植物冠層分析儀以作物冠層尺度研究土壤-作物-大氣連續系統(SPAC)內的CO2濃度變化關系，該系統中作物是主體。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;冠層內部約1μL/L/cm。由此可見，作物的光合與呼吸成為作物冠層內CO2濃度日變化的主要原因，在SPAC系統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。通過冠層分析儀發現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散而使濃度增高，垂直梯度更大。白天作物冠層內CO2濃度低值出現的高度與農田葉面積密度大的位置接近一致。