Perto do topo do mundo, as plantas crescem em solo que fica sobre o permafrost, ou solo permanentemente congelado. Assim como as plantas em regiões mais quentes, estes precisam de nitrogênio para crescer. Os aspectos únicos do ambiente permafrost criam novos desafios para representar as interações planta-nitrogênio. Os cientistas mediram como a disponibilidade de nitrogênio para as plantas varia espacial e temporalmente na tundra ártica. Eles descobriram que a umidade do solo desempenha um grande papel. Em áreas mais secas, nitrogênio está presente, mas na forma errada para as plantas usarem. O descongelamento do permafrost aumenta a umidade do solo no final da estação de crescimento, mas o nitrogênio recentemente disponível próximo ao limite do permafrost não está disponível para as raízes.

Os modelos árticos não devem presumir que o aumento da profundidade do degelo com o aquecimento do Ártico irá liberar nitrogênio adicional para o benefício das plantas. O aumento da produção de nitrogênio inorgânico que não está acoplado à absorção pelas plantas pode levar a perdas de nitrogênio do sistema e degradar o ecossistema.

No Ártico, a quantidade de nitrogênio disponível influencia fortemente a produtividade e distribuição da planta. Em sistemas permafrost com terreno padronizado, a quantidade de nitrogênio e outros nutrientes disponíveis pode variar substancialmente em curtas distâncias. Os pesquisadores precisam entender melhor a variação espacial e temporal em escala fina na disponibilidade de nitrogênio do solo para prever com mais precisão as respostas da tundra a um clima mais quente. Cientistas do Oak Ridge National Laboratory mediram o nitrogênio inorgânico disponível nas plantas em várias profundidades do solo em 12 microhabitats. Esses habitats foram associados a um gradiente de polígonos de cunha de gelo de centro baixo a polígonos de centro alto na tundra costeira. A equipe fez essas medições no Observatório Ambiental Barrow em Utqiaġvik (antigo Barrow), Alasca. Eles mediram a composição da vegetação, biomassa, conteúdo de nitrogênio, e distribuição de profundidade de enraizamento. Além disso, eles mediram a temperatura do solo, umidade, pH, e degelo em profundidade. As medições permitem determinar as relações entre a variabilidade espacial e temporal na disponibilidade de nitrogênio e fatores ambientais e de vegetação. A umidade do solo foi o principal determinante da disponibilidade de nitrogênio. Habitats mais secos tinham mais nitrogênio na forma de nitrato, não amônio. As plantas, Contudo, não poderia usar esta forma de nitrogênio. Embora mais nitrogênio se torne disponível à medida que o solo descongela no verão, o nitrogênio recentemente disponível, localizado próximo ao limite do permafrost, não está disponível para as plantas. O nitrogênio, portanto, não oferece nenhum impulso no final da estação de crescimento. Umidade do solo, disponibilidade de nitrogênio inorgânico, e o conteúdo de nitrogênio da planta estão fortemente relacionados. Assim, delinear os níveis de umidade do solo e outras mudanças relacionadas ao degelo do permafrost é vital para determinar como o ciclo de nutrientes nas paisagens de tundra responderá ao aquecimento do clima.