KO Kornstørrelse

Dominerende kornstørrelse en viktig årsak til variasjon i artssammensetning på overveiende uorganiske substrater, både på natursystem- og på livsmedium-nivået. Kornstørrelsen er viktig fordi den samvirker med en rekke andre, viktige faktorer, for eksempel substratets evne til å lagre vann og dets stabilitet (motstand mot transport med vann og vind og mot massetransport i skråninger).

Kornstørrelse (KO) er relevant for inndeling på naturtypenivåene livsmedium og natursystem.

Variabeltype: ØN (økoklinal variasjon først og fremst trinndelt på grunnlag av kontinuerlig variasjon, men i tillegg med forekomst av spesielle miljøforhold med spesiell artssammensetning).

Variabelformel: OE9+FE6 (ordnet faktorvariabel med envalgsavkryssing; 9 ordinære trinn pluss 6 spesialtrinn).

Kornstørrelse (KO) har ett økoklinuttrykk og deles i ni ordinære trinn og seks spesialtrinn for spesielle jordartstyper, kjemiske utfellinger og biogene sedimenter (Tabell 1).

Variasjonen i kornstørrelse (KO) i norsk natur er resultatet av geomorfologiske prosessers virkning gjennom tusener av år, først og fremst fra siste istid fram til i dag. Områder uten løsmasser kan være homogene med hensyn til kornstørrelse (KO) over avstander på mange kilometer. Store, blankskurte svaberg finnes fra Vest-Telemark og indre Agder langs det meste av kysten. Områder som er dekket av løsmasser kan ha betydelig variasjon på fin skala, men løsmassedekker kan også ha rimelig homogen kornstørrelsesfordeling over store områder, slik vi finner på de store sandflatene rundt Gardermoen på Romerike (Nannestad og Ullensaker kommuner, Akershus), på de store rullesteindominerte områdene på Jæren og på leirslettene på nedre Romerike, i Vestfold og i Østfold. Mineralmateriale som er resultatet av resente prosesser, som for eksempel massetransport i skråninger, har ofte variasjon i kornstørrelse på finere skalaer. Ur (talus) bygges opp over tid ved tilførsel av mineralmateriale først og fremst gjennom steinsprang. Styrtgradering (se Artikkel 11) innebærer størrelsessortering av massene innenfor ura; det groveste materialet havner lengst nede i ura og finmaterialet lengst oppe. Biogent ’uorganisk’ materiale, som er rester etter spesifikke samfunn og som blir beskrevet som kornstørrelse (KO) spesialtrinn X1 korallgrus, spesialtrinn X2 kalkalgegrus og spesialtrinn X3 skjellsand, dekker vanligvis små flekker. Kornstørrelse (KO) framviser altså variasjon over et svært stort spekter av skalaer, typisk fra 1 m til 10 km (10⁰–10⁴ m).

Kornstørrelse (KO) samvarierer ofte med andre økokliner, i vann spesielt bevegelsesenergi (BE), som gjennom sin påvirkning av flere geomorfologiske prosesser begrenser potensiell kornstørrelsevariasjon innenfor et spesifisert område (se Artikkel 14). På land samvarierer kornstørrelse (KO) ofte med vannmetning: vannmetning av marka (VM–A). I de fleste terrestre natursystem-hovedtyper blir derfor ikke kornstørrelse (KO) en selvstendig viktig kilde til variasjon i artssammensetning. Samvariasjon mellom kornstørrelse (KO) og kalkinnhold (KA) er også vanlig.

Økoklinen kornstørrelse (KO) er bare relevant for overveiende uorganiske (minerogene) sedimenter, inkludert biogene karbonsedimenter (se Artikkel 12: B for generelt begrepsapparat for sedimenter). Overveiende organiske sedimenter (i forhold til minerogene) kan i prinsippet ses på som som spesialtrinn langs økoklinen kornstørrelse (KO), men organiske og uorganiske substrater er kvalitativt så forskjellige at kornstørrelsesbegrepet forbeholdes overveiende minerogene substrater. For overveiende organiske substrater er andre faktorer enn kornstørrelsen utslagsgivende for variasjonen i artssammensetning.

Begrepet ’kornstørrelse’ beskriver økoklinens innhold presist, med unntak for spesialtrinnene som med hensyn til funksjon hver kan sammenliknes med flere ordinære trinn.

Det begrepsmessige utgangspunktet for den ordinære trinninndelingen av kornstørrelse (KO) er Wentworths kornstørrelsesskala (Wentworth 1922), ofte omtalt som Udden-Wentworth-skalaen. Wentworths kornstørrelsesskala er i utgangspunktet basert på 2-logaritmer; lik at en økning på ett trinn innebærer en dobling av den dominerende kornstørrelsen (Tabell 2). Negative 2-logaritmeskalaverdier blir ofte omtalt som phi-skalaen (F). Trinndelingen av økoklinen kornstørrelse (KO) i NiN innebærer en forenkling av Wentworths skala fra 25 til 9 trinn innenfor de seks hovedklassene som NGU opererer med: blokk, stein, grus, sand, silt og leire (se Tabell 1–2 og Bilde 1–5) [sju hovedklasser når (fast) fjell utskilles som egen hovedklasse for kornstørrelser over 4096 mm (kjempeblokker samt virkelig fast fjell)]. De to trinnene som kommer i tillegg i NiN er resultatet av:

• deling av klassen for grusdominerte sedimenter ved 16 mm dominerende kornstørrelse i henholdsvis ’fin og middels grus’ og ’grov grus’; og
• deling av klassen for sand-dominerte sedimenter ved 1/4 mm dominerende kornstørrelse i henholdsvis ’fin sand’ og ’middels og grov sand’.

Delingen av klassen for grusdominert materiale ved 16 mm dominerende kornstørrelse i kornstørrelse (KO) trinn 5 dominert av fin og middels grus og trinn 6 dominert av grov grus (engelsk: pebbles) er biologisk motivert. Dette er den definisjonsmessige grensa mellom hardbunn og bløtbunn (se Artikkel 14: C for videre drøfting av disse begrepene), og er forekomstgrense for flere dominerende (habitatbyggende) algearter (se Artikkel 14: C). Denne grensa brukes også i EUNIS (Davies et al. 2004).

Deling av klassen for sanddominert materiale ved 1/4 mm dominerende kornstørrelse i kornstørrelse (KO) trinn 3 dominert av fin sand og trinn 4 dominert av middels og grov sand er motivert av at fin sand har mange fellestrekk med trinn 2 siltdominert og trinn 1 leirdominert; fin sand er blant annet den største dominerende kornstørrelsen der kohesjonskreftene spiller en vesentlig rolle for partiklenes ’holdfasthet’ mot underlaget (se Artikkel 14: A); for større kornstørrelser er vekta viktigste faktor i så henseende. Denne delingen kan også være relevant for variasjon i infaunaen (dyr som lever i substratet, for eksempel gravende dyr).

Økoklinen kornstørrelse (KO) omfatter seks spesialtrinn. Tre av disse, spesialtrinn X1 korallgrus, spesialtrinn X2 kalkalgegrus og spesialtrinn X3 skjellsand, omfatter klastiske biogene sedimenter med kornstørrelser som svarer til sand og grus. Disse tre spesialtrinnene skiller seg med hensyn til opphav (hvilke plante- eller dyregrupper som gir opphav til sedimentene) og sedimentenes struktur.

Spesialtrinnet korallgrus (X1) forekommer rundt korallrev, og består av rester av døde steinkoraller som har brukket av og samlet seg ved foten av korallrevet. Hornkoraller (som kan danne korallskogsbunn) har ikke kalkskjelett og gir derfor ikke gir opphav til en spesifikk type bunnsedimenter slik som steinkorallene.

Spesialtrinnet kalkalgegrus (X2) omfatter konsentrerte forekomster av kalkalger. Kalkalger hører til rødalgene. Den viktigste arten i norske farvann er vorterugl (Lithothamnion glaciale), som vokser langs hele kysten og danner ’kuler’ med ruglete overflate, inntil 4–5 cm i diameter (kornstørrelseskategorien ’svært grov grus’; se Tabell 2). Artene buttgrenet mergel (Phymatolithon calcareum) og korallmergel (Lithothamnion corallioides), som har en sørlig utbredelse og er sjeldne i Norge, kan også danne ’bed’ av korall-liknende grus. I nord kan Lithothamnion tophiforme danne kalkalgegrus med enheter som er inntil 10 cm i diameter.

Spesialtrinnet skjellsand (X3) omfatter delvis nedbrutte kalkskall fra mollusker (muslinger og snegler), med større eller mindre innblanding av kalkskjeletter av andre organismer; for eksempel rur, kråkeboller og kalkalger (Bilde 6). Kornstørrelsen varierer vanligvis mellom fin sand og middels grus, men ansamlinger av intakte skjell, for eksempel blåskjell (Mytilus edulis), er på størrelse med grov grus (se Tabell 2). Skjellsand forekommer hyppigst nær kysten, men finnes også på dypere vann. Ofte avsettes skjellsand i le på innsiden av holmer og skjær. Begrepet ’skjellsand’ er upresist; den vanlige bruken av begrepet inkluderer også ’kalkalgegrus’ og ’kalkalgesand’, som ikke er skjellsand i streng forstand (i betydningen fragmenter av molluskskall). Et alternativt fellesbegrep for X1–X3 kan være ’kalksand’ eller ’karbonatsand’.

Hovedgrunnen for å skulle ut spesialtrinn X1 korallgrus og X2 kalkalgegrus som forskjellig fra spesialtrinn X3 skjellsand er at den spesielle tredimensjonale strukturen gjør korallgrusen og kalkalgegrusen til egnete levesteder for mange spesialiserte virvelløse dyr (børstemark, pigghuder, muslinger med flere). Korallgrusen har mange hulrom som favoriserer kryptofauna, for eksempel borende sjøanemoner (Edwardsiidae) og pølseormer (Sipunculidae). Skjellfragmenter inneholder derimot mer av rørbyggende flerbørstemarker (Polychaeta) som bruker skjell som byggemateriale.

Begrepene fast, mellomfast og løs bunn (se Artikkel 14: C for utfyllende drøfting) er i stor grad, men ikke utelukkende, definert ut fra kornstørrelse (Artikkel 14: Fig. 6). Skillet mellom fast og mellomfast bunn bestemmes av kornstørrelse (KO) og vannets bevegelsesenergi (BE) i fellesskap, mens skillet mellom mellomfast bunn og løs bunn er et kornstørrelsesskille som går omkring fin sand. Definisjonsmessig er grensa mellom mellomfast og løs bunn satt ved dominerende kornstørrelse 1/16 mm, det vil si mellom kornstørrelse (KO) trinn 2 siltdominert og trinn 3 dominert av fin sand (Artikkel 14: C). De tre spesialtrinnene for klastiske biogene substrater regnes som bløtbunn/mellomfast bunn sjøl om partiklene kan være på størrelse med grov grus, småstein eller stein.

Kornstørrelse (KO)  spesialtrinn X4 kalsiumkarbonatutfellinger (Bilde 7) hører til  bløtbunn/løs bunn, mens spesialtrinn X5 moreneleire omfatter konsolidert silt og leire med stor variasjon i ’fasthet’ og grad av erosjonsutsatthet (fra løs til mellomfast bunn). I de fleste tilfeller vil imidlertid spesialtrinn X5 moreneleire best karakteriseres som mellomfast bunn (se videre om diamikton, usorterte sedimenter, nedenfor).

Mens forekomster av spesialtrinn X3 skjellsand i saltvannssystemer og fjæresonesystemer oppfører seg som annen mellomfast bløt bunn [kornstørrelse (KO) fra og med trinn 3 dominert av fin sand til og med trinn 5 dominert av fin eller middels grus], oppfører skjellsandavsetninger i fastmarkssystemer (lagt på land som følge av landheving; Bilde 7) seg mer som hard bunn [kornstørrelse (KO) trinn 6 dominert av grov grus]. Dette skyldes at bølger med letthet flytter skjell (også større skjell) fordi de enkelte skjellene er så lette. Skjellavsetninger i vann er derfor et ustabilt substrat. Ustabilitet er hovedkjennetegnet på et mellomfast substrat. På land er vinden den viktigste mekaniske forstyrrelsesagensen. Vindens kraft (se Artikkel 17) er imidlertid mye svakere enn bølgenes kraft, og skjellavsetninger på land er derfor relativt stabile, med koloniseringegenskaper bestemt av substratstørrelsen.

Kornstørrelse (KO) spesialtrinn X6 usortert skredmateriale omfatter relativt ferske sedimenter som oppstår som resultat av jord- og snøskred (natursystem-typer åpen skredmark [3] nakent jordskred, [6] jordskred-eng og [7] jordskred-fukteng). Disse unge, usorterte sedimentene er vesentlig forskjellig fra sorterte substrater i åpen skredmark (for eksempel leirskred og sandskred langs elver, forårsaket av elvers graving i sorterte løsmasser).

Bruken av kornstørrelse (KO) i beskrivelsessystemene for hovedtyper på natursystem- og livsmedium-nivåene forutsetter en kritisk vurdering av hvilke trinn som bør slås sammen til samletrinn. Dette blir bestemt i hvert enkelt tilfelle på grunnlag av den tilgjengelige kunnskapen om kornstørrelsens betydning for de aktuelle organismesamfunnene.

Trinndelingen i Tabell 1–2 (og NGUs system; Tabell 3) avviker fra trinndelingen i EUNIS på ett punkt; i EUNIS opereres med ei grense mellom silt og leire ved 1/256 (= 0,004) mm og ikke ved 1/512 (= 0,002) mm som i NGUs system. Dette synes imidlertid ikke å være problematisk fordi skillet mellom silt og leire bare i liten grad gjenspeiles i forskjeller i artssammensetning, slik at kornstørrelse (KO) trinn 1 leirdominert og trinn 2 siltdominert i de fleste praktiske tilfeller samles til et samletrinn.

Sedimenter har bare unntaksvis tilnærmet homogen kornstørrelse; de fleste seminentene inneholder et spekter av kornstørrelser i blanding. NGU har utviklet en detaljert terminologi for marine sedimenter med blandet kornstørrelse, bygget på Folks klassifikasjonssystem (Folk 1954). Et viktig element i Folks klassifikasjonssystem, slik det er anvendt av NGU for midlere kornstørrelser (sand og grus-dominerte sedimenter), er om sedimentet inneholder under eller over 2 vektprosent grus. Bruken av dette kriteriet gjør klassifikasjonen godt tilpasset naturlig forekommende sedimenter. Klassifikasjonen er videre basert på andelene av henholdsvis leire/silt/sand og slam/sand/grus. Denne klassifiseringen av marine sedimenter er implementert i NGUs standard for maringeologiske kart, og er i ferd med å bli godkjent som en nasjonal SOSI-standard. Ekspertgruppa for NiN mener at aggregerte klasser i Folks system [trinndelingen av kornstørrelse (KO) i NiN, se Tabell 1] i de fleste tilfeller gir en tilstrekkelig detaljert karakterisering av naturtyper. Relasjoner mellom NGUs sedimentklasser (og definisjoner av disse) og begreper for sedimenter som vil bli benyttet i NiN, er vist i Tabell 3.

Fra marinbiologisk hold er det uttrykt ønske om inndeling av grove sedimenter i to klasser, ’Fjell og blokk’ og ’Stein’. Disse klassene samsvarer ikke med NGUs inndeling, der ’Bart fjell’ skilles fra ’Stein og blokk’. Det finnes heller ingen direkte parallell i NGUs system til den oppdelingen av grus- og sand-kategoriene som er lagt til grunn for trinndelingen av økoklinen kornstørrelse (KO) i NiN, og som er motivert av indikasjoner på biologisk viktige grenseverdiområder langs økoklinen (se kapittel Artikkel 14: C). Det er stor kunnskapsmangel med hensyn til den økologiske betydningen av kornstørrelse, både for grovere og midlere kornstørrelser og i en rekke ulike natursystem-hovedtyper.

Begrepet ’mergel’ brukes både om kalkalger (og kalkalgerester) og kalsiumkarbonatutfellinger i vann. Vi har derfor valgt å bruke lengre, men mer presise betegnelser for spesialtrinn X2 kalkalgegrus og spesialtrunn X4 kalsiumkarbonatutfellinger.

Begrepet ’diamikton’ (usortert substrat; usorterte sedimenter) blir ikke brukt som kornstørrelsesbegrep i NiN. ’Diamikton’ kan i prinsippet inneholde alle kornstørrelser – fra leire til blokk. En spesiell type av usortert substrat, moreneleire, er imidlertid inkludert som kornstørrelse (KO) spesialtrinn X5 moreneleire. Moreneleire er isbreavsetninger (moreneavsetninger) der grunnmassen er leire, men hvor også silt, sand, grus og blokk inngår. Moreneleire finnes over større sammenhengende havbunnsområder.

I NiN betraktes ’diamikton’ som en mosaikk mellom ulike kornstørrelsesklasser, fordi det ikke finnes indikasjoner på at usorterte sedimenter har en artssammensetning forskjellig fra den man ville forvente i den mosaikken av kornstørrelser som finnes i det usorterte sedimentet. Spesialtrinn X5 moreneleire er et unntak fra dette, fordi moreneleira i tillegg til sin kornstørrelsesfordeling kjennetegnes av at de fine kornstørrelsesfraksjonene (silt og leire) er pakket sammen til et konsolidert substrat. Det finnes betydelige kunnskapsmangler om moreneleire som substrat, og på sikt må kunnskap om artssammensetningen i ulike typer ’diamikton’ avgjøre om det er behov for flere spesialtrinn langs kornstørrelse (KO) for usorterte sedimenter.

På land benytter NGU flere ulike kornstørrelsesbaserte sedimentklasseinndelinger. Det foregår nå en revurdering av disse inndelingene, som sannsynligvis vil ende opp i en harmonisering med klassesystemet som benyttes i sjøen. En slik harmonisert klasseinndeling vil derfor automatisk i rimelig grad være harmonisert med trinndelingen i NiN (se Tabell 1, 3)

Begrepet mudder, som benyttes i EUNIS om et sediment som er avsatt i vann og som består av materiale dominert av silt og leire, tilsvarer begrepet ’slam’ i NGUs terminologi.

I tillegg til partikkelstørrelsen er en rekke andre egenskaper ved sedimentene viktige for artsammensetningen. Oksygeninnhold og innhold av organisk materiale nevnes blant kompliserende faktorer med økologisk relevans. Mineralnæringsinnholdet (i vid forstand, inkludert tilgangen på nitrogen og fosfor) er også viktig, samtidig som for stor næringstilgang skaper stress og dårlige leveforhold. Lave oksygennivåer som skyldes høyt organisk innhold i sedimentet begrenser forekomsten av en rekke arter, og sedimenter med anriking av giftige svovelforbindelser under anoksiske forhold mangler infauna [se videre beskrivelsene av økoklinene akkumulering av organisk materiale (AO) og vannsirkulasjon: oksygentilgang (VS–A)]. Oksygennivåer lavere enn ca. 3,5 ml/l synes kritiske (Aure et al. 1997).

Om terminologien for organiske sedimenter, se Artikkel 12: B.