图为夏秋季不同土壤剖面深度（5cm、12.5cm、35cm） CO2浓度 的变化情况
土壤呼吸是陆地生态系统的主要碳源，据报道，欧洲通量项目EUROFLUX 18个森林类型的平均年土壤呼吸占其总初级生产力的49%（Janssens et al., 2001），Law等（Law et al. 2001）研究发现，土壤呼吸约占整个生态系统呼吸的四分之三。土壤碳库细微的变化都将对大气CO2浓度造成重大影响，因此研究土壤碳动态及其CO2排放对于预测大气CO2浓度变化成为迫切的重要课题。有关土壤表层CO2通量（土壤总呼吸）研究很多，但这显然并不足以阐释土壤CO2生产过程，土壤剖面CO2垂直梯度研究越来越成为土壤呼吸乃至生态系统碳循环研究的热点。土壤不同层面（深度）CO2生产的持续监测对于理解土壤CO2动态极为重要，可以阐明由土壤到大气CO2通量随季节、光照、温度、湿度及土壤特性的变化特征。另外，土壤垂直梯度CO2监测可以与广泛使用的涡度相关监测比较，从而定量研究分析生态系统的碳交换。另一方面，鉴于CO2具有一定的水溶性、土壤O2对土壤呼吸观测的重要意义，土壤O2监测对于土壤呼吸及土壤碳通量研究具有特别重要的意义，可以更加精确、客观、全面地反映土壤呼吸和碳排放（Simultaneous Carbon Dioxide and Oxygen Measurements to Improve Soil Efflux Estimates，Kyaw Tha Paw U et al. 2006）,而呼吸商RQ可以提供土壤营养状况及自养呼吸与异氧呼吸的生态信息，特别是对湿地土壤呼吸，O2是CO2和CH4排放的重要控制因素，因此湿地土壤O2测量监测对研究湿地碳排放和碳循环至关重要。
根据菲克第一定律(Fick’s first law)，在（稳态扩散的情况下）单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量（称为扩散通量Diffusion flux，用J表示）与该截面处的浓度梯度(Concentration gradient)成正比。土壤剖面CO2通量（μmol CO2 m−2 s−1）即根据该定律求出，具体计算公式为：
J= -D(dC/dx)
其中D 为CO2在土壤中的扩散系数(单位为m2/s，与土壤温度、土壤体积含水量及土壤空隙度有关)，C为深度为x（单位为m）的CO2浓度，dC/dx为浓度梯度，“–”号表示扩散方向为浓度梯度的反方向，即扩散由高浓度区向低浓度区扩散。
技术参数：
CR1000X数据采集器 | 图片 | |
操作温度 | -40° 到+70°C（标准）；-55° 到 +85°C（扩展） |
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模拟输入 | 支持16个单端（SE）或8个差分（DIFF）输入，可单独配置，用于电压，热电偶，比例和周期平均测量。 | |
脉冲计数 | 10个 | |
电压激励终端 | 4 | |
开关12V | 2个 | |
数字I/O | 8个端口可配置用于数字输入和输出，包括状态高/低，脉宽调制，外部中断，边沿定时，开关闭合脉冲计数， 高频脉冲计数，UART，RS-232，RS-485，SDM，SDI-12 ，I2C和SPI功能。 | |
输入限制 | ±5 V | |
模拟电压精确度 | 在0° 到 40°C时，±(0.04% 的测量值+偏差值) 在 -40° 到 +70°C时，±(0.06%的测量值+偏差值) 在 -55° 到 +85°C(扩展的温度范围)时，±(0.08%的测量值+偏差值) | |
ADC | 24位 | |
供电 | 10-16V | |
实时时钟精度 | 每年最大误差为3分钟，装配可选的GPS校正后可缩短至10μs | |
内置协议 | Ethernet, PPP, CS I/O IP, RNDIS, ICMP/Ping, Auto-IP(APIPA), IPv4, IPv6, UDP, TCP, TLS, DNS, DHCP, SLAAC, SNMPv2, NTP, Telnet, HTTP(S), FTP(S), SMTP/TLS, POP3/TLS | |
通讯协议 | PakBus, Modbus, DNP3, SDI-12, TCP, UDP和其他 | |
CPU | 32位，运行频率100MHz | |
内部存储 | 128M内存，和4M电池供电SRAM | |
MicroSD卡扩展 | 最大支持8GB | |
内部锂电池 | 2.4Ah，3.6V，AA电池，仅给内部时钟和SRAM供电，可持续使用三年 | |
电力消耗（12V） | < 1 mA (空闲状态), 1 mA (激活状态, 1 Hz 扫描频率),55 mA (激活状态, 20 Hz 扫描频率), 激活状态 + 25 mA (使用RS-232/RS-485连接),激活状态 + 48 mA (使用以太网连接) | |
供电保护 | 反极性保护; 过电压保护达30 V | |
尺寸 | 23.8 x 10.1 x 6.2 cm | |
重量 | 860g | |
GMP343土壤CO2传感器 | 图片 | |
工作原理 | 非色散单束双波长红外技术（NDIR） | |
测量范围选择 | 0～20000ppm | |
精度 | ±200ppm | |
响应时间 | 30秒 | |
工作范围 | 连续工作情况下 -40 ... +60 °C (-40 ... +140 °F) | |
工作电压 | 11... 36 VDC | |
输出 | 电流输出范围 4 ... 20 mA 电压输出范围 0 ... 2.5 V, 0 ... 5 V 数字输出接口 RS-485, RS-232 | |
外形尺寸 | 长度 180 mm（7.1 英寸） | |
直径 | 55 mm（2.2英寸） | |
重量（仅含探头） | 360 g | |
材质 | 主体材料 阳极氧化铝 过滤器盖 PC 塑料 | |
外壳防护等级 | IP67 | |
SO-110土壤O2传感器 | 图片 | |
特点 | 扩散型，可用于土壤 | |
尺寸 | 3.5 cm长， 125目孔径 | |
量程 | 0－100% O2 | |
重复性 | < 0.1 % | |
重量 | 175克 | |
反应时间 | 60秒 | |
气体影响 | CO2、CO、NO、NO2、H2S、H2、CH4无影响，NH3、HCI、C6H6（苯）<1% | |
输入电源 | 12 V供电给加热器，2.5 V用于激活热敏电阻 | |
电缆 | 5米箔屏蔽线 | |
Hydra II土壤多参数传感器 | 图片 | |
介电常数范围 | 1~80 | |
介电常数精度 | ±1.5%或±0.2 | |
土壤水分范围 | 0~饱和 | |
土壤水分精度 | ±0.01WFV 最大0.03WFV | |
土壤电导率范围 | 0.01~1.5 S/m | |
土壤电导率精度 | ±2.0%或±0.005S/m | |
土壤温度范围 | -10~55℃（可扩展到-30℃~55℃，如有需要请联系点将公司） | |
土壤温度精度 | ±0.1℃ | |
工作温度 | 土壤中：0～55℃ | |
存储温度范围 | -40～55℃ | |
工作电压 | 9～20VDC | |
工作电流 | SDI-12 输出：小于1mA（空闲）；30mA（工作）RS485 输出：小于10mA（空闲）；30mA（工作） | |
防水性能 | 可浸入水中 | |
材料 | PVC和不锈钢 | |
输出 | 4个0～2.5V模拟通道，SDI-12，RS485（订货前指定） | |
109土壤温度传感器 | 图片 | |
测量范围 | -50～70℃ | |
传感器类型 | BetaTherm 10K3A11B型热敏电阻 | |
互换性误差 | ±0.2℃（0～70℃，±0.5℃ @-50℃） | |
线性误差 | <0.03 ℃（-50℃时） | |
可互换性误差 | <±0.2℃（0～70℃时），±0.5℃（-50℃时） | |
响应时间 | 30～60ms（风速5m/s时） | |
最大电缆长度 | 305m | |
尺寸 | 长10.4cm，直径0.762cm | |
重量 | 136g | |
产地：美国