植物響應大氣二氧化碳濃度升高目前發現了第三種響應方式，而之前有被動和主動兩種方式。研究發現，絕大多數樹木處在第二種和第三種方式之間，沒有以被動方式來響應大氣二氧化碳濃度的升高。即隨著大氣二氧化碳濃度變化，水分利用效率有較大的增加，植物保持細胞間的二氧化碳濃度不變。

我國有正規研究人員通過測定樹輪序列的碳同位素，揭示了植物響應大氣二氧化碳濃度升高的新方式，研究了植物的水分利用效率對大氣二氧化碳濃度的響應。

過去的兩個半世紀，主要的變化是發生在大氣二氧化碳濃度急劇升高的較近50年里，植物細胞間的二氧化碳濃度和內在水分利用效率都增加近30%。

生長在低溫地區和在高海拔的植物相比生長在高溫地區和低海拔的植物，對大氣二氧化碳濃度升高更敏感；大氣二氧化碳濃度升高能夠解釋98%的植物細胞間的二氧化碳濃度變化和內在水分利用效率變化。

人工控制試驗中，二氧化碳被設置成幾個不同的濃度梯度，而在自然條件下，植物生長在大氣二氧化碳濃度持續和逐漸上升的環境中。植物分別生長在不同的二氧化碳濃度下。對于絕大多數植物來說，人工控制試驗進行的時間較短，只能反映二氧化碳濃度升高對植物的短期影響；而大氣二氧化碳濃度上升對植物的影響是一個長期過程。