Полярные и субполярные экосистемы — особая зона пристального внимания в исследованиях N₂O. До недавнего времени тундра и торфяники считались слабыми источниками или даже поглотителями N₂O. Современные данные рисуют более сложную картину.
Торфяники занимают около 3% суши Земли, но содержат около 30% мирового запаса почвенного углерода. Несмотря на суровые условия, в торфяных почвах идут активные микробиологические процессы азотного цикла — нитрификация и денитрификация.
В обводнённых, анаэробных условиях торфяники выступают относительно слабыми источниками N₂O, поскольку денитрификация завершается до N₂. Однако осушение торфяников — намеренное (под сельскохозяйственные угодья) или вынужденное (при потеплении) — кардинально меняет ситуацию.
Исследования в Финляндии, Швеции и России показали, что осушенные бореальные торфяники являются значительными источниками N₂O. Потоки могут достигать 2-10 кг N₂O-N/га/год — сравнимо с интенсивно удобряемыми сельскохозяйственными угодьями.
Особый феномен — «горячие точки» и «горячие моменты» эмиссии N₂O. Пространственно-временная изменчивость потоков в тундровых экосистемах чрезвычайно высока: отдельные участки могут давать в 100 раз больше N₂O, чем окружающий ландшафт. Частичное оттаивание и повторное замерзание почвы создают эти «горячие моменты» эмиссии.
Арктические научные станции России, в том числе действующие в рамках INTERACT (International Network for Terrestrial Research and Monitoring in the Arctic), ведут долгосрочный мониторинг потоков парниковых газов в тундровых экосистемах.