我国是一个农业大国,农业生产所需水量占到了总用水量的60%,但水资源短缺且分布不均匀。因此,适当的水分调控对提高土壤水分的利用率发挥着重要的作用。随着全球大气CO₂浓度急剧上升,与之并存的温室效应将会引发全球范围的气候变暖。虽然现在对于高CO₂浓度、高温或者水分亏缺下冬小麦对其的响应已有较为成熟的研究,但大多数研究都是单因素的影响。但气候变化的因素多样且经常伴随出现,容易造成复杂的气候现象,像不同水分状况下温度和CO₂浓度的交互作用对于冬小麦叶片水平的水分利用效率、光合能力以及叶片表面气孔特征和内部解剖结构究竟造成了怎样的影响这些典型问题的研究仍很少见。本研究利用可精准控制温度、湿度以及CO₂浓度的大型人工培养箱在充分灌溉和调亏灌溉两个不同的水分基础上设置2个不同的CO₂浓度(400μmol mol^-1和800μmol mol^-1)以及2个不同的生长温度（21℃/16℃和26℃/21℃）对冬小麦进行为期90天的培养,探讨不同水分条件下CO₂浓度和温度升高对冬小麦光合能力、水分利用效率以及叶片结构的影响,得到主要结论如下:（1）充分灌溉时,高CO₂浓度和增温显著提高了冬小麦叶片的气孔密度;而水分不足时,冬小麦近轴面的气孔密度则呈降低的趋势。另外,CO₂浓度和温度的共同增加均明显降低了不同水分状态下冬小麦远轴面气孔空间分布格局的规则程度,而近轴面则表现得更加规则。（2）充分灌溉时,增温使得近轴面的气孔宽度,气孔面积和气孔形状指数显著增加,而高CO₂浓度却显著降低了近轴面的气孔长度、宽度、周长和面积;而在调亏灌溉时,增温使得叶片近轴面和远轴面的气孔面积分别显著降低了40.3%和26.7%,CO₂浓度增加则使得气孔的形状指数显著降低,气孔的形状变得扁长。（3）随着CO₂浓度的增加,充分灌溉时叶肉细胞的开度以及厚度明显减少,水分不足时则使得叶肉细胞的面积和周长显著升高16.2%和20.1%;另外,温度升高显著降低了叶肉细胞厚度,只是水分不足时叶肉细胞的面积和周长也显著下降。（4）水分充足时,增温显著降低了叶片中的淀粉含量以及总TNC,高CO₂浓度则使得可溶性糖浓度显著降低;而灌水不足时,增温和增CO₂处理均造成了可溶性糖浓度的显著增加;当两者共同增加时,水分充足时TNC显著减少,水分不足时TNC显著增加。此外,当土壤水分充足时增温显著提高了叶片的碳氮比,而高CO₂浓度则使得氮含量显著减少16.3%,温度和CO₂浓度共同增加时,叶片的氮含量则显著增加;调亏灌溉时,增温与高CO₂浓度显著增加了叶片碳含量,而且CO₂浓度的增加也使得氮含量显著提高。（5）冬小麦在充分灌溉下,高温和高CO₂浓度均没对净光合速率（P_n）产生显著影响;而温度和CO₂浓度的共同升高使得P_n显著降低了19.5%。而在调亏灌溉时,高温使得P_n显著降低了29.6%,CO₂浓度升高使得P_n得到增加,但没能显著增加,而当温度和CO₂浓度两者共同作用时,P_n下降未达到显著水平;此外,不论温度和CO₂浓度单独作用还是共同作用,叶片水分利用效率（WUE）均呈上升趋势。（6）冬小麦在充分灌溉下,增温也增加了冬小麦的总生物量和叶面积,但未达到显著水平,而CO₂浓度增加则显著提高了冬小麦的总生物量;此外,在CO₂浓度与温度共同升高的条件下,冬小麦的总生物量显著减少了18.9%;而在调亏灌溉时,增温则显著降低了冬小麦总生物量;CO₂浓度的增加以及CO₂浓度和温度的共同增加虽没对冬小麦总生物量的增加产生显著影响,但却显著改变了叶面积的大小。