生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展和環(huán)境變化的響應(yīng)模式必須包括垂直土壤空間的變化以及隨時(shí)間的變化，地下土壤特性測(cè)量不足是生態(tài)系統(tǒng)研究中的主要觀測(cè)偏差。沿300萬(wàn)年半干旱的美國(guó)矮松林地基質(zhì)年齡梯度，研究了水平（時(shí)間）和垂直（土壤剖面）生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展階段的進(jìn)退特征以及從氮（N）和水的限制轉(zhuǎn)變到磷（P）的限制。

　　并使用根系分析系統(tǒng)和同位素示蹤生物地球化學(xué)分析來(lái)研究細(xì)根分布、植物吸收深度和相對(duì)養(yǎng)分有效性。深層根系在這個(gè)模式系統(tǒng)中的擴(kuò)展作用與生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展階段和相對(duì)養(yǎng)分有效性密切相關(guān)。完整的土壤剖面對(duì)于研究生物群、土壤和地質(zhì)基質(zhì)的交匯點(diǎn)以及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能形成更完善的理解至關(guān)重要。

　　根系分析系統(tǒng)植物培養(yǎng)與葉綠素?zé)晒庠诰€(xiàn)監(jiān)測(cè)：

　　智能LED光源培養(yǎng)臺(tái)、冷白光+近紅外LEDs光源，光強(qiáng)0-100%可調(diào)，可模擬晝夜節(jié)律等，溫控范圍高于室溫+2～12度范圍內(nèi)

　　數(shù)字化植物根窗培養(yǎng)單元，可同步監(jiān)測(cè)土壤水分、溫度等微環(huán)境，可同步進(jìn)行土壤營(yíng)養(yǎng)鹽在線(xiàn)監(jiān)測(cè)（需選配營(yíng)養(yǎng)鹽監(jiān)測(cè)單元）

　　葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測(cè)模塊，可自動(dòng)運(yùn)行葉綠素?zé)晒釶rotocols，包括Kautsky誘導(dǎo)、熒光淬滅、光響應(yīng)曲線(xiàn)、OJIP快速熒光動(dòng)力學(xué)等，實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)作物生理狀態(tài)大數(shù)據(jù)。