植物冠層分析儀以作物冠層尺度研究土壤-作物-大氣連續(xù)系統(tǒng)(SPAC)內(nèi)的CO2濃度變化關(guān)系，該系統(tǒng)中作物是主體。有資料指出，生長茂密的小麥群體在光合作用旺盛時，每平方米土地上一個晴天里高CO2凈同化量可達(dá)90g，灌漿期1h約同化掉11g CO2，一夜的暗呼吸量大約在5g以上。晴天條件下，冠層分析儀在白天垂直方向上作物冠層內(nèi)外CO2濃度梯度變化很大。在株高約90cm處的小麥灌漿期，冠層以上CO2濃度梯度小於0.4μL/L/cm;冠層內(nèi)部約1μL/L/cm。由此可見，作物的光合與呼吸成為作物冠層內(nèi)CO2濃度日變化的主要原因，在SPAC系統(tǒng)中作物與大氣在一天里起著源、匯交替的作用。

　　而土壤是永遠(yuǎn)的CO2來源，大約每平米土地上一天中釋放CO2 2-10g。通過冠層分析儀發(fā)現(xiàn)在夜間由于植株群體的呼吸作用及近地面大氣逆溫層的存在，地表附近CO2聚集并不利于向上擴(kuò)散而使?jié)舛仍龈?，垂直梯度更大。白天作物冠層?nèi)CO2濃度低值出現(xiàn)的高度與農(nóng)田葉面積密度大的位置接近一致。