Kul- og kvælstofindhold i jordbunden (C/N-forhold)

Hvorfor registreres C/N forholdet?

Når naturtyper som hede og klitheder belastes med atmosfærisk kvælstof, vil den største andel af dette kvælstof blive indbygget i det organiske morlag, som er den øverste del af jordbunden hos disse naturtyper. Forholdet mellem kulstof og kvælstof vil derfor på sigt mindskes, hvilket ændrer mange økologiske forhold knyttet til naturarealernes næringsstofcyklus. Ved den lavere ratio sker der en mineralisering af kvælstoffet, og derved bliver det tidligere indbyggede og utilgængelige kvælstof tilgængeligt for eksempelvis græsarter. Således er mange hede- og klittyper i Vesteuropa domineret af græsarter som blåtop og bølget bunke, og der er tilsvarende fravær af laver, mosser og lave urter, der er følsomme overfor forsuring og skygge fra de konkurrencestærke græsser (Dorland et al., 2003). Dette skyldes i høj grad, at der er sket en akkumulering af kvælstoffet, og at C/N forholdet derfor er blevet lavere.

Et højt C/N-forhold sikrer et naturareal mod effekter af næringsbelastning, idet de øverste organiske jordlag immobiliserer kvælstof. Et højt kulstofindhold i jordbunden fungerer derfor som en naturlig buffer mod eutrofiering og forsuring. Der findes ikke publicerede data for udvikling af C/N-forholdet i morlag på heder, endsige tidslig udvikling i kvælstofindhold i dværgbuske. Der sammenlignes derfor med indikatorerne fra den europæiske overvågning af nåleskove, fordi sure skove findes på næringsfattige sandjorde, opbygger et morlag og har stedsegrøn vegetation. I modsætning til en lang række andre naturtyper hvor en øget kvælstofdeposition oftest manifesterer sig i øget produktivitet i vegetationen, så vil næringsfattige naturtyper som hede, mose og sure skove akkumulere et større input af kvælstof i den kulstofbank, som mor- eller tørvelaget er. Denne akkumulering vil langsomt ændre C/N-forholdet, og på et tidspunkt vil der ske ændringer i tilgængelighed, og dermed vil der udløses en række biologiske forandringer. Disse forandringer sker først og fremmest nede i jorden ved ændringer i en række mikrobiologiske processer såsom mineralisering eller nedbrydning formidlet af ændringer i svampe eller bakterier.  Over jorden vil der derfor først optræde ændringer i de dominerende arters dækning og på sigt ændrede konkurrenceforhold med stigende dominans af forskellige græsarter.

I en analyse af europæiske skove fandt Gundersen m.fl. (2006), at der sker en begyndende afkobling mellem C- og N-kredsløbet ved et C/N-forhold mindre end 25, hvor kvælstof ikke længere bliver fixeret i morlag, men derimod bliver udvasket. En følgevirkning af den øgede kvælstofmineralisering er udvaskning af basekationer og en øget forsuring af jordbunden (Diekmann and Falkengren-Grerup, 2002).  C/N forholdet i jorden er en væsentlig indikator for eutrofieringsstatus og vigtig for at forudsige, hvornår kvælstofpåvirkning kan forventes at medføre forsuring og konkurrencebetingede ændringer i artssammensætning og vegetationsstruktur.

Hvordan registreres C/N forholdet?

Jordbundens C/N-forhold analyseres i jordprøver, der indsamles i hvert fjerde prøvefelt på overvågningsstationerne. C/N-forholdet i jorden måles for heder og klitheder og har været registreret siden 2004 for klithede (2140), våd hede (4010) og tør hede (4030) og siden 2011 for enebærklit (2250). I første programperiode blev C/N-forholdet også målt i jordprøver fra klitlavning (2190), overdrev (6120, 6210 og 6230), tidvis våd eng (6410), avneknippemose (7210) og rigkær (7230).  

Referencer

Diekmann, M. & Falkengren-Grerup, U.: 2002, 'Prediction of species response to atmospheric nitrogen deposition by means of ecological measures and life history traits', Journal of Ecology 90, 108-120.

Dorland, E., Bobbink, R., Messelink, J. H. & Verhoeven, J. T. A.: 2003, 'Soil Ammonium Accumulation after Sod Cutting Hampers the Restoration of Degraded Wet Heathlands', Journal of Applied Ecology 40, 804-814.

Gundersen, P., Raulund-Rasmussen, K. & Schmidt, I. K.: 2006, ' Leaching of nitate from temperate forests – effects of air pollution and forest management.', Environmental Reviews 14, 1-57.