CO2和H2O是大气中两种重要的温室气体，对生态系统中CO2和H2O的浓度进行在线监测可用于分析环境及气候变化。选择CO2和H2O的近红外吸收谱线，利用可调谐半导体激光吸收光谱技术结合自动增益调节技术设计了开放式CO2和H2O在线检测仪。在中国科学院禹城综合试验站进行了1238 m光程下，20 Hz时间分辨率的连续观测实验，结果表明自动增益调节解决了开放光路检测时探测信号幅度大幅变化问题。监测点的CO2浓度具有白天低，夜间高的日变化周期性。与同场地涡度相关系统的LI-7500对比测量，数据一致性较好。该检测技术灵敏度高、响应速度快、免采样，实现了大尺度区域生态系统中CO2和H2O浓度的稳定、连续、在线检测。

为了实现大尺度区域下大气中水汽浓度的高灵敏度、 高精确性、 快速响应检测, 与遥感反演的数据进行校正, 采用了TDLAS直接吸收技术结合开放式监测的方法。 选择水汽分子在1.27 μm附近的单根吸收谱线为目标谱线, 设计了大尺度区域水汽激光检测系统。 结合多次反射池验证了系统性能, 40 m光程下极限灵敏度为14.803 mmol·mol-1。 利用本系统在中国科学院禹城综合试验站完成了1 420 m光程下的连续外场实验, 系统工作稳定, 并与同场地涡度相关观测系统中的气体分析仪LI-7500的测量数据进行了对比, 数据一致性较好。 为在复杂野外非均匀下垫面的水汽浓度变化的监测提供新方法。