土壤呼吸是陸地生態系統的主要碳源，據報道，歐洲通量項目EUROFLUX 18個森林類型的平均年土壤呼吸占其總初級生產力的49%（Janssens et al., 2001），Law等（Law et al. 2001）研究發現，土壤呼吸約占整個生態系統呼吸的四分之三。土壤碳庫細微的變化都將對大氣CO2濃度造成重大影響，因此研究土壤碳動態及其CO2排放對于預測大氣CO2濃度變化成為迫切的重要課題。有關土壤表層CO2通量（土壤總呼吸）研究很多，但這顯然并不足以闡釋土壤CO2生產過程，土壤剖面CO2垂直梯度研究越來越成為土壤呼吸乃至生態系統碳循環研究的熱點。土壤不同層面（深度）CO2生產的持續監測對于理解土壤CO2動態極為重要，可以闡明由土壤到大氣CO2通量隨季節、光照、溫度、濕度及土壤特性的變化特征。對此近幾年國外進行了一系列創造性技術方法研究，ZY-SCG土壤剖面CO2測量系統即是根據上述研究而研發集成的原位CO2持續監測集成系統。
根據菲克定律(Fick’s first law)，在單位時間內通過垂直于擴散方向的單位截面積的擴散物質流量（稱為擴散通量Diffusion flux，用J表示）與該截面處的濃度梯度(Concentration gradient)成正比。土壤剖面CO2通量（μmol CO2 m−2 s−1）即根據該定律求出，具體計算公式為：J= -D(dC/dx)，其中D 為CO2在土壤中的擴散系數(單位為m2/s，與土壤溫度、土壤體積含水量及土壤空隙度有關)，C為深度為x（單位為m）的CO2濃度，dC/dx為濃度梯度，“–”號表示擴散方向為濃度梯度的反方向，即擴散由高濃度區向低濃度區擴散。
ZY-SCG土壤剖面CO2測量系統由土壤剖面不同埋深的CO2傳感器、土壤溫度傳感器、土壤水分傳感器、土壤表層呼吸室（備選）、數據采集器及地面氣象站組成。
應用領域：土壤碳排放，碳循環，土壤研究等
主要技術指標：
土壤CO2濃度傳感器（GMM222）：土壤中的二氧化碳濃度變化范圍大，因此若超出傳感器的校正范圍的話會帶來很高的誤差，GMM222多量程校準模式使測量范圍增大的同時保證其精確度。
測量原理：CARBOCAPâCO2傳感器，非色散單束雙波長紅外技術（NDIR），
測量范：0-2000ppm、0-3000ppm、0-5000ppm、0-7000ppm、0-10000ppm、0-20000ppm可選，濃度精確度：1%量程+1%
響應時間：30s。
土壤溫鹽濕傳感器（CS655）：應用創新性的技術，可以對土壤體積含水量、容積含水量、土壤溫度等多種參數進行精確測量，可在包括礦質土壤在內的多種類型的土壤環境下穩定工作。
電導率
范圍：0 - 8 dS/m
精度：±(5% 讀數+ 0.05 dS/m)
精密度（一致性）：0.5% of BEC
（2）相對介電常數
范圍：1到81
精度：±(3%讀數+ 0.8)
精密度（一致性）: < 0.02
（3）體積含水量
范圍：0到99%
精度：±1% (含土壤特性校正)@ EC＜3ds / m；±3% (典型的工廠vwc 模型 )@ EC＜10ds / m。
（4）土壤溫度
范圍：-50° - +70°C
分辨率：0.001°C
精度：±0.1°C@0*40°C （典型土壤）；±0.5°C(全溫范圍)
精密度（一致性）：±0.02°C
