采用目前测量精度最高的TDR 时域反射原理，建立了时间采样的方法，从而使得土壤水分的测量变得更为准确和方便。

便携式土壤呼吸测量仪广泛应用于土壤呼吸或土壤碳通量研究，包括其空间分布的研究。也可应用于较小的植物和草坪草等的光合作用研究。主要用于碳平衡、微生物生态学、土壤生物量、生物治疗、涡度相关等领域。

测定土壤的氧化还原电位，有助于了解土壤的通气、还原程度，为种植农作物种类起到重要的指导作用。土壤pH值和氧化还原特性也是湿地净化功能的特征指标。 然而，长期、原位野外连续测量pH值和氧化还原电位一直是应用领域的瓶颈。本文介绍的直接埋设于土壤中、连续监测的pH值和氧化还原电极来自德国科隆大学和德国巴伐利亚环境保护局的研制和应用，参见后附文献。

土壤水分是植物水分的直接来源，植物吸收土壤中的水分、有机质等营养物质，进行生长。同时，土壤水分含量的多少，又决定着植物的生长状况的好坏。因此，测量土壤水分有着重要的实际意义。目前，国内外有很多土壤水分测定方法。

土壤呼吸是陆地生态系统的主要碳源，土壤碳库细微的变化都将对大气CO2浓度造成重大影响，因此研究土壤碳动态及其CO2排放对于预测大气CO2浓度变化成为迫切的重要课题。近几年国外进行了一系列创造性技术方法研究，ENVIdata-SC 土壤剖面CO2梯度监测系统即是根据上述研究而研发集成的原位CO2持续监测集成系统。

土壤碳储量是土壤中碳的总量，一般是通过模型估算得到的。但具体到某一地块土壤的碳储量，则可以用地块样地采样来测定总碳含量。不同土壤层面的碳储量也不同。通常采集0-20cm的土样测量，即为耕作层的碳储量。