Voorspellen hoe koolstof in de bodem verandert wanneer permafrost verandert, is niet eenvoudig. Het gevarieerde terrein van Alaska maakt het moeilijk om de plaatsing van sites voor het verzamelen van gegevens te optimaliseren. Onderzoekers gebruikten een geospatiale benadering die waarnemingen integreert met het klimaat, bodembedekking (schrobben, Woud, enzovoort.), geologie en meer. Ze stelden vast dat er 484 nieuwe locaties nodig waren om de schattingen van koolstofvoorraden onder verschillende milieuomstandigheden te verbeteren.

Door permafrost aangetaste bodems bevatten een van de grootste reservoirs van organische koolstof op aarde. Hoe veranderingen in het milieu deze koolstof kunnen beïnvloeden, inclusief het vrijgeven in de lucht, zijn niet goed bekend. De magnitude, kwetsbaarheid, en ruimtelijke verdeling van koolstofvoorraden in de bodem zijn belangrijke bronnen van onzekerheid. De studie biedt locaties om nieuwe veldwaarnemingen te begeleiden. De verzamelde gegevens zullen de onzekerheden in schattingen van de koolstof in de bodem beperken. In aanvulling, de locaties zullen robuuste ruimtelijke benchmarks bieden voor het bestuderen van de aarde.

Het weergeven van ruimtelijke heterogeniteit van het landoppervlak is een wetenschappelijke uitdaging die van cruciaal belang is voor het ontwerpen van observatieschema's om bodemeigenschappen betrouwbaar te schatten. Onder leiding van onderzoekers van het Argonne National Laboratory, een team ontwikkelde een geospatiale benadering om een ​​optimale verdeling van observatieplaatsen te identificeren voor het verbeteren van de karakterisering van organische koolstofvoorraden in de bodem in Alaska. Door milieugegevens te gebruiken die naar verwachting de bodemvorming zullen beïnvloeden als proxy's voor het weergeven van de ruimtelijke verdeling van organische koolstofvoorraden in de bodem, de wetenschappers stelden vast dat er 484 nieuwe observatieplaatsen nodig zouden zijn om de gegevens van bestaande monsters aan te vullen. De toegevoegde locaties zouden onderzoekers in staat stellen de gemiddelde organische koolstofvoorraden in de bodem in Alaska te karakteriseren met een betrouwbaarheidsinterval van 5 kg C m ^-2 . Echter, om slechts een deel van het hele profiel te schatten op 0 m – 1 m en 0 m – 2 m, het bereiken van hetzelfde vertrouwen zou 309 en 446 nieuwe observatieplaatsen vereisen, respectievelijk.

Nieuwe waarnemingsbehoeften zijn groter voor struikgewas (meestal toendra) dan voor soorten bosbedekking, en ecoregio's in het zuidwesten van Alaska behoren tot de meest onderbemonsterde. Het aantal en de locaties van de vereiste waarnemingen worden niet veel veranderd door veranderingen in klimaatvariabelen tot 2100, zoals geprojecteerd door het Intergouvernementeel Panel voor emissiescenario's voor klimaatverandering. Onderzoeksresultaten dienen als richtlijn voor toekomstige bemonsteringsinspanningen om de bestaande onzekerheid in de waarnemingen van organische koolstof in de bodem te verminderen en de benchmarks voor de resultaten van het aardsysteemmodel te verbeteren.