Vicino alla cima del mondo, le piante crescono su un terreno che riposa in cima al permafrost, o terreno permanentemente ghiacciato. Proprio come le piante nelle regioni più calde, questi hanno bisogno di azoto per crescere. Gli aspetti unici dell'ambiente del permafrost creano nuove sfide per rappresentare le interazioni pianta-azoto. Gli scienziati hanno misurato come la disponibilità di azoto per le piante varia nello spazio e nel tempo nella tundra artica. Hanno scoperto che l'umidità del suolo gioca un ruolo importante. Nelle zone più secche, l'azoto è presente, ma nella forma sbagliata da usare per le piante. Lo scongelamento del permafrost aumenta l'umidità del suolo verso la fine della stagione di crescita, ma l'azoto appena disponibile vicino al confine del permafrost non è disponibile per le radici.

I modelli dell'Artico non dovrebbero presumere che l'aumento della profondità del disgelo con il riscaldamento dell'Artico rilascerà ulteriore azoto a beneficio delle piante. L'aumento della produzione di azoto inorganico che non è accoppiato all'assorbimento delle piante potrebbe portare a perdite di azoto dal sistema e degradare l'ecosistema.

Nell'Artico, la quantità di azoto disponibile influenza fortemente la produttività e la distribuzione della pianta. Nei sistemi di permafrost con terreno modellato, la quantità di azoto e di altri nutrienti disponibili può variare notevolmente su brevi distanze. I ricercatori devono comprendere meglio la variazione spaziale e temporale su larga scala nella disponibilità di azoto nel suolo per prevedere in modo più accurato le risposte della tundra a un clima di riscaldamento. Gli scienziati dell'Oak Ridge National Laboratory hanno misurato l'azoto inorganico disponibile nelle piante a più profondità del suolo in 12 microhabitat. Questi habitat erano associati a un gradiente da poligoni a cuneo di ghiaccio a centro basso a poligoni a centro alto nella tundra costiera. Il team ha effettuato queste misurazioni presso l'Osservatorio ambientale di Barrow a Utqiaġvik (ex Barrow), dell'Alaska. Hanno misurato la composizione della vegetazione, biomassa, contenuto di azoto, e distribuzione della profondità di radicazione. Inoltre, hanno misurato la temperatura del suolo, umidità, pH, e profondità di scongelamento. Le misurazioni hanno permesso loro di determinare le relazioni tra la variabilità spaziale e temporale nella disponibilità di azoto e i fattori ambientali e vegetazionali. L'umidità del suolo era il principale determinante della disponibilità di azoto. Gli habitat più secchi avevano più azoto sotto forma di nitrato, non ammoniaca. Le piante, però, non poteva usare questa forma di azoto. Anche se più azoto diventa disponibile man mano che il terreno si scongela in estate, l'azoto appena disponibile, situato vicino al confine del permafrost, non è disponibile per le piante. L'azoto quindi non offre alcun impulso alla fine della stagione di crescita. Umidità del suolo, disponibilità di azoto inorganico, e il contenuto di azoto delle piante sono fortemente correlati. Così, delineare i livelli di umidità del suolo e altri cambiamenti legati allo scongelamento del permafrost è fondamentale per determinare come il ciclo dei nutrienti nei paesaggi della tundra risponderà a un clima di riscaldamento.