Att förutsäga hur kolet i jorden förändras när permafrosten förändras är inte lätt. Alaskas varierande terräng gör det svårt att optimera placeringen av webbplatser för datainsamling. Forskare använde ett geospatialt tillvägagångssätt som integrerar observationer med klimatet, marktäcke (skrubb, skog, etc.), geologi med mera. De fastställde att 484 nya platser behövdes för att förbättra uppskattningarna av kollager under olika miljöförhållanden.

Permafrostpåverkade jordar lagrar en av de största reservoarerna av organiskt kol på planeten. Hur miljöförändringar kan påverka detta kol, inklusive att släppa den till luften, är inte välkända. Magnituden, sårbarhet, och rumslig fördelning av markens kollager är stora källor till osäkerhet. Studien erbjuder platser för att vägleda nya fältobservationer. De insamlade uppgifterna kommer att begränsa osäkerheter i markens koldioxiduppskattningar. Dessutom, platserna kommer att tillhandahålla robusta rumsliga riktmärken för att studera jorden.

Att representera rumslig heterogenitet på landytan är en vetenskaplig utmaning som är avgörande för att utforma observationssystem för att tillförlitligt uppskatta markegenskaper. Leds av forskare vid Argonne National Laboratory, ett team utvecklade ett geospatialt tillvägagångssätt för att identifiera en optimal fördelning av observationsplatser för att förbättra karakteriseringen av organiskt kol i marken i Alaska. Genom att använda miljödata som förväntas påverka markbildningen som proxy för att representera den rumsliga fördelningen av markens organiskt kol, forskarna fastställde att 484 nya observationsplatser skulle behövas för att komplettera data från befintliga prover. De tillagda platserna skulle göra det möjligt för forskare att karakterisera den genomsnittliga helprofilen av organiskt kol i marken över Alaska med ett konfidensintervall på 5 kg Cm ^-2 . Dock, att endast uppskatta en undersektion av hela profilen till 0 m – 1 m och 0 m – 2 m, För att uppnå samma förtroende skulle det krävas 309 och 446 nya observationsplatser, respektive.

Nya observationsbehov är större för buskmarker (mest tundra) än skogsmarkstyper, och ekoregioner i sydvästra Alaska är bland de mest undersamplade. Antalet och platserna för nödvändiga observationer förändras inte särskilt mycket av förändringar i klimatvariabler fram till 2100, enligt prognosen av den mellanstatliga panelen för utsläppsscenarier för klimatförändringar. Studieresultaten tjänar som vägledning för framtida provtagningsinsatser för att minska befintlig osäkerhet i markens organiskt kolobservationer och förbättra riktmärken för jordsystemmodellresultat.