KA Kalkinnhold er et mål for surhet, og innhold av viktige mineralnæringsstoffer i mark, bunn og vannmasser. Denne miljøvariabelen utgjør en av de viktigste og mest omtalte kildene til variasjon i artssammensetningen både i fastmark- og våtmarkssystemer.

Variasjonen langs KA Kalkinnhold styres av kjemisk sammensetning og fotvitringsegenskaper langs en geologisk gradient fra kalkfattige silikatbergarter til kalkrike karbonatbergarter. Viktige enkeltvariabler som bidrar til denne komplekse miljøgradienten er pH og konsentrasjonen av en rekke mineralnæringsstoffer. Makronæringsstoffer som kalium, natrium, kalsium og magnesium er viktigst, men en rekke mikronæringsstoff bidrar også. KA Kalkinnhold er valgt som betegnelse for denne lokale komplekse miljøvariabelen, ikke fordi kalsiuminnhold i seg selv er en hovedårsak til variasjonen i artssammensetning, men fordi kalsiumkonsentrasjonen i substratet er et godt uttrykk for variasjonen. KA Kalkinnhold er også relevant for både bunnsystemene og vannmassene i ferskvannsforekomster.

Kalksteinsbergarter/karbonatbergarter domineres av karbonat (CO32-), som hovedsakelig finnes i form av kalsiumkarbonat i kalkstein og kalkmarmor, eller som kalsium-magnesiumkarbonat i dolomitt og dolomittmarmor. Hvorvidt bergarten domineres av kalk eller magnesium ser ikke ut til å ha særlig betydning for artssammensetningen. Viktige plante-næringsstoffer som kalium, nitrogen, fosfor og magnesium er positivt korrelert med kalkinnholdet fordi disse grunnstoffene er sterkere kjemisk bundet ved høyere enn ved lavere pH. Harde silikatbergarter som er fattige på kalk, har også et lavt innhold av andre viktige mineralnæringsstoffer.

Bergarter kan dekke områder på flere titalls mil, men kan også variere betydelig på svært liten skala. «Normal» skala for variasjon i bergartsegenskaper med betydning for KA Kalkinnhold er i størrelsesorden 1–100 km. Berggrunnens innflytelse på KA Kalkinnhold modifiseres av løsmassedekke, og jordsmonn. Løsmasser består av knust og blandet mineralmateriale og inneholder ofte en blanding av bergarter fra opprinnelsessteder langt unna stedet der løsmassene blir avsatt.

Jordsmonnsutviklingen innebærer akkumulering av organisk materiale og utvasking av mineralnæringsstoffer. Resultatet blir en toppjord som kan være vesentlig surere enn mineraljordsmaterialet toppjorda hviler på. Fordi utvikling av jordsmonnet avhenger av helning, vanntilgang og en rekke andre finskala-faktorer, varierer den på en mye mindre skala enn berggrunnsegenskapene. Toppjord viser derfor variasjon i KA Kalkinnhold over stor spennvidde i skalaene.  

Innhold av mineralnæringsstoffer og pH i torv varierer mellom torvmarksområder, avhengig av terrengformvariasjon og vanntilførsler (Økland et al. 2001a), og innen hvert enkelt myrområde som følge av myras hydromorfologi (Økland 1989a). Både på åpen myrflate og i myrskogsmark varierer kalkinnholdet også på fin skala på grunn av interaksjon mellom KA Kalkinnhold og mikrotopografi. På myr har tuer lavere pH og mineralnæringsinnhold enn fastmatte og mykmatte på grunn av forskjeller i kjemiske prosesser mellom torv med ulik grad av gjennomlufting (Malmer 1962). På overveiende ekstremt næringsrik myr kan artenes fordeling gjenspeile variasjon i avstand til grunnvannsspeil og pH på skalaer ned til under 10 cm.

Den vanligste skalaen for variasjon på trinn-nivå langs KA Kalkinnhold i skogsmark er i området 10–100(–1000) m. På mark med kalkrik berggrunn kan det være stor variasjon i artssammensetning på relativt fin skala. Her kan naturtyper som kjennetegner svært kalkfattig mark forekomme på steder med tjukt humuslag, mens naturtyper som kjennetegner de høyeste kalktrinnene forekommer på steder med grunt jordsmonn. På steder med kalkfattig berggrunn kan gunstige topografiske forhold, løsmasser og kildevann kunne resultere i mark som er opp til 4–5 basistrinn mer kalkrik enn berggrunnen i seg selv skulle tilsi (Økland & Eilertsen 1993). Videre finnes variasjon i kalkinnhold på svært fine skalaer, ned mot centimetere, som følge av biologiske prosesser som dyreaktivitet, tilførsel av død ved, små jordskred etc.

For vannmasser i både saltvannssystemer, limniske vannmasser og til en viss grad våtmarkssystemer skjer en utjevning av KA Kalkinnhold på grunn av vannmasseblanding. Selv i store innsjøer tilhører vannmassene som regel samme basistrinn av KA Kalkinnhold. Relevant skala er lik skalaen for variasjon i bergartsegenskaper, det vil si 1–100 km.

Tradisjonelt er det pH og konsentrasjonen av kalsiumioner som har vært nyttet til å karakterisere trinn langs miljøgradienten kalkinnhold. Selv om dette fortsatt antas å være de viktigste enkeltfaktorene, kan ingen av disse egenskapene nyttes til å karakterisere trinnene entydig. For det første utgjør miljøvariablene langs KA Kalkinnhold en kompleks gradient bestående av enkeltvariabler som slett ikke samvarierer slavisk. Dessuten modifiseres trinngrensene av mediets egenskaper. Samme arter vil normalt tolerere lavere pH i jord med høyt organisk innhold enn i rein mineraljord. Videre vil de samme artene forekomme ved lavere pH når målingene gjøres direkte i fuktig torv enn når de blir gjort i vannekstrakt.

Basistrinn

Kunnskapsbehov

Det er behov for mer kunnskap om innplassering av ulike bergarter på en skala for «geologisk rikhet» gitt av trinndelingen av KA Kalkinnhold. Det er også behov for sammenstilling av kunnskap om dyrearters fordeling langs gradienten.

Kommentarer

Det er en lang tradisjon i Fennoskandia for å bruke begrepsparet «fattig–rik» for å beskrive normal variasjon i mineralnæringsinnhold. De fleste som har brukt dette begrepsparet på denne måten har imidlertid vært nøye med å presisere at det ikke er rikheten på et bestemt mineralnæringsstoff eller høy pH som blir adressert gjennom begrepsparet ’fattig–rik’, men rikheten på arter. Ikke antallet arter innenfor et område med et gitt areal (artstetthet) men artsmengden i de samfunnene som blir sammenliknet. For drøfting av valg av begrep; «kalkinnhold» framfor «syre–basestatus» eller «mineralnæringsstatus», se dokumentasjonen for økoklinen KA Kalkinnhold i NiN 1.