概述
土壤作为生态系统的核心组成部分，其气体通量变化及剖面理化性质特征，直接驱动着生态环境演变、制约农业生产效率，并深刻影响气候变化响应过程。
为了连续、高精度获取土壤-大气界面的温室气体交换通量，并同步监测驱动该过程的土壤内部关键环境要素。构建一套集成土壤气体通量监测与土壤剖面多要素测量的综合性观测系统显得尤为重要。该系统可以实现对土壤碳通量、温室气体含量、温湿盐、水势、热通量等参数的长期、自动、高精度多维度监测，为科学揭示土壤要素对气体通量的影响提供基础数据。
系统组成
土壤气体通量监测系统
土壤剖面测量系统专注于土壤物理参数的垂直分布和动态变化的监测。该系统通过多种传感器（如TDR传感器、水势传感器和热通量传感器）实现土壤温度、湿度、盐分、水势和热通量的多层次监测。
例如： TRISCAN系统可以实现对土壤剖面水分的连续动态观测。其核心优势在于高分辨率、多深度同步监测及实时数据获取能力，可广泛应用于农田、森林、湿地等生态系统，为土壤水文过程、热力学特性及植物生长机制研究提供关键数据支撑。
应用方向：精准灌溉指导、墒情监测、土壤理化性质研究、根系层环境评估、与气体通量数据耦合进行机理分析。
土壤剖面测量系统
土壤剖面测量系统专注于土壤物理参数的垂直分布和动态变化的监测。该系统通过多种传感器（如TDR传感器、水势传感器和热通量传感器）实现土壤温度、湿度、盐分、水势和热通量的多层次监测。
例如： TRISCAN系统可以实现对土壤剖面水分的连续动态观测。其核心优势在于高分辨率、多深度同步监测及实时数据获取能力，可广泛应用于农田、森林、湿地等生态系统，为土壤水文过程、热力学特性及植物生长机制研究提供关键数据支撑。
应用方向：精准灌溉指导、墒情监测、土壤理化性质研究、根系层环境评估、与气体通量数据耦合进行机理分析。
土壤要素综合测量系统应用与研究方向
机理与过程耦合研究
建立土壤温湿度、水势等环境因子与温室气体通量的定量关系模型，深刻揭示土壤碳循环控制机制；结合气体通量（CO₂、N₂O）和土壤剖面（温度、水分等）数据，系统解析土壤水热迁移与碳、氮生物地球化学循环的耦合过程及其环境驱动因素。
跨领域综合评估
构建同时空获取的生态（气体通量）、水文（水分、水势）和物理（温度、热通量）数据集，为模型开发和验证提供强力支持；开展土壤 - 植物 - 大气连续体（SPAC）监测，通过气体通量和土壤水热参数，评估水分和能量在不同界面中的传输过程；同时监测土壤通气性、水势、呼吸速率等物理、化学和生物参数，为土壤健康综合评价与质量评级提供依据。
实践应用与政策支撑
赋能精准农业与智慧管理决策
基于多源综合数据，精准识别作物碳释放强度及其关键驱动因素（如土壤水分过饱和、根区温度异常等），为制定差异化灌溉制度、变量施肥策略提供科学依据，助力农业生产效率提升与资源优化配置。
构建环境风险预警与趋势预测体系
通过多参数长期序列数据的深度挖掘，实现对土壤退化（如酸化、盐渍化）、碳排放异常等生态环境问题的早期预警，并结合机器学习模型预测其演变趋势，为生态保护与修复方案制定提供决策支持。
支撑碳中和政策实施与温室气体管理
整合土壤-大气界面通量数据与剖面理化条件，量化评估土壤作为温室气体“源/汇"的动态潜力，为区域碳收支核算、减排路径优化及碳中和目标实现提供关键数据支撑与科学论证。
服务地球气候变化响应机制研究
依托长期连续的气体通量监测与剖面动态观测，揭示土壤碳循环、温室气体排放对气候变化的响应规律，预测土壤-气候反馈机制，为当前变化背景下的生态系统适应性研究提供核心观测数据。
