生态系统发展和环境变化的响应模式必须包括垂直土壤空间的变化以及随时间的变化，地下土壤特性测量不足是生态系统研究中的主要观测偏差。沿300万年半干旱的美国矮松林地基质年龄梯度，研究了水平（时间）和垂直（土壤剖面）生态系统发展阶段的进退特征以及从氮（N）和水的限制转变到磷（P）的限制。

　　并使用根系分析系统和同位素示踪生物地球化学分析来研究细根分布、植物吸收深度和相对养分有效性。深层根系在这个模式系统中的扩展作用与生态系统发展阶段和相对养分有效性密切相关。完整的土壤剖面对于研究生物群、土壤和地质基质的交汇点以及对生态系统结构和功能形成更*的理解至关重要。

　　根系分析系统植物培养与叶绿素荧光在线监测：

　　智能LED光源培养台、冷白光+近红外LEDs光源，光强0-99%可调，可模拟昼夜节律等，温控范围高于室温+2～12度范围内

　　数字化植物根窗培养单元，可同步监测土壤水分、温度等微环境，可同步进行土壤营养盐在线监测（需选配营养盐监测单元）

　　叶绿素荧光监测模块，可自动运行叶绿素荧光Protocols，包括Kautsky诱导、荧光淬灭、光响应曲线、OJIP快速荧光动力学等，实时采集监测作物生理状态大数据。