植物通過光合作用固定大氣CO?，并將一部分碳以根系分泌物或菌根共生等形式輸送到地下。這部分“光合碳供給"是驅動土壤微生物活動和根際呼吸的重要能量來源。土壤溫室氣體（CO?、CH?、N?O）的產生，本質上依賴于微生物對有機底物的利用，而植物光合碳正是其中比較活躍的底物來源之一。

目前國內外已有大量研究分別探究干旱脅迫下植物光合熒光生理響應，或是土壤溫室氣體通量變化規律，證實干旱能夠顯著抑制光合固碳、改變土壤碳氮氣體排放。但現有研究仍存在明顯局限：多數試驗中葉片生理指標與土壤氣體通量觀測時空分離；傳統土壤通量箱多移除地上植株，無法捕捉光合產物調控根際過程的真實群落通量；難以原位同步解析光合碳供給下降如何驅動土壤溫室氣體變化，無法量化植物生理與土壤環境兩條路徑的相對貢獻。缺少同位點、多指標連續耦合觀測案例，干旱脅迫下地上 - 地下耦合調控機制仍有待進一步闡明。

基于此，依托LCproT光合儀、OS30P+葉綠素熒光儀、搭載iChamber群落自動箱的SoilGas土壤氣體通量監測系統，開展同位點、多尺度機理性原位觀測。

觀測尺度遞進流程：①葉片微觀尺度（LCproT+OS30P+）：定點測定單葉光合碳供給參數、光化學熒光參數，解析植物內源生理響應；②群落生態尺度（iChamber群落箱）：原位保留植株，測定植被-土壤一體化系統溫室氣體通量；③土壤原位尺度（SoilGas系統）：24h高頻連續監測裸土多溫室氣體通量及土壤環境因子。三套設備同位點、同步觀測，實現“葉片生理機理—群落系統交換—土壤氣體排放"的全鏈條數據匹配，解決傳統觀測尺度割裂、時序脫節的問題。

SoilGas 土壤多氣體通量監測系統是地表通量野外原位監測設備，氣體分析儀采用激光光譜吸收技術（TDLAS），可同時測 CO?、N?O、NH3、CH?、H?O，測量速度快，精度達ppb級。既可以接自動箱體測地表?大氣界面通量，也可外接多層土壤氣體采樣矛，實現土壤剖面氣體廓線連續自動觀測。 系統配置野外溫度控制箱，氣體分析儀在野外溫差超過5度時仍能確保測量精度。

搭配iChamber群落自動箱，在線、實時、原位自動測量土壤CO2、CH4和N2O排放通量。 

iChamber群落自動箱高度隨植物生長可調、面積可達1平米，對測量點降雨、風速等小氣候無影響。既可用于土壤溫室氣體通量測量，也可用作群落光合室。

箱體采用高透光率材料，測量時不影響植被的光合過程。可全時、自動測量，透光箱體可在夜間自動測量呼吸過程，確保觀測數據的連續性。

LCproT 光合儀直接測量凈光合速率、氣孔導度和胞間CO?濃度。這三個參數組合起來，能清晰區分干旱導致的光合下降是“氣孔限制"（氣孔關閉，CO?進不來）還是“非氣孔限制"（葉肉細胞光合能力本身受損）。氣孔導度的下降幅度，本身就是光合碳向地下輸送減少的先行指標。可選的 CO?響應曲線（A/Ci曲線） 功能，能幫助判斷干旱下植物是優先保碳還是優先保水，從而間接推斷光合產物向根系的輸送量。

LCproT 的葉室可以自動控制 CO? 濃度（最高 2000ppm）、濕度（可高于或低于環境）、溫度和光強。能獨立調控意味著可以做“干旱條件下的光響應曲線"或“干旱條件下的CO?響應曲線"，把水分脅迫效應從其他環境變量中剝離出來。

在干旱脅迫下，植物可能通過調整葉綠體避光運動或光系統狀態來應對。LCproT 的 RGB 光源可以任意設定紅、綠、藍的比例，用不同光譜配比去探測，能獲得比單色光更豐富的機制信息。

OS30p+ 葉綠素熒光儀可以測量Fv/Fm和OJIP。 Fv/Fm（PSII 最大光化學效率）是判斷光系統II反應中心是否出問題的黃金標準。如果干旱下 Fv/Fm 顯著下降，說明 PSII 受到了實質性的光抑制或損傷

直接測量 Fo，而非計算值。是相對于一些同類儀器的一個實用設計。Fo（暗適應后的最小熒光）是計算 Fv/Fm 和 OJIP 參數的基礎值，直接實測 Fo 避免了通過其他參數反推帶來的誤差累積，尤其在干旱條件下葉片狀態不佳時，數據更可靠。

儀器軟件采用每 25ms 取一次測量值并計算平均值的方式來測定 Fo 和 Fm，這確保了飽和脈沖期間捕捉到的是真正的“最大熒光"，而不是因脈沖持續時間不當產生的偽值。這個設計讓陸地植物和海藻的測量都能得到穩定結果。

OJIP 曲線的全部關鍵節點參數（O、J、I、P、t100μs、t300μs 等）以及衍生參數（MO、PIABS、FO/FM 等）都可以直接讀取，不需要自己從曲線數據反算。這對于需要批量處理野外樣品的實驗來說，節省了大量數據處理時間。

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