Metsäntutkimusvälineet

Välineillä pystyy tekemään kolmeen kategoriaan jaettavissa olevia tutkimuksia:

Metsän monimuotoisuutta pystyy helposti tutkimaan koelinjojen avulla, mutta paketissa on muistettu myös metsän pienemmät eliöt. Mukana on luuppeja ja käsimikroskooppeja, joilla pystyy tarkentamaan paljasta silmää pienempiin yksityiskohtiin. Paketin tableteissa valmiiksi asennettu iNaturalist-sovellus auttaa tarvittaessa lajien tunnistamisessa. iNaturalistin voi toki jokainen ladata myös omalle mobiililaitteelle tai käyttää tietokoneella selaimen kautta.

Maaperää voidaan tutkia myös ilman välineitä, tunnustelemalla, haistelemalla ja välillä ehkä maistamallakin. Paketissa mukana olevat maaperämittarit, jotka mittaavat valon määrää, kosteutta, pH:ta ja lämpötilaa antavat kuitenkin myös numeerisia arvoja maaperästä. Lisäksi paketissa on mukana erillinen pH-mittari, jolla pystyy saamaan tarkemman ja luotettavamman arvion maaperän happamuudesta.

Puustosta voi tutkia montaakin asiaa. Puiden paksuuden voi mitata rulla- tai työntömitalla, puiden yhteispinta-alaa arvioida relaskoopilla ja puuston korkeutta askelkulmamitan ja/tai rullamitan avulla. Näiden tietojen avulla voidaan arvioida, paljonko metsässä on puuta. Metsänomistajalle tämä voi olla tärkeä tieto, sillä hän haluaa tietää, kuinka paljon puuta metsästä saisi myytäväksi. Luonnonsuojelijaa puun määrä voi kiinnostaa siksi, että se kertoo metsään sitiutuneen hiilen määrästä.

Paketin ohjeissa on lisäksi kerrottu perustietoja Suomen eri metsätyypeistä. Metsää tutkiessa on tärkeää muistaa, että metsät voivat olla hyvinkin erilaisia ja niissä voi elää hyvinkin erilaisia lajeja. Lajit määrittävät metsätyypin, mutta metsätyypin tietäessään voi tehdä valistuneita veikkauksia siitä, mitä muuta metsästä saattaisi löytyä ja  minkälaisia mittaustuloksia sieltä luultavimmin saa.

Metsäntutkimusvälinepakettiin kuuluu

• 2 kpl 50 cm tyntömittaa (ei voida postittaa)
• 2 kpl astekulmamittaa
• 2 kpl 50 m rullamittaa
• 1 kpl pH-mittareita
• 5 kpl relaskooppeja
• 5 kpl luuppeja, 10X suurennos
• 2 kpl maaperämittareita (valo, kosteus, pH, lämpötila)
• 3 kpl langattomia digimikroskooppeja
• 3 kpl tabletteja, joiden avulla mikroskooppeja ja pH-mittaria käytetään

Lisäksi maaperän tutkimista varten on erittäin hyödyllistä ottaa mukaan metsään vähintään yhdet lapio ja ämpäri.

Näistä välineistä voidaan lainata kaikki tai vain osa riippuen siitä, mille laitteille koululla on käyttöä. Huomaathan, että jos kaipaat vain mikroskooppeja, kannattaa ennemmin lainata Metsästä mikroskoopille -paketti. Tämän paketin mirkoskoopit ovat vastaavia mikroskooppeja, mutta niitä on tässä setissä vähemmän.

Mikäli et pääse noutamaan välineitä yliopistolta, vaan ne lähetetään postissa, työntömittoja ei voi saada lainaan. Ne ovat liian pitkiä käytännöllistä postittamista varten.

Välineiden käyttö tapahtuu metsässä. Ainut poikkeus on pH-mittari, jota varten täytyy maastossa ollessa ottaa maaperänäyte, joka sitten luokassa kuivataan ennen maaperän pH:n mittaamista. Mikroskoopit ja pH-mittari täytyy yhdistää tabletteihin niiden käyttämiseksi.

Metsälajiston monimuotoisuus

Koelinjat

Metsien monimuotoisuutta tutkitaan usein koelinjojen avulla. Maastosta mitataan tietyn mittaisia (esim. 20 metriä) linjoja hieman eri paikoista. Linja kävellään ja kirjataan ylös esim. 1 m sisällä linjan molemmin puolin esiintyvät lajit. Näin lajit siis kartoitetaan 20m*2m kokoiselta alueelta. Yleensä linjoilla keskitytään kasveihin, koska ne pysyvät paikallaan. Näin on mahdollista saada kokonaiskäsitys alueen monimuotoisuudesta käymättä läpi jokaista kohtaa metsässä. Se auttaa myös vertailemaan monimuotoisuutta eri paikkojen välillä (mitä lajeja löytyi eri paikoista) tai sen muutosta ajassa, jos samaa linjaa tutkitaan esimerkiksi joka vuosi tai muutaman vuoden välein.

Voitte tehdä tutkimuslinjoja metsään rullamitan avulla. Jos rullamittaa tarvitaan samaan aikaan muualla, virittäkää linjalle naru, joka kertoo, missä kohtaa linja kulkee, mistä alkaa ja mihin loppuu. Linja tulisi merkitä mastoon myös, jos sitä aiotaan käyttää tulevissa tutkimuksissa tai tulevina vuosina. Näin voidaan varmistua siitä, että joka kerta käytetään oikeasti samaa koelinjaa.

Metsän pienimmät yksityiskohdat

Metsässä usein huomion kiinnittävät puut, ehkä kukat, linnunlaulu. Metsässä on kuitenkin myös paljon sellaisia lajeja, joihin ei välttämättä kiinnitä huomiota. Muurahaisia kulkee metsänpohjaa pitkin, kivien alta löytyy milloin mitäkin vipeltäjiä ja puita ja kiviä peittää kymmeniä jäkälä- ja sammallajeja. Näiden lajien tunnistamiseksi täytyy kiinnittää erityistä huomiota ja usein tarkastella niitä jollain välineillä, jotka auttavat silmää näkemään tarkemmin ja pienempiä.

Luupit

Luupit ovat eräänlaisia suurennuslaseja. Ne viedään yleensä käytettäessä hyvin lähelle silmää, ja niiden suurennos on tyypillisesti vähintään kymmenkertainen. Paketin luupeilla saakin juuri kymmenkertaisen suurennoksen kohteesta.

Luuppia käyttäessäsi laita luupin läpinäkyvä kaulus kohdettasi vasten, tai niin, että kohde on kauluksen etäisyydellä linssistä. Jos esimerkiksi olisit tutkimassa kirjan sivua, luuppi laskettaisiin sivulle. Vie silmäsi lähelle luupin linssiä saadaksesi tarkan suurennoksen.

Mikroskoopit

Silloin kun luuppien suurennus ei pienimpien yksityiskohtien näkemiseen riitä, on aika ottaa esiin mikroskoopit. Toisin kuin usein nähtävät, pöydällä käytettävät mikroskoopit, paketissa mukana tulevat on suunniteltu maastokäyttöön. Niitä voi liikutella vapaasti, joten ne saa siirrettyä kohteen lähelle sen sijaan, että kohdetta itseään pitäisi siirtää. Ne ovat yhdistettynä wifillä älylaitteeseen, jolta kuva näkyy.

Näin yhdistät mikroskoopit tabletteihin:

Käynnistä mikroskooppi painamalla virtanappia, kunnes valkoinen valo syttyy.

Mikroskooppi alkaa lähettää wifi-signaalia nimellä xploview_xxxxxx, jossa xxxxxx on juuri tämän mikroskoopin tunniste. Tabletit yhdistävät automaattisesti samannumeroisen mikroskoopin wifiin sen mentyä päälle (tabletti 1 yhdistää mikroskooppiin 1). Jos haluat yhdistää mikroskoopin johonkin toiseen tablettiin, mene tabletin wifi-asetuksiin ja valitse sieltä haluamasi päällä oleva mikroskooppi. Wifin salasana kaikille mikroskoopeille on 12345678.

Avaa tabletilta xploview. Mikroskoopin kuva tulee näytölle näkyviin. Huomaa, että kuva voi tulla monenkin sekunnin viiveellä. Odota siis rauhassa mikroskoopin liikuttamisen jälkeen, että kuvasi tulee näkyviin.

Mikroskoopin kuvan tarkennusta voi säätää kiertämällä mikroskoopin yläosaa. Jos kuva kuitenkin tulee paljon viiveellä, voi olla helpompi siirtää mikroskooppia tarkennuksen mukaiselle etäisyydelle kohteesta sen sijaan, että tarkennusta koettaa muuttaa.

Erilaiset elinympäristöt

Metsää on helppo ajatella yhtenä elinympäristönä, mutta metsänympäristön kokonaisuus jakautuu valtavaan määrään pieniä, hyvinkin erilaisia paikkoja, joihin eliöt voivat tehdä kotinsa. Jotkin lajit elävät kallionseinämällä, toiset purojen pientareilla tai avoimilla niityillä. Jotkin lajit tarvitsevat paljon valoa, toiset suosivat hämäriä metsän kolkkia. Omia elinympäristöjään muodostavat jopa metsän puut: on paljon lajeja, jotka elävät pelkästään tiettyjen puiden pinnoilla, tai tarvitsevat kotinsa tekemiseen kuollutta, lahoavaa puuainesta. Tämän takia ihmisen toiminnalla voi olla valtava vaikutus metsästä löytyviin elinympäristöihin: vaikka emme pystykään siirtämään kallioiden paikkoja, voimme istuttaa metsiin monia erilaisia puita, ja niitä kaataessamme säilyttää sellaiset puut, jotka ovat avainasemassa tiettyjen elinympäristöjen luomisessa. Erityisen tärkeää on myös jättää metsiin paljon puuta lahoamaan luonnollisesti, vaikka se saattaisikin näyttää rumalta, koska niin moni metsän eliö tarvitsee sitä elääkseen.

Metsässä ollessaan voi siis tarkkailla paitsi lajien monimuotoisuutta, myös elinympäristöjen monimuotoisuutta. Tämä on metsien ja elämän monimuotoisuuden tutkimuksessa vähintäänkin yhtä tärkeää, kuin lajien määrä.

Lajintunnistus

Lajintunnistukseen on olemassa paljon erilaisia tapoja. Perinteiseen tapaan se voi olla lajistokirja, josta lähdetään etsimään löydettyä lajia täsmäävää kuvaa.

Paketin tableteista löytyy iNaturalist-sovellus, joka tunnistaa lajeja käyttäjän ottamien kuvien perusteella. PlantNet on iNaturalistin tapainen sovellus, mutta keskittyy vain kasveihin.

Myös luontoportti.com-sivustolta löytyy lajintunnistustyökalu, johon pystyy itse valitsemaan tunnistettavan lajin ominaisuuksia, ja se ehdottaa mahdollisia lajeja. Suomen lajitietokeskuksen laji.fi-sivustolta ei tunnistusominaisuutta löydy, mutta sieltä löytyy suuri määrä kuvia ja tietoa yli 40 000 suomalaisesta lajista. Lajeja voi myös selailla ryhmittäin. Molemmat sivustot toimivat hyvin myös puhelimella.

Metsän maaperä

Maaperän tutkiminen ilman välineitä

Karelia ammattikorkeakoululta löytyy seuraavat ohjeet maalajin määrittämiseen maastossa:

Maalajit voidaan erottaa kenttäolosuhteissa pääpiirteissään aistihavaintojen perusteella. Tällöin kiinnitetään huomiota maalajin väriin, kovuuteen, sitkeyteen, rakenteeseen ja kasvinjäänteisiin. Maanäyte otetaan lapiolla n. 20-30 cm:n syvyydestä

Jo yleissilmäyksellä maalajeista voidaan sanoa seuraavaa:

• Maakokkareiden kovuus lisääntyy savenmäärän kasvaessa. Joskin runsas orgaaninen aines vähentää saven aiheuttamaa kovuutta.
• Värin perusteella voidaan määrittää aitosavimaat (tummia) ja hiesumaat (hyvin vaaleita). Orgaanisen aineksen lisääntyessä väri yleensä tummenee.
• Hiesupitoiset maat ovat yleensä tahraavia.
• Karkeaa hiekkaa tai soraa sisältävien maiden yksittäiset rakeet ovat silmin havaittavia.
• Muovailtavuus paranee savipitoisuuden kasvaessa ja huononee orgaanisen aineksen lisääntyessä.
• Sormin pyörittämällä voidaan siten yrittää tarkastella, mikä maalaji on kyseessä.
• Mikäli maanäyte ei muotoudu ollenkaan, niin kyseessä on todennäköisesti hiekka tai hieta. Jos taas muotoutumista tapahtuu, niin kyseessä on todennäköisesti joko hiesu, hiesusavi tai savi.

Maalajien ominaisuuksia

Maaperämittarit

Nämä maaperämittarit mittaavat neljää asiaa: valon voimakkuus, maaperän kosteus, maaperän pH ja maaperän lämpötila. Mittari toimii yksinkertaisesti niin, että sen varsi työnnetään maahan.

pH-anturi

Maaperän pH:n mittaaminen tarkemmilla välineillä vaatii valmisteluaikaa, joten sitä ei käytännössä pysty tekemään maastossa. Näin teet sen:

1. Maastossa ollessasi, ota näyte maaperästä. Kaiva pieni mutta multakerroksen syvyinen kuoppa. Ota kuopan reunaa pitkin näyte koko multakerroksen syvyydestä. Näytteitä voi ottaa useammasta kohdasta, joko useamman pisteen tarkistamiseksi tai alueen keskimääräisen happamuuden saamiseksi.
2. Koululla levitä näytteet kuivumaan. Jos haluat keskiarvon, sekoita näytteitä yhteen, jokaista sama määrä.
3. Kun näyte on täysin kuivaa, sekoita sitä tislattuun veteen suhteessa 40 ml näytettä ja 100 ml vettä. Käytä tarpeeksi syvää astiaa, jotta pH-anturi mahtuu veteen ilman, että se koskee pohjalle laskeutuvaan näytteeseen.
4. Anna seistä seuraavaan päivään. Sekoita ja mittaa pH.

Anturi ei vaadi kalibrointia Se voidaan liittää laitteisiin tablettiin Bluetoothin kautta ja käyttää Graphical-ohjelmalla.

Käyttö ja mittaaminen

1. Käynnistä anturi painamalla käynnistyspainiketta. Siinä alkaa vilkkua punainen valo.
2. Tarkista, että tabletissa on sekä Bluetooth että sijainti päällä.
3. Avaa Graphical-ohjelma tabletilta ja valitse anturi ”Löydetyt Wireless-laitteet” alta. Mikäli anturin valinta ei aukea automaattisesti, saat sen auki oikean alakulman napista. Anturin valo muuttuu vihreäksi.
4. Löysytä säilytysliuospurkin korkkia (josta anturi menee läpi) pitäen kiinni korkista ja purkista. Tarpeeksi löysytettyäsi anturin ympärillä oleva tiiviste löystyy, ja voit vetää anturin helposti ulos.
5. Paina Graphical-ohjelman ruudun yläreunassa olevaa Mittaa-nappia, jolloin anturin mittaustulokset alkavat kirjautua näytölle.
6. Aseta anturi vesinäytteeseen
7. Kärki ei saa osua pohjaan tai pohjalla olevaan näytteeseen
8. Pidä anturista kiinni mustasta osasta, älä langattomasta lähettimestä
9. Huuhtele anturin pää tislatulla vedellä ennen sen asettamista seuraavaan näytteeseen tai säilytysliuokseen
10. Lopetettuasi käy irrottamassa tabletin ja anturin yhteys sovelluksen oikeasta alakulmasta aukeavasta Anturit-valikosta.
11. Työnnä anturi hyvin huuhtelun jälkeen takaisin säilytysliuokseen ja kiristä liuospurkin korkki.

Huomioitavaa

• Mikäli lukemat hyppivät: irrota langaton lähetin ja kytke se takaisin.
• Epäpuhtaudet ja osuma esim. säilytysastian reunaan aiheuttavat suurta hyppelyä lukemissa. Tarvittaessa puhdista kärki tislatulla vedellä ja mittaa uudestaan.
• Mittausten jälkeen puhdistettu anturi säilytetään säilytysliuoksessa
• Mikäli arvot eivät ole näitä ohjeita seuraamalla lopultakaan järkeviä, kerrothan siitä välineitä palauttaessasi, jotta voimme kalibroida mittarin uudelleen.

Puuston tilavuus

Puuston pinta-alan ja korkeuden selvittämällä on mahdollista arvioida, kuinka paljon metsässä on puuta. Tämän määrän saa laskemalla tilavuutena. Puuston massa on myös mahdollista arvioida, jos tiedetään eri puiden osuus tilavuudesta ja niiden tiheys, ja tämän avulla myös arvioida metsään varastoituneen hiilen määrää.

Puuston pinta-ala

Työntömittaa voi käyttää puiden paksuuden mittaamiseen. Puiden halkaisijoiden avulla pystyy laskemaan niiden poikkipinta-alan. Sen pystyy laskemaan myös mittaamalla puun ympärysmitan rullamitalla ja laskemalla pinta-alan sen avulla. Runkojen paksuus mitataan aina noin 1,3 metrin korkeudesta. Mittaamalla kaikkien tietyllä alueella olevien puiden poikkipinta-alan pystyy arvioimaan isomman alueen tai koko metsän puuston pinta-alan.

Toinen tapa arvioida pinta-alaa on relaskooppi. Relaskooppi toimii näin:

1. Valitse piste metsästä ja mene seisomaan siihen.
2. Ojenna relaskooppi varren tai ketjun päähän silmästäsi. Relaskoopilla mitataan runko n. 1,3 metrin korkeudelta.
3. Pyöri paikallasi kokonainen kierros ympäri. Laske samalla, kuinka monen puun halkaisija on pisteestäsi katsottuna leveämpi kuin relaskoopissa oleva rako eli hahlo. Jos puu on juuri raon paksuinen, ja et ole varma, pitäisikö se laskea mukaan, laske se puolikkaana. Alla olevassa esimerkkikuvassa hahloa paksumpia puita on 6 ja juuri hahlon kokoisia 2, joten luvuksi tulee 6 * 1 + 2 * ½ = 7
4. Saamasi luku on arvio siitä, kuinka monta neliömetriä puupinta-alaa metsässä on hehtaarilla. Tämä pätee, kun varren pituus ja hahlon leveys ovat suhteessa 50:1, eli 65 cm:n ketjun kanssa käytä 13 mm hahloa.

Mikäli puu haarautuu alempana kuin 1,3 m korkeudessa, jokainen runko lasketaan relaskoopilla mitattessa omaksi rungokseen. Hyvin pensasmaisen puun pinta-alan mittaamiseen relaskooppi ei toimi ollenkaan, vaan pinta-alaa täytyy arvioida muilla keinoilla.

Puuston korkeus

Myös puuston korkeutta voi arvioida kahdella eri tavalla. Voit käyttää astekulmamittaa ja rullamittaa, joiden avulla saat puun etäisyyden ja latvan kulman tietystä pisteestä. Näiden kahden arvon ja trigonometrian avulla puun korkeuden saa selvitettyä helposti.

Jos käytössäsi on vain rullamitta, mutta ei astekulmamittaa, tai trigonometriset funktiot ovat liian haastavia, voit arvioida puun korkeuden myös etsimällä puun korkeutta vastaavan etäisyyden puun juurelta. Tämä onnistuu käyttämällä mittaa, tikkua tai vaikka sormea, jonka pituus vastaa puun korkeutta tietystä pisteestä katsottuna. Kun “kaadat” mittatikkusi vaakatasoon niin, että sen toinen pää on puun juurella, tikun toinen pää kertoo sen pisteen, joka on latvan kanssa samalla etäisyydellä juurelta. Tämän pisteen tulee olla kohtisuorassa sinun ja puun väliseen janaan nähden. Voit esimerkiksi ohjata kaverisi seisomaan oikeaan pisteeseen, jonka jälkeen voitte mitata etäisyyden kaveristasi puuhun.

Puuston tilavuus ja biomassan määrä

Vaikka puut kapenevat ja haarautuvat kohti latvaa, voidaan koko puun tilavuus oksineen laskea kuten lieriön tilavuus puun 1,3 m korkeudessa olevan läpimitan ja korkeuden avulla. Tämä perustuu jo da Vincin aikoinaan esittämään ajatukseen siitä, että kun puu haarautuu, sen haarojen yhteen laskettu poikkileikkauspinta-ala on sama kuin päärungon. Tällä tavalla ei saa aivan tarkkaa tilavuutta, mutta se on hyvä arvio.

Puuston tilavuuden laskemisen jälkeen puille voidaan laskea massa alla olevan taulukon avulla. Massaan lasketaan mukaan rungon massa, jonka saa kertomalla tilavuuden ja tiheyden, halutessaan neulasten ja lehtien massan sekä juurakon massan, joka on suunnilleen sama kuin neulasilla ja lehdillä. Tämä kaikki arvot vaihtelevat toki kasvupaikan ja olosuhteiden mukaan, mutta taulukon luvuilla pystyy saamaan yleistetyn arvion.

*metsä, jossa latvukset peittävät koko taivaan, yleensä n. 30-40 v ja sitä vanhemmat. Arvot ovat koivikolle, kuusikolle ja männikölle. Jos metsä on sekametsä, täytyy lehtien ja neulasten pano arvioida sen mukaan, kuinka suuri osa mitäkin puulajia on.

Puun myyntiä varten puun koko tilavuutta olennaisempi tilavuusmitta on runkotilavuus. Tämä tilavuus kertoo, paljonko sahatuotteisiin käytettävää puunrunkoa puussa on. Runkotilavuuden voi tarkistaa relaskooppien mukana tulevista taulukoista puiden pinta-alan ja korkeuden perusteella.

Mitä monimuotoisuus kertoo metsästä?

Monimuotoisuutta voi tarkastella hyvin monella eri tavalla. Sitä löytyy kaikkialta yhden eliön genomista aina biomien monimuotoisuuteen saakka. Vaikka monimuotoisuuden määrä maapallon eri paikkojen välillä vaihteleekin valtavasti, se on pääsääntöisesti hyvä asia ja kertoo siitä, että metsä on terve. Eri lajit tukevat ja tasapainottavat toisiaan ja koko metsää.

Monimuotoisuus myös mahdollistaa monimuotoisuuden. Lajit muokkaavat elinympäristöään ja pystyvät siten tuottamaan metsään sellaisia paikkoja, joissa elinolot, esimerkiksi valon tai veden määrä, ovat juuri sopivia jollekin toiselle lajille. Isot, paljon valoa tarvitsevat puut varjostavat metsänpohjaa, jossa sitten voi elää sellaisia lajeja, jotka eivät kestä suoraa auringonvaloa. Myös esimerkiksi monet jäkälät ja sammalet kasvavat vain tiettyjen puiden pinnalla, ja ilman näitä puita ei myöskään nämä jäkälät ja sammalet eivät metsässä selviä. Monet eläimet pystyvät myös käyttämään vain rajallista määrää muita eliöitä ruuakseen, joten näiden muiden eliöiden läsnäolo mahdollistaa myös ruuastaan tarkkojen eläinten elämisen metsässä. Toisaalta monet eläimet myös pärjäävät paremmin, jos ruoanlähteitä on monenlaisia: esimerkiksi mehiläisille on hyväksi, että kukkalajeja löytyy paljon erilaisia. Mitä enemmän eri lajeja metsästä löytyy, sitä useammalle lajille se myös mahdollistaa hyvän paikan elää.

Monimuotoisuuden säilyminen on tärkeää luonnon, mukaanlukien ihmisten, toiminnan kannalta. Lajit elävät jatkuvassa vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, ja jos jokin laji kuolee, seuraukset voivat olla arvaamattomat. Jos riippuvuuksien verkosto häiriintyy, seurauksena saattaa olla koko ekosysteemin romahtaminen. Monimuotoisessa ekosysteemissä saattaa kuitenkin löytyä tilalle korvaavia lajeja. Monimuotoisuus myös helpottaa metsän tai muun eliöyhteisön palautumista katastrofista tai muusta häiriöstä, jolloin sen vaikutukset ovat pienemmät kuin monimuotoisuudeltaan köyhässä metsässä. Metsän monimuotoisuus siis auttaa metsiä mukautumaan ja selviämään ilmastoltaan muuttuvassa maailmassa.

Mitä metsän maaperä kertoo metsästä?

Metsän maalaji rajoittaa myös muita maaperän ominaisuuksia, esimerkiksi kosteutta ja ravinnepitoisuutta. Nämä tekijöillä on suuri vaikutus siihen, mitä kasveja tietyllä paikalla voi elää, ja sitä kautta vaikuttaa metsän koko eliöyhteisöön.

Metsän maaperän happamuuteen vaikuttaa sekä metsän alla olevat kivilajit että metsän kasvillisuus. Suomen maaperät ovat tyypillisesti happamia. Suurin osa Suomen kallioperästä on graniittia, joka on hapan kivilaji, ja emäksiset kivilajit (esim. kalkkikivi) ovat harvinaisempia. Lisäksi Suomelle tyypillisessä havumetsässä syntyy happamista neulasista hapanta kariketta. Lehtipuuvaltaisemmissa lehdoissa maaperä onkin usein vähemmän hapanta.

Liian happamassa maassa kasvit kuitenkin kasvavat huonosti. Siellä hajottajien toiminta hidastuu, jolloin ravinteita vapautuu kuolleesta biomassasta kasvien käyttöön hitaammin. Riippuu kuitenkin paljon kasvista, miten happamassa tai emäksisessä maassa se pärjää kaikkein parhaiten. Maaperän happamuus ja siinä kasvavat kasvit ovat siis suoraan yhteydessä toisiinsa, ja myös vaikuttavat toisiinsa.

Mitä puuston korkeus, tilavuus tai massa kertovat metsästä: metsät hiilinieluina ja -varastoina?

Talousmetsissä tilavuus on olennainen asia sen takia, että se kertoo, kuinka paljon puuta metsässä on myytäväksi, jos se kaadetaan tällä hetkellä.

Metsän biomassan (eli eloperäisen aineksen) määrä kertoo siitä, miten paljon hiiltä metsään on varastoituneena. Mitä enemmän massaa metsän eliöillä on yhteensä, sitä suurempi hiilivarasto metsä on. Metsän pitkäaikainen hiilivarasto on nimen omaan puiden rungoissa. Neulaset tiputellaan niiden vanhentuessa, ja Suomessa lehtipuiden lehdet ja yksivuotiset kasvit uusiutuvat joka vuosi. Niiden hiilivarasto ei ole siis pysyvää, vaan se vapautuu ja sitoutuu joka vuosi uudestaan. Pysyvää hiiltä on puiden runkojen ja oksistojen myös juuristossa, jossa hyvin yksinkertaisesti arvioituna on varastoituneena hiiltä suunnilleen saman verran kuin lehdissä tai neulasissa. Puuston kuivapainosta puolet on hiiltä. Myös metsien maahan on sitoutunut suuri määrä hiiltä: kivennäismailla kasvavissa metsissä hiiltä on maaperässä suunnilleen yhtä paljon kuin puustossa, suomailla selvästi suurin osa hiilestä maaperän turpeessa.

Kun metsä kasvaa, se sitoo jatkuvasti enemmän hiiltä ilmakehästä itseensä ja toimii hiilinieluna. Metsän vuosittain yhteytyksessä sitoma hiili on suoraan verrannollinen neulas- tai lehtimassaan. Metsä myös vapauttaa hiiltä puiden ja muiden kasvien hengityksessä (eli energiantuotannossa) sekä maan hajotustoiminnoissa. Hajotustoiminta riippuu hajoavan aineen määrästä ja lämpötilasta (voidaan ajatella olevan pitkällä aikavälillä vakio, jos ilmastonmuutosta ei oteta huomioon). Kuitenkin esimerkiksi soilla hajotustoiminta on hidasta, sillä suuri osa biomassasta on veden alla vähähappisissa tai hapettomissa oloissa.

On verrannollista puiden kokoon, kuinka suuri osa puiden yhteyttämästä hiilestä vapautuu jälleen hengityksessä. Isot puut käyttävät hyvin suuren osan yhteyttämästään hiilestä hengitykseen. ”Keski-ikäiset puut” käyttävät n. puolet yhteyttämästään hiilestä hengitykseen. Tästä seuraa se, että vanhassa metsässä vuosittainen nettohiilinielu (yhteytys – vapautus) on pieni, mutta hiilivarasto suuri. Vanhojen metsien, joissa eliöiden monimuotoisuus on suurinta, massa ei siis enää juuri muutu. Nuoremman metsän vuosittainen nettohiilinielu on suuri, mutta hiilivarasto pienempi kuin vanhemmalla metsällä. Luonnon monimuotoisuuden säilyttämisen lisäksi myös tämän takia vanhojen metsien suojeleminen on tärkeää: vaikka ne eivät aktiivisesti poista hiilidioksidia ilmakehästä, ne varastoivat valtavan määrän hiiltä, joka puun kohtalosta riippuen voi hakkuiden seurauksena päätyä ilmakehään.