碳(CO2、CH4)、氮(N2O)和水汽(H2O)等温室气体的交换通量是生态系统物质循环的核心,是地圈-生物圈-大气圈相互作用的纽带.稳定同位素光谱和质谱技术和方法的进步使碳稳定同位素比值(δ13C)和氧稳定同位素比值p18O)(CO2)、δ13C(CH4)、氮稳定同位素比值(δ15N)和δ18O (N2O)、氢稳定同位素比值(δD)和δ18O (H2O)的观测成为可能,与箱式通量观测技术和方法结合可以实现土壤、植物乃至生态系统尺度温室气体及其同位素通量观测研究.该综述以CO2及其δ13C通量的箱式观测技术和方法为例,概述了箱式通量观测系统的基本原理及分类,阐述了系统设计的理论要求和假设,综述了从野外到室内土壤、植物叶-茎-根以及生态系统尺度箱式通量观测研究的应用进展及问题,展望了气体分析精度和准确度、观测数据精度和准确度以及观测数据的代表性评价在箱式通量观测研究中的重要性.