美國科研人員利用渦度協(xié)方差（EC）和同位素紅外光譜（QCLAS）技術(shù)對美國溫帶落葉森林連續(xù)三個生長季（2011-2013）凈生態(tài)系統(tǒng)交換（NEE）等進(jìn)行觀測，利用同位素通量分割法（IFP）將NEE拆分為GEP（生態(tài)系統(tǒng)總初級生產(chǎn)力）和DER（白天生態(tài)系統(tǒng)呼吸），而GEP和DER具有不同的δ13C信號，該方法不依賴于對呼吸或光合作用的環(huán)境響應(yīng)函數(shù)假設(shè)，而是基于同位素質(zhì)量平衡方程（Keeling Plot 混合模型）。

研究結(jié)果表明：（1）傳統(tǒng)模型假定白天生態(tài)系統(tǒng)呼吸強(qiáng)于夜間，但實測數(shù)據(jù)表明白天生態(tài)系統(tǒng)呼吸低于夜間，這表明在生態(tài)系統(tǒng)尺度上存在光照抑制葉片呼吸效應(yīng)；（2）與同位素通量拆分方法相比，渦度協(xié)方差統(tǒng)計拆分方法高估了生長季前期的生態(tài)系統(tǒng)光合（25%）和白天呼吸（100%），錯誤的描述了生態(tài)系統(tǒng)光合光利用效率；（3）揭示了現(xiàn)有陸地生物圈模型在碳通量模擬中的系統(tǒng)性偏差，強(qiáng)調(diào)需整合光合和呼吸的獨(dú)立過程而非依賴NEE推算，以提升全球碳匯預(yù)測準(zhǔn)確性。

上述研究中使用到的核心設(shè)備為量子級聯(lián)激光光譜儀（QCLAS），連續(xù)、原位測量大氣CO?的同位素（δ13C和δ1?O）組成，此外研究也涉及到渦度協(xié)方差通量塔觀測，由澳作公司代理的碳氧同位素同步觀測系統(tǒng)符合研究需求，推薦配置為雙激光（激光1：N2O、CH4、H2O，激光2：δ13C-CO2、δ18O-CO2、CO2）同步測量CO2同位素和痕量氣體。

該產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢如下所示：

·高精度連續(xù)測量：δ13C和δ18O（10s）測量精度分別為0.03‰和0.035‰，滿足碳同位素統(tǒng)計拆分需求，區(qū)分光合作用和呼吸作用，修正渦度協(xié)方差拆分方法對于生長季前期光合和白天呼吸的高估。

·時間分辨率高：時間分辨率為0.1s（采集頻率10Hz），高頻測量δ13C、δ18O、CO2等，滿足渦度協(xié)方差測量需求，推動碳循環(huán)模型的改進(jìn)，為全球生態(tài)系統(tǒng)碳交換研究提供新的觀測基礎(chǔ)。

·CO2同位素和痕量氣體同步測量：一臺分析儀實現(xiàn)碳氧同位素與痕量氣體（CH4、N2O等）同步測量，減少測量時的系統(tǒng)誤差，揭示碳、氮、水循環(huán)的耦合機(jī)制，提升通量分區(qū)與機(jī)理研究的能力。