Metsään sovellettava "superorganismi"-käsite on provokatiivinen ja kiistanalainen, mutta se kuvaa jotain biologisesti todellista: kypsällä metsällä on ominaisuuksia, joita yksittäisellä puulla ei ole – ominaisuuksia, jotka syntyvät puiden, sienten, bakteerien, eläinten, veden ja maaperän välisestä vuorovaikutusverkosta. Metsä säätää lämpötilaa, luo omaa mikroilmastoaan, tuottaa omaa sadevettään, hallinnoi ravinnesyklejä ja kestää häiriöitä paljon paremmin kuin mikään eristetty yksilö. Tämä järjestelmätason ominaisuuksien syntyminen on avain metsän ymmärtämiseen superorganismina.

Metsän syntyvät ominaisuudet: mitä yksittäinen puu ei voi tehdä

Lämpötilan säätely: yksittäinen puu ei säätele ilmastoa. Kypsä metsä alentaa ilman lämpötilaa 2–8 °C verrattuna ympäröiviin avoimiin alueisiin. Mekanismi: lehtien transpiraatio (evapotranspiraatio) jäähdyttää ilmaa kuluttamalla piilevää lämpöä veden haihtumiseen. Kypsä lehtimetsä transpiroi 3–5 mm vettä päivittäin – valtava energiankulutus, jolla on jäähdyttävä vaikutus mikroilmastoon. Metsän "luonnollinen ilmastointi" -vaikutus on mitattavissa ja merkittävä. Sateen tuottaminen: trooppiset metsät tuottavat osan omasta sadannastaan transpiraatio-kondensaatiosyklin kautta. Lehdistä transpiroitunut vesihöyry jäähtyy noustessaan, tiivistyy ja putoaa sateena. Arvioidaan, että 50–75 % Amazonin sademetsän sadannasta on peräisin biotisista lähteistä (metsän itsensä tuottamaa). Metsänkäyttö häiritsee tätä sykliä ja aiheuttaa kuivuutta. Suljettu ravinnesykli: kypsässä metsässä lähes kaikki ravinteet (typpi, fosfori, kalium) kierrätetään järjestelmässä. Kuolleiden ainesten hajoaminen vapauttaa ravinteita, jotka välittömästi imeytetään juuriin tai mykorritsoihin. Ravinteiden huuhtoutuminen (syvemmälle maaperään sadeveden mukana) on minimaalista – paljon vähemmän kuin maatalousmailla. Metsä "hallinnoi" ravinteita erittäin tehokkaana suljetun järjestelmän tavoin. Palo-, kuivuus- ja tuholaisenkestävyys: sekainen metsä, jolla on rakenteellinen monimuotoisuus (monia lajeja eri-ikäisiä), on vastustuskykyisempi häiriöille kuin monokultuuri. Lajien monimuotoisuus varmistaa, että ainakin jotkut selviävät mistä tahansa yksittäisestä häiriötekijästä. Rakenteellinen monimuotoisuus (korkeat puut, keskitason puut, pensaat, ruohoiset kasvit) luo vaihtelevia mikroelinympäristöjä, jotka lisäävät kokonaisenkestävyyttä.

Metsän ravintoverkko: kuka syö mitä metsässä

Kypsässä eurooppalaisessa metsässä on poikkeuksellisen monimutkainen ravintoverkko. Päätuottajat (kasvit): puut, pensaat, ruohoiset aluskasvit, sammaleet ja jäkälät keräävät auringon energiaa fotosynteesillä. Ne muodostavat energiaperustan koko ekosysteemille. Hajottajat (sienet ja bakteerit): hajottavat kuollutta orgaanista ainetta (lehdet, oksat, ruumiinosat) ja vapauttavat ravinteita sulkien syklin. Eurooppalaisessa metsässä kuolleiden ainesten hajoamista hallinnoi valtava basidiosienien, askomysienien, bakteerien ja mikropedofaunan (punkit, hyppyhemipterot, tuhatjalkaiset) yhteisö. Pääkuluttajat (herbivorit): kasvintuholaiset (monipuolisin ryhmä: tuhansia lajeja metsää kohti), jänikset, kuusipeurat, metsäkauriit, villisiat, jyrsijät. Toissijaiset kuluttajat (petoeläimet): hyönteisten syöjät (linnut, lepakot, sammakonkätkijät, siili, silkkiuikut), pieniin nisäkkäisiin erikoistuneet petoeläimet (ketut, näädät, marterit, petolinnut), suuriin herbivoreihin erikoistuneet petoeläimet (sudet, ilves Italiassa: vain Alpeilla ja Apenniineilla). Loiset ja yliloisiset: jokaisella lajilla on omat spesifiset loisiensa; herbivorien loisia ovat usein loisloiset hyönteiset. Ylhäältä alas -säätely: suurten petoeläinten (sudet, ilves) läsnäolo säätää herbivoripopulaatioita (kuusipeurat, metsäkauriit), estäen ylilaiduntamisen, joka vahingoittaa metsän uudistumista. Tämä käsite (trofinen kaskadi) dokumentoitiin loistavasti Yellowstonen kansallispuistossa (USA) kun susi palautettiin vuonna 1995: muutamassa vuodessa vähentyneestä ylilaiduntamisesta johtuen rantojen kasvillisuus elpyi, mikä vähensi virran eroosiota ja muutti joen morfologiaa. Metsä käyttäytyy eri tavalla, kun suuret petoeläimet ovat läsnä.

Metsän maaperä osana superorganismia

Metsän maaperä ei ole pelkästään pohja, jolle puut kasvavat: se on oma ekosysteemi, joka on integroitu metsän talouteen. Metsän maaperän profiili: L-kerros (kuolleet ainekset: tuoreet lehdet maaperän pinnalla – lehdet, oksat, menneen vuoden pudonneet hedelmät), F-kerros (fermentaatio: osittain hajonnut materiaali), H-kerros (humus: täysin hajonnut materiaali vakaaksi humusiksi), A-horisontti (mineraalimaa sekoittuneena humusiin: rikas mikrobeihin mutta vähemmän orgaanista ainetta), B- ja C-horisontti (mineraalimaa, jossa biologinen vaikutus vähenee). Maaperän biosenosi: yksi gramma metsän maaperää sisältää 10^8–10^9 bakteeria (100–1 000 miljoonaa), 10^3–10^5 sienisporia, tuhansia protozoita (ameboja, liparit, silmukkaeläimet, jotka syövät bakteereja), satoja nematodia, kymmeniä punkkeja ja hyppyhemipteroita. Hehtaaria kohti: metsän maaperän mikrobien biomassa vastaa 5–10 lehmän biomassaa. Maaperän fauna (pedofauna): matojen (jokaisessa eurooppalaisessa metsässä on 50–400 matoa neliömetrillä: ensisijaiset maaperän rakenteen rakentajat), tuhatjalkaiset, satajalkaiset, isopodi (puulouseet), saproxyliset kovakuoriaiset. Matojen rooli: Darwin omisti viimeisen kirjansa matoille (1881: "The Formation of Vegetable Mould through the Action of Worms"). Madot syövät maaperää, sulattavat orgaanisen aineen ja tuottavat ulostetta (fekaalit), joka on rikas bakteereissa ja helposti omaksuttavissa olevissa ravinteissa. Tunneleidensa kautta ne ilmastivat maaperää ja parantavat veden läpäisevyyttä. Yksi hehtaari lehtimetsää voi sisältää 2–3 miljoonaa matoa, jotka tuottavat vuosittain jopa 10 tonnia ulostetta.

Metsien yhteydet: ekologiset käytävät ja pirstoutuminen

Italialaisia ja eurooppalaisia metsiä luonnehtii voimakas pirstoutuminen: ne ovat pienentyneet pieniksi eristyneiksi alueiksi, joita ympäröivät maatalousmaata, tiet ja asutus. Tämä pirstoutuminen heikentää metsän superorganismin toimintaa merkittävästi. Reunavaikutus: metsän reunat (alueet, jotka ovat kosketuksissa ulkoympäristöön) eroavat sisäosista (enemmän valoa, tuulta, korkeampi lämpötila, pienempi kosteus). Reunavaikutus ulottuu 50–200 metriä metsän sisälle. Pienessä 100 hehtaarin metsäpalstassa koko metsä voi olla reunavaikutuksen alaisena. Vain yli 1 000–10 000 hehtaarin metsillä (muodosta riippuen) on todellinen sisämetsän ydin. Sisämetsän lajit: jotkut lajit (silkkiuikku, villakissa, mäyrä, monet orkideat ja sammalkasvit) vaativat sisämetsän olosuhteita ja häviävät pienistä metsäpalstoista. Niiden esiintyminen kertoo metsän superorganismin terveydestä. Ekologiset käytävät: verkon muodostavia metsäisia vyöhykkeitä, jotka yhdistävät eristyneitä metsäpalstoja ja mahdollistavat lajien liikkumisen fragmenttien välillä. Nämä ovat välttämättömiä populaatiogenetiikalle (sukusiitoksen vähentäminen), uudelleensiirtymiselle paikallisten sukupuuttojen jälkeen ja sopeutumiselle ilmastonmuutokseen (lajit voivat siirtyä viileämmille korkeuksille ja leveysasteille käytävien kautta). Italiassa "Kansallinen ekologinen verkko" -hankkeen ja kansallisen biodiversiteettisuunnitelman tavoitteena on luoda ekologisia käytäviä suurten suojeltujen alueiden välille. "Opetusmetsat" ja ThankYouJill-hanke: jokainen puu, joka istutetaan alueelle, jolla on vähän metsää, muodostaa yhdessä muiden puiden kanssa kudosta, joka yhdistää olemassa olevia metsäpalstoja. Se ei ole yksittäinen puu: se on palikka uudelleenrakennetussa superorganismissa.

Alkuperäinen metsä vs. hoideltu metsä: ekosysteemierot

Alkuperäinen metsä (jota ei ole koskaan hakattu tai jonka ihminen on häirinnyt minimaalisen) on radikaalisti erilainen ekosysteemi kuin hoideltu metsä (istutettu, korjattu, säännöllisesti uudistettu). Alkuperäisen metsän ominaisuudet: kaikenikäiset ja -kokoiset puut (käänteinen "J"-rakenne halkaisijaltaan: monia pieniä puita, vähän suuria), runsas seisova ja maassa makaa oleva kuollut puu (jopa 30–40 % kokonaisbiomassasta: saproksiilisen biodiversiteetin kuumia pisteitä), suurten petoeläinten esiintyminen (missä alue sallii), monimutkainen ja monipuolinen mykorritsa-peitto, syvä maaperä, joka on rikas muinaista humusturvetta, vakaa sisäilmasto. Italian alkuperäiset metsät: arviot vaihtelevat 1 000–4 000 hehtaarista alkuperäistä (tai lähes alkuperäistä) metsää Italiassa, pääasiassa Kalabriassa (muinaiset pyökkimetsät Aspromontessa ja Silassa), Friuli-Venezia Giuliassa (Val Rosandra, Bosco Romagno), Sardiniassa (Supramonteksen tammikoivumetsät). Merkityksetön pinta-ala 30 miljoonan hehtaarin alueella. Hoideltu metsä: tuottava mutta vähemmän biologisesti monipuolinen, vähemmän kestävä, avoimempi ravinnesykli (ravinteet poistuvat korjatun puun mukana ja ne on lisättävä lannoitteella). Tämä ei ole arvoarvio: hoideltu metsä tuottaa puutavaraa, biomassaa, sieniä, riistaa ja muita tärkeitä palveluja. Mutta se ei voi korvata alkuperäistä metsää biodiversiteetin säilyttäjänä ja ilmastonmuutoksen säätelyvälineenä. Alkuperäisen metsän osuus jokaisen eurooppalaisen maan alueella pitäisi kasvaa, ei pienentyä.