本书以近地边界层大气科学的基本理论为基础，从标量物质守恒方程出发，系统论述了植被-大气和土壤-大气界面CO2及其碳同位素通量连续观测所涉及的基本原理、系统设计、仪器安装、数据质控及应用实践等。主要内容包括：生态系统CO2及其碳同位素的浓度和通量特征及其影响机制，CO2及其碳同位素的浓度与三维风速的测量技术和方法，涡度协方差通量、箱式通量和通量梯度连续观测方法与技术的理论与实践，通量方法与技术在生态系统和土壤碳通量组分拆分中的应用等。
本书可供生态学、地理学、土壤学、气象学、大气科学和全球变化等专业的科研、教学人员及本科生、研究生阅读参考。

第1章 生态系统CO2及其碳同位素浓度与通量的连续观测技术和方法
1.1 引言
1.2 基本概念及术语
1.2.1 CO2浓度与通量
1.2.2 CO2同位素比值与通量比值
1.3 生态系统CO2及其碳同位素浓度和通量
1.3.1 生态系统CO2浓度和通量的影响因素
1.3.2 生态系统CO2产生与转化过程及其碳同位素效应
1.3.3 生态系统CO2及其碳同位素浓度和通量的变异特征
1.4 生态系统通量观测技术和方法
1.4.1 通量观测技术原理与应用
1.4.2 植被-大气间通量观测技术和方法
1.4.3 土壤-大气间通量观测技术和方法
参考文献
第2章 植物光合与呼吸过程CO2及其δ13C变异特征与驱动机制
2.1 引言
2.2 植物碳过程及其同位素效应概述
2.2.1 植物光合与呼吸作用的碳过程概述
2.2.2 植物光合与呼吸过程的碳同位素效应概述
2.3 植物光合与呼吸作用的碳过程
2.3.1 植物叶片结构及其碳过程
2.3.2 植物茎干结构及其碳过程
2.3.3 植物根系结构及其碳过程
2.4 植物光合与呼吸过程的碳同位素效应
2.4.1 植物光合过程的同位素效应
2.4.2 植物后羧化过程的同位素效应
2.4.3 不同碳过程及其同位素效应下植物的δ13C特征
2.5 应用实践与研究进展
2.5.1 碳分配模式与驱动机制
2.5.2 生态系统光合与呼吸组分拆分
2.6 结论与展望
参考文献
第3章 土壤呼吸CO2的产生和迁移过程及其同位素效应
3.1 引言
3.2 土壤CO2产生过程及其同位素效应
3.2.1 植物源CO2及其同位素效应
3.2.2 土壤有机质源CO2及其同位素效应
3.2.3 非生物源CO2及其同位素效应
3.3 土壤CO2气态迁移过程及其同位素效应
3.3.1 土壤有机碳积累与损失形式及其过程
3.3.2 气体扩散迁移过程及其同位素效应
3.3.3 气体非扩散迁移过程及其同位素效应
3.4 土壤CO2非气态形式的迁移过程及其同位素效应
3.4.1 土壤溶解无机碳迁移过程
3.4.2 土壤CO2溶解与迁移过程的影响机制
3.4.3 土壤CO2溶解与迁移过程的同位素效应
参考文献
第4章 同位素质谱技术测定CO2碳同位素组成的分析误差校正与数据标准化
4.1 引言
4.2 仪器原理、组成及分类
4.2.1 仪器工作与测定原理
4.2.2 仪器组成及其现状
4.2.3 样品测试与数据分析
4.3 仪器性能确认与维护
4.3.1 仪器性能确认
4.3.2 仪器日常维护
4.4 分析误差来源及其校正方法
4.4.1 记忆效应和时间漂移及其校正方法
4.4.2 信号强度依赖性及其校正方法
4.5 标准物质及数据标准化
4.5.1 标准物质的选择
4.5.2 数据标准化方法
4.5.3 降低标准化不确定性方法
4.6 存在问题及注意事项
4.6.1 样品代表性与有效转化
4.6.2 仪器信号强度与样品进样量的权衡
4.6.3 分析误差校正与数据标准化方法
4.6.4 数据精度和准确度评价
4.6.5 仪器的常规维护
参考文献
第5章 气体浓度红外光谱测量技术的原理与假设及其在通量观测中的应用进展
5.1 引言
5.2 仪器原理、组成及应用分类
5.2.1 气体选择性吸收与比尔-朗伯定律
5.2.2 仪器结构组成及其应用分类
5.2.3 商业化仪器现状
5.3 仪器设计的理论要求及假设
5.3.1 保证红外光谱选择性吸收
5.3.2 保证气体选择性吸收信号强度
5.3.3 保证有效信号检测与采集频率
5.3.4 避免仪器零点和跨度漂移
5.4 仪器安装、维护与性能评价
5.4.1 仪器安装、调试与运行维护
5.4.2 仪器维护要点
5.4.3 仪器性能评价方法
5.5 应用实践与研究进展
5.5.1 与涡度协方差通量技术结合
5.5.2 与通量梯度或箱式通量技术结合
5.6 存在问题与研究展望
5.6.1 气体浓度观测的注意事项
5.6.2 气体通量观测的注意事项
参考文献
第6章 三维风速测量技术的原理与假设及其在通量观测中的应用进展
6.1 引言
6.2 测量原理及应用分类
6.2.1 三维风速与坐标系
6.2.2 仪器原理及其分类
6.2.3 商业化风速仪器现状
6.3 仪器设计的理论要求与假设
6.3.1 高频三维风速仪器的理论要求与假设
6.3.2 低频一维风速仪器的理论要求与假设
6.4 仪器安装、维护与数据质量评价
6.4.1 仪器安装注意事项
6.4.2 仪器维护注意事项
6.4.3 数据质量评价注意事项
6.5 应用实践与研究进展
6.5.1 高频风速测量及其应用进展
6.5.2 低频风速测量及其应用进展
6.6 存在问题与研究展望
6.6.1 高频风速测量设备
6.6.2 低频风速测量设备
参考文献
第7章 涡度协方差通量观测技术和方法的理论、假设与应用进展
7.1 引言
7.2 基本原理、假设与系统分类
7.2.1 大气边界层及湍流运动
7.2.2