地球大致上可以分成幾個不同的環境圈。其中，維持各式生命活動的生物圈，其實與周遭的大氣不斷交換碳和水。植物吸收二氧化碳，透過光合作用和呼吸作用排出氣體，而進入土壤裡的水分也被植物的根所吸收，並經過蒸散作用回到大氣層。單看一顆植物與大氣的相互作用看起來容易，也相信大多數人在高中生物就曾經碰過，但世界上這麼多種不同的生態系，從熱帶雨林、荒漠到高緯度針葉林，要如何準確的測量各種生態系與大氣所形成的循環呢？