QT-5010土壤剖面呼吸梯度觀測系統利用性能**的CR1000數據采集配套各類高精度的傳感器根據上述研究而研發集成的原位CO2持續監測系統。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。有關土壤表層二氧化碳通量（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，土壤剖面二氧化碳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。QT-5010土壤剖面呼吸梯度觀測系統利用性能**的CR1000數據采集配套各類高精度的傳感器根據上述研究而研發集成的原位CO2持續監測系統對土壤不同層面（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。另外，土壤垂直梯度CO2監測可以與廣泛使用的渦度相關監測比較，從而定量研究分析生態系統的碳交換。

根據菲克**定律(Fick’s first law)，在（穩態擴散的情況下）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。