Indikator i kontrolovervågningen af lysåbne naturtyper og skove
Forholdet mellem kulstof- og kvælstofindholdet i jorden er en vigtig indikator for succession og eutrofieringsstatus i klitheder, på indlandsheder, i klitskove samt bøge- og egeskove. Generelt er C/N-forholdet en vigtig parameter til at beskrive den nuværende tilstand af økosystemet som et resultat af lang tids jordbundsdannende processer, herunder udvaskning, forsuring og ophobning af dårligt omsat organisk materiale. For høj kvælstofdeposition medfører en forøgelse af både kulstof og kvælstof i jorden, men mere for N end for C, hvorved C/N forholdet falder. Aktiviteter som tørveskrælning, slåning og afbrænding kan fjerne noget af kvælstofoverskuddet. Dette gælder i mindre grad græsning, som kun fjerner meget lidt kvælstof.
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 blive mindre, hvilket ændrer mange økologiske forhold knyttet til naturarealernes næringsstofcyklus. Når C/N forholdet bliver lavere sker der en mineralisering af kvælstoffet, og derved bliver det tidligere indbyggede og utilgængelige kvælstof tilgængeligt for eksempelvis græsarter. Dette er en vigtig årsag til at mange hede- og klittyper i Vesteuropa er domineret af græsser og halvgræsser som blåtop, bølget bunke og sandstar. Tilsvarende bliver der færre laver, mosser og lave urter, der er følsomme over for forsuring og skygge fra de konkurrencestærke græsser (Dorland et al. 2003; Kaae et al. 2024). Dette skyldes i høj grad, at der er sket en akkumulering af kvælstoffet, og at C/N forholdet derfor er blevet lavere. Således er det gennemsnitlige C:N forhold på heder (4010 og 4030) og klitheder (2140) under de 30 som anses for gunstigt og mange steder omkring eller under 20 (Strandberg et al. 2018; Bak 2023 og novana.au.dk). Samtidigt er faldet i C:N signifikant faldende (Bak 2023).
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. NOVANA overvågningen har vist at C:N-forholdet er signifikant reduceret (Strandberg et al. 2018; Bak 2023). 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 sker der første omgang ændringer i de dominerende arters dækning og på sigt ændrede konkurrenceforhold med stigende dominans af græsser og halvgræsser.
På danske tørre heder anses et C:N-forhold over 30 som en indikator for et sundt hedeøkosystem, tilsvarende betragtes et C:N-forhold under 20 som en indikator for et hedeøkosystem, der er udsat for jordbunds- og vegetationsændringer. I en sammenlignende undersøgelse fandt Rowe et al. (2006) ikke kvælstofudvaskning ved et C:N-forhold på 33 eller derover, mens der ved et C:N forhold på 20 var 50 % udvaskning af det kvælstofnedfald som tilførtes med nedbør og tørafsætning. Kvælstofudvaskningen vil stige yderligere ved endnu lavere C:N forhold i morlaget (Rowe et al. 2006). I lighed med ovenstående fandt Gundersen et al. (2006) en begyndende afkobling mellem C- og N-kredsløbet ved et C/N-forhold mindre end 25, hvor kvælstof ikke længere bliver fixeret i morlaget, men derimod bliver udvasket. En følgevirkning af den øgede kvælstofmineralisering er udvaskning af basekationer og en øget forsuring af jordbunden (Diekmann og Falkengren-Grerup 2002). C/N forholdet i jorden er således en væsentlig indikator for eutrofieringsstatus og vigtig for at forudsige, hvornår kvælstofpåvirkning kan forventes at medføre forsuring og konkurrencebetingede ændringer i artssammensætning og vegetationsstruktur.
Jordbundens C/N-forhold analyseres i jordprøver, der indsamles i hvert fjerde prøvefelt på overvågningsstationerne. C/N-forholdet i jorden måles for de 10 skovtyper, samt heder og klitheder. Indikatoren har været registreret siden 2004 for klithede (2140), våd hede (4010) og tør hede (4030), siden 2007 for de 10 skovtyper 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) (se også Tabel F1 og G1).
