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由于频繁的人类活动，大气中CO2浓度持续上升。自工业革命以来，大气中CO2浓度由280ppm增加到了2015年的399ppm。尽管这一问题已得到了政府和社会的广泛重视，减缓气候变化的措施越来越多，然而近四十年来大气CO2浓度每年仍以约2.0ppm的速率在增加。考虑到CO2浓度升高对植物生理生态造成的一系列影响，特别是对粮食作物生长和产量形成可能产生的促进作用，各国科学家纷纷围绕大气CO2浓度升高对作物生长的影响展开相关研究。目前研究多集中在较高CO2浓度升高水平条件下（如升高200ppm或CO2浓度倍增），而大气CO2浓度升高是一个缓慢增加的渐进过程，基于骤然的高浓度CO2增加，可能难以客观评价其对作物的生长和产量形成的影响。 为了探究不同水平CO2浓度升高条件下对农作物生长发育各个方面的影响，本研究以自然科学基金重点项目“稻麦作物生长和产量形成对大气CO2浓度渐增和骤增的响应及机制”为研究平台，以背景大气CO2浓度为对照(CK)，设置低CO2浓度升高(CK+40ppm)和高CO2浓度升高(CK+200ppm)两个水平，此外设置5个(N0，N1，N2，N3，N4，N5)氮素水平作为副处理。利用开顶式气室(OTC)，以冬小麦和水稻两个主粮作物为研究对象，再其典型生育期，对最大净光合速率、呼吸速率、水分利用效率、灌浆进程、叶绿素、产量构成等指标及其变化规律进行研究。 短期试验结果（1年）表明: (1)高CO2浓度升高明显增加了水稻分蘖期和开花期的最大净光合速率(p＜0.05)、CO2日同化量显著增加，有助于作物干物质积累，提高产量。 (2)高、低CO2浓度升高均对小麦产量增加有促进作用，同时使小麦对氮素的需求增加，同时氮素过剩对其生长有一定的抑制作用。CO2浓度升高使水稻生物量增加，在光合作用的整个过程中CO2浓度升高都对其产生了促进作用。 (3)CO2浓度升高可以缩短水稻灌浆进程，不同CO2浓度处理下水稻进入灌浆期的时间也不同。高浓度CO2增加主要缩短了灌浆前期的天数，而使灌浆中后期的天数增加。同时，不同CO2浓度处理下灌浆速率与剑叶叶绿素含量均呈现极显著线性正相关关系(p＜0.001)，表明剑叶的叶绿素含量是决定灌浆速率的主要因素。 初步研究结果显示，高、低CO2浓度升高对冬小麦和水稻生长的影响程度不同。与背景大气CO2浓度相比，增加200ppm处理下作物的光合速率、日同化量、生物量、灌浆进程、产量等各个方面均有显著变化，而增加40ppm处理下，作物生长发育方面的各项指标均未检测到显著差异。