Päätehakkuu ja orgaanisen aineksen hajotus

Hajotus vapauttaa orgaaniseen ainekseen sitoutuneen energian ja palauttaa ravinteet kiertoon. Uusi orgaaninen aines koostuu kuolleista puuston ja pintakasvillisuuden lehdistä, neulasista, kuoresta, oksista, versoista ja rungoista, hienoja paksujuurista sekä kuolleesta mikrobija eläinmassasta. Metsikön vuotuinen kariketuotanto vaihtelee noin tuhannesta kahdeksaan tuhanteen kg ha–1. Puuston osuus karikkeen tuotannosta lisääntyy metsikön kehittyessä ja sulkeutuessa siten, että tiheässä kuusikossa karike on lähes yksinomaan puustosta peräisin. Varttuneessa männikössä pintakasvillisuuden osuus kariketuotannosta voi olla noin kolmannes. Mikrobien ja maaperäeläinten biomassa voi olla sadasta kahdeksaan sataan kg ha–1 (Persson ym. 1980). Koska näiden eliöryhmien elinkierto on nopeaa, voi niiden vuotuinen kariketuotantokin yltää hetkellisen kokonaisbiomassan tasolle. Metsämaassa on jatkuvasti sekä vanhaa että uutta hajoavaa orgaanista ainesta. Hajotuksen alkuvaiheessa massa häviää nopeasti. Hajotuksen edetessä orgaanisesta aineksesta jää jäljelle yhä vaikeammin hajotettavaa materiaalia ja hajotus hidastuu, mikä johtuu ligniinistä ja hajotuksen yhteydessä muodostuneista humusyhdisteistä (Berg ja McClaugherty 2003). Vanhan orgaanisen aineksen määrä maassa – kivennäismaan kasvupaikoilla vajaasta sadasta tuhannesta kahteensataan tuhanteen kg ha–1 (Tamminen 1991) – on merkittävästi suurempi kuin uuden aineksen, mutta se ei hitaan hajoamisen takia ole ravinnelähteenä kovin tärkeä. Hajotusta tapahtuu sekä fysikaalisesti että biologisesti. Veden mukana hajoavasta aineksesta poistuu mm. sokereita, aminohappoja ja ravinteista erityisesti kaliumia. Hajoavan aineksen pilkkoutuminen pienempiin osiin mm. jäätymisen ja sulamisen seurauksena lisää hajotukselle altista pinta-alaa. Myös maaperäeläimet kykenevät pilkkomaan pienempiä rakenteita. Orgaanisen aineksen ensisijaisia hajottajia ovat kuitenkin sienet ja bakteerit, jotka kykenevät pilkkomaan myös selluloosaa, hemiselluloosaa ja ligniinejä. Sienivaltaiset hajottajaeliöyhteisöt ovat tyypillisiä happamille ja kuiville kangasmaille, kun taas bakteerivaltaiset yhteisöt esiintyvät etupäässä vähemmän happamissa multamaissa. Maaperäeläimet, kuten änkyrimadot, käyttävät ravintonaan sieniä ja bakteereja ja siten säätelevät niiden biomassaa ja ravinnevarastoja (Setälä ja Huhta 1995). Kasvien ravinteiden saannin kannalta tämä on tärkeää, koska ilman eläinten tekemää laidunnusta mikrobimassa ja siihen sitoutuneet ravinnevarastot kasvavat ja kasveille käyttökelpoisten ravinteiden määrä maassa pienenee. Immobilisaatiolla – ravinteiden sitoutumisella mikrobeihin – on tärkeä rooli erityisesti typen kierrossa. Useissa laboratorioja kenttäkokeissa on osoitettu typen määrän lisääntyvän orgaanisessa aineksessa hajotuksen alkuvaiheessa, vaikka samanaikaisesti aineksen massa pieneneekin (Berg ja McClaugherty 2003). Kenttäkokeiden perusteella on arvioitu, että kangasmailla hajotuksessa vapautuu Ari Laurén ja Marjo Palviainen