土壤碳循环系统
以森林土壤为主的土壤是陆地生态系统中最大的有机碳库，达15,500亿吨，是大气中碳储量的2倍，是全球植被中的3倍（Lal, 2004）。另一方面，由于植物根系的新陈代谢作用（根呼吸）和土壤微生物的分解作用（微生物呼吸）同时会有大量的有机碳被释放到大气中。根呼吸和微生物呼吸的总和通常被称之为土壤呼吸。到目前为止，几乎所有的研究都表明土壤呼吸与土壤温度之间存在着明显的指数关系 (Davidson and Janssens, 2006; Liang et al., 2004)。
全球的土壤微生物呼吸不但占全球土壤总呼吸的71%，同时也为每年化石燃料排放碳的9倍，为每年陆地碳汇的57倍 (IPCC, 2007)。因此，由全球变化导致的极小土壤呼吸变化，都会对全球的碳平衡起到严重的影响 (Friedlingstein et al., 2006; Heimann and Reichstein, 2008)。
但是，这种未来的长期预测往往是基于短期（季节性）的野外观测数据，还缺乏长期的野外观测数据做以验证。
土壤呼吸测定
土壤呼吸的测定，应用自动开闭箱式土壤碳呼吸自动连续测定方法。该自动开闭箱式土壤呼吸测定系统，呼吸箱的尺寸为长Φ90cm×高50cm，主要由透明塑料板粘接而成。两扇盖子的开闭由压缩空气通过2根气缸来完成。各个呼吸箱的开闭，空气采样的控制由一个可编程数采通过一个多频道采样装置来实现。土壤呼吸的测定方式为闭路式。当呼吸箱关闭后，箱内CO2浓度的变化由一台红外CO2测定仪（LI-820, Li-Cor）来测定。
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OTC熏气箱
开顶式气室开顶式熏气箱( Open-top chamber ). 系由美国在1973年首先 使用，一般为圆柱形顶端开敞，气体由鼓风机自下方进入，接触植物后由顶端开口溢出之设计。 基本上此一设计可使箱内之物理环境包括光线，温度、湿度、降雨等接近于天然。可研究某种气体的变化，对农作物及森林树木的影响。
1、常规研究
常规研究开顶箱在箱体的底部开有通气口，研究对象种植在箱体内，研究时按照研究者要求控制通入气体的浓度，实现气体倍增研究。
2、根系研究
根系研究型开顶箱主要根据研究者研究对象的特殊性而量身定做的。该开顶箱箱体底部还建有根部观察室，在进行气体倍增的同时，研究室可供研究者进入，随时观察研究对象根部的变化情况。
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FACE系统
CO2-FACE（Free Air CO2 Enrichment ）即在近地面空气中增加 CO2）浓度。FACE系统是一个模拟未来CO2 增加的微域生态环境。根据冠层CO2 浓度测定结果，由控制系统实时调节FACE圈层内的CO2 浓度，使之保持在高于对照的设定浓度值（已经建立的FACE系统设定的CO2）浓度高于对照200ppmv)。
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