自主研发的土壤呼吸监测仪可以有效地避免传统仪器的弊端,但是,CO₂在气室内的扩散容易受到外界环境和土壤监测仪的传感器数量和质量等的影响,导致不能精确的测定土壤呼吸。针对自主研发的土壤呼吸监测仪中传感器较难准确监测到土壤表面的CO₂浓度时间序列的问题,本文利用Fick第二定律描述扩散物质在扩散过程中的浓度分布随时间变化的情况,拟合出土壤表面位置处的CO₂浓度时间序列。但数据质量较为不理想。因此,本文提出Fick第二定律和小波包变换结合的方法对土壤CO₂浓度时间序列进行去噪分析。首先,利用Fick第二定律拟合出地表处的土壤CO₂浓度时间序列;其次,通过Fick第二定律计算发现了随时间变化的土壤CO₂在气室内随着高度变化的规律,并以此对地表处各个高度的土壤CO₂浓度时间序列设定门限;最后,借助小波包变换对非稳定的土壤CO₂浓度时间序列进行去噪分析。作为对比,同时还采用了Fick定律和先Fick定律后小波包变换方法。实验结果显示,在均值方面,本文算法与一般方法相近,但是,在信噪比、均方根误差及斜率距离方面,本文算法计算得到的土壤CO₂浓度时间序列明显优于由传统方法计算得到的结果本文算法计算得到的土壤CO₂浓度时间序列明显优于由传统方法计算得到的结果,表明通过本文算法可以精确的算出气室内任意位置任意时间的CO₂浓度时间序列。同时,在研究区域分别测量了早中晚三个时间段的土壤CO₂浓度,对其进行去噪处理之后,利用Fick第一定律计算获得的土壤碳通量比LI-8100测得的碳通量值低10%左右。说明通过本文算法不仅精确算得了开放型气室内任意时间任意位置的CO₂浓度时间序列,并且通过计算处理后的时间序列获得了与LI-8100相近的土壤碳通量。