Fatti: A. Dopo una procedura lunga e travagliata, che non occorre qui evocare, il Patriziato di Carasso ha presentato, il 23 maggio 2007, al Municipio di Bellinzona una domanda di costruzione per una strada forestale sui monti di Carasso. Il progetto prevede la realizzazione di un tracciato asfaltato lungo 4'058 m tra le località di Gordola e Pié Moretti. Esso riprende parzialmente una precedente progettazione elaborata nel contesto di un procedimento di raggruppamento terreni, che prevedeva un'ulteriore tratta Pié Moretti-monti del Baltico e che per finire non era stata approvata né dal Consiglio di Stato né dal Tribunale cantonale amministrativo, adito successivamente dal Patriziato. Secondo la domanda di costruzione, i costi preventivati per la realizzazione dell'opera ammontano a fr. 4'750'000.--. L'Associazione Traffico e Ambiente della Svizzera italiana, la Fondazione Svizzera per la tutela del paesaggio, Pro Natura Ticino, WWF Svizzera italiana e Ficedula si sono opposte alla domanda, contestando sostanzialmente il carattere forestale dell'opera e rilevando la mancanza di una base pianificatoria. Con decisione del 26 ottobre 2007, il Municipio di Bellinzona, acquisito il preavviso favorevole dell'autorità cantonale, ha rilasciato la licenza edilizia, respingendo nel contempo l'opposizione delle organizzazioni di protezione della natura e dell'ambiente. B. Adito dagli opponenti, con decisione del 17 settembre 2008 il Consiglio di Stato ne ha accolto il ricorso e ha annullato la licenza edilizia. Il Governo ha in particolare negato alla strada progettata una funzione forestale preponderante. C. Con sentenza del 16 giugno 2009, il Tribunale cantonale amministrativo ha respinto il ricorso del Patriziato contro la risoluzione governativa. Per quanto qui riguarda, ha essenzialmente negato la conformità alla zona forestale dell'opera progettata, ritenendo ch'essa era soprattutto destinata a raggiungere comodamente le residenze secondarie e ad allacciare boschi aventi una funzione essenzialmente protettiva, per la cui manutenzione non si imponeva tuttavia un simile impianto stradale. D. Il Patriziato impugna con un ricorso in materia di diritto pubblico al Tribunale federale questa sentenza, chiedendo di annullarla. Chiede, in via principale, di rilasciargli la licenza edilizia richiesta e, in via subordinata, di rinviare gli atti alla Corte cantonale per un nuovo giudizio nel senso dei considerandi. Il ricorrente fa valere la violazione del diritto federale, segnatamente degli art. 2 e 15 LFo e dell'art. 22 LPT, oltre un accertamento dei fatti manifestamente inesatto e lesivo del diritto. Rimprovera in sostanza alla Corte cantonale di avere negato a torto il carattere forestale della strada progettata. E. La Corte cantonale, in sede di osservazioni al ricorso, precisa di avere ritenuto esclusa dal perimetro del piano di gestione dei boschi una porzione di area boschiva in realtà inclusa nello stesso, rilevando nondimeno che tale porzione dovrà comunque essere oggetto di progetti e approfondimenti futuri indipendenti dal piano di gestione in discussione. Il Consiglio di Stato, i Servizi generali del Dipartimento del territorio e il Municipio di Bellinzona si rimettono al giudizio del Tribunale federale. Le organizzazioni opponenti postulano invece la reiezione del gravame.