二氧化碳（CO2）是最重要的溫室氣體，大氣二氧化碳濃度在很大程度上受到土壤CO2通量的影響，土壤的CO2釋放即土壤呼吸，包括三個(gè)生物學(xué)過(guò)程(即土壤微生物呼吸、根系呼吸、土壤動(dòng)物呼吸)和一個(gè)非生物學(xué)過(guò)程，即含碳礦物質(zhì)的化學(xué)氧化作用。
土壤呼吸的影響因素眾多，包括土壤水分、溫度等，其中土地的植被覆蓋是一個(gè)重要因素。不同植被覆蓋的土壤呼吸狀況是目前已建立的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)CO2通量網(wǎng)站的重要研究對(duì)象之一，是研究世界碳循環(huán)的重要課題，對(duì)生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)及地球表層系統(tǒng)科學(xué)意義重大。
目前基于呼吸室方法（Chamber-based method）測(cè)量土壤表層CO2通量的儀器很多，如英國(guó)ADC公司生產(chǎn)的SRS便攜式土壤呼吸測(cè)量系統(tǒng)及ACE土壤呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還有易科泰生態(tài)技術(shù)公司采用擴(kuò)散式傳感器集成生產(chǎn)的SoilBox343便攜式土壤呼吸測(cè)量?jī)x及OTC-Auto群落光合呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。呼吸室法的缺點(diǎn)是不能了解土壤表層以下（地下）的情況，如根系呼吸、異養(yǎng)呼吸等。在此背景下，SCG（soil-CO2 gradient）土壤剖面CO2測(cè)量監(jiān)測(cè)技術(shù)就顯得特別重要，通過(guò)不同深度的土壤剖面原位CO2測(cè)量，可以精準(zhǔn)測(cè)量碳在土壤中的產(chǎn)生、運(yùn)移、擴(kuò)散過(guò)程（土壤中碳的周轉(zhuǎn)），特別是隨著O2傳感器技術(shù)的發(fā)展，還可以同步測(cè)量O2濃度，進(jìn)而分析土壤O2消耗、呼吸商及與其它溫室氣體排放的關(guān)系等。
美國(guó)約翰·霍普金斯大學(xué)K.Szlavecz教授及史密森尼環(huán)境研究中心M.McCormick教授等，采用與SoilBox343同樣的擴(kuò)散式傳感器呼吸室法，對(duì)不同森林類(lèi)型本地種蚯蚓和非本地種蚯蚓對(duì)地上和地下生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程的影響進(jìn)行了研究，認(rèn)為非本地種蚯蚓對(duì)生態(tài)系統(tǒng)包括土壤呼吸、土壤真菌、樹(shù)木生長(zhǎng)等具有非常重要的影響（研究結(jié)果發(fā)表在2011年《Biological Invasions》）。
APEC氣候中心（APEC Climate Center）的J.A. Chun教授與約翰·霍普金斯大學(xué)（The Johns Hopkins University）的K. Szlavecz教授合作，在美國(guó)馬里蘭州巴爾的摩市中心東北部14公里的美國(guó)農(nóng)業(yè)部林務(wù)局實(shí)驗(yàn)森林網(wǎng)絡(luò)站，對(duì)林地和草地各設(shè)3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)按土壤表層、距地表2cm、5cm、10cm、20cm、30cm 6個(gè)剖面，同步監(jiān)測(cè)CO2、土壤水分和土壤溫度及地面降雨情況，同時(shí)采用SoiBox343的呼吸室法測(cè)量土壤表層CO2通量。監(jiān)測(cè)研究結(jié)果發(fā)表在《Atmospheric Environment》上。
結(jié)果表明“脈沖效應(yīng)（降雨后二氧化碳濃度迅速增加的現(xiàn)象）”在草地中比在林地中更明顯（下圖中a和b箭頭所指），這個(gè)效應(yīng)源于同樣的降雨條件下草地土壤水分的變化大于林地。從土壤深度這個(gè)角度上分析，2cm，5cm和10cm深度具備更明顯的“脈沖效應(yīng)”，但是，這種“脈沖效應(yīng)”在土壤表層并不明顯（如圖a所示）。利用SOILCO2模型，進(jìn)一步估算出土壤CO2通量（見(jiàn)下右圖）
北京易科泰生態(tài)技術(shù)公司采用國(guó)際先進(jìn)傳感器與數(shù)據(jù)采集技術(shù)，專業(yè)生產(chǎn)SCG-N土壤剖面CO2/O2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及SoilBox343便攜式土壤呼吸測(cè)量?jī)x，可以同步測(cè)量監(jiān)測(cè)土壤CO2、O2、土壤溫度及土壤水分等，是農(nóng)業(yè)部學(xué)科群項(xiàng)目、中科院CERN網(wǎng)絡(luò)等的主要觀測(cè)研究設(shè)備。其主要功能特點(diǎn)與研究方案為：
1) SCG-N SoilBox343，全面測(cè)量監(jiān)測(cè)土壤剖面CO2、土壤水分、土壤溫度、土壤O2及表層CO2通量
2) SCG-N OTC-Auto BTC-100，全面觀測(cè)地上與地下群落生態(tài)過(guò)程，包括土壤呼吸、群落光合作用、根系生長(zhǎng)周轉(zhuǎn)等
3) SCG-N 與 SoiTron多功能小型蒸滲儀技術(shù)結(jié)合，建立多功能土壤生態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)觀測(cè)系統(tǒng)
4) 可進(jìn)一步選配植物莖流監(jiān)測(cè)、葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測(cè)、土壤營(yíng)養(yǎng)鹽在線分析等
5) 應(yīng)用與生態(tài)科學(xué)、土壤與地球科學(xué)觀測(cè)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、林業(yè)科學(xué)、濕地生態(tài)觀測(cè)等
