharandter Akademie ein heftiger Richtungsstreit, der die Forstleute im Grunde bis heute in Atem hält. Protegiert vom sächsischen König, der sich um seine chronisch leeren Staatskassen sorgte, entwickelte der Forstmathematiker Max Robert Pressler um 1860 die Bodenreinertragslehre. Diese Investitionsrechnung für den Wald stand unter dem Einfluss der neuen Doktrin des Liberalismus. Statt des stetigen Naturalertrags rückte sie die langfristige maximale Rendite in den Vordergrund, statt der Versorgung der Bevölkerung die Gewinnerwartungen der Waldbesitzer. Verkürzte Umtriebszeiten und eine noch stärkere Bevorzugung von raschwüchsigen Nadelbaumarten waren die Konsequenz. Friedrich Judeich, Direktor der Tharandter Akademie von 1866 bis 1894 und Anhänger der Bodenreinertragslehre, definierte Nachhaltigkeit nun so: "Ein Wald wird nachhaltig bewirtschaftet, wenn man für die Wiederverjüngung aller abgetriebenen Bestände sorgt, so daß dadurch der Boden der Holzzucht gewidmet bleibt."