自19世纪工业革命以来,全球大气CO₂浓度急剧上升,以至于当前全球的大气CO₂浓度已经从上个世纪60年代的310 ppm快速升高到400 ppm。若人类再不采取有效措施严格控制CO₂的排放量,预计本世纪末全球的大气CO₂浓度可能达到1000 ppm,甚至到下一个世纪末将接近于2000 ppm。农田生态系统被认为是陆地生态系统中最重要的生态系统,未来气候变化不仅会破坏整个陆地生态系统的碳平衡,甚至会影响到全球的粮食安全问题。尽管目前已经开展了CO₂浓度升高对大豆产生影响的相关研究,但大多数研究都是基于大气CO₂浓度倍增的情景,而继续增加CO₂浓度究竟如何影响大豆叶片气孔特征、叶片结构和叶片水平水分利用效率这一关键科学问题仍鲜有报道。本研究利用可精准控制CO₂浓度的大型人工气候箱设置7个不同的CO₂浓度（400、600、800、1000、1200、1400和1600ppm）对大豆进行为期90天的CO₂加富培养,探讨不同CO₂浓度对大豆叶片结构、生理生化的影响,主要结论如下:（1）CO₂浓度升高使大豆叶片近轴面的气孔密度显著减小,但却没有对近轴面和远轴面气孔长度产生显著的影响。除了CO₂从400 ppm升高至600 ppm浓度,CO₂浓度升高显著减小了远轴面和近轴面的面积指数,且近轴面气孔面积指数在600 ppm时最高,增加约15%。另外,升高CO₂浓度使得远轴面气孔的规则程度降低,而CO₂浓度从400 ppm升高至600 ppm,近轴面气孔空间分布更规则。（2）CO₂浓度升高增加了大豆叶片的厚度（LT）,主要是因为CO₂浓度升高增加了栅栏组织和海绵组织的细胞面积。（3）CO₂浓度升高至800 ppm时,大豆叶片、茎、和总非结构性碳（TNC）有增加的趋势,而随着CO₂浓度继续升高,大豆叶片、茎和总TNC浓度却逐渐降低。CO₂浓度从400 ppm增加到1200 ppm,大豆茎和根的氮素浓度显著增加,而叶片氮素浓度由32 mg g^-1显著减少到30.8 mg g^-1。（4）CO₂浓度升高导致大豆产生适应现象,且呼吸速率（R_d）、最大羧化速率(V_cmax)、最大电子传递速率(J_max)和V_cmax/J_max随着CO₂浓度升高呈现“钟形”变化而逐渐降低,最适值分别出现在900 ppm、592.5 ppm、390 ppm和666.7 ppm。另外,CO₂浓度升高还导致叶片气孔的导度（G_s）和水分利用效率（WUE）降低。（5）CO₂浓度升高降低大豆的总生物量,但却增加大豆植株的相对生长速率。