CO2浓度升高有利于植物的光合作用，但其对农作物和杂草可能并非产生同等程度的影响。由于CO2浓度升高对C3和C4光合路径的植物具有不同程度的影响，对农作物与杂草竞争的影响将出现如下几种结果：
（1）最常见的是C4杂草与C3作物之间的竞争，因为绝大多数农田杂草是C4植物，而大多数农作物是C3植物。由于CO2浓度升高对C3植物的促进作用（提高光合效率，即“施肥效应”）大于对C4植物的，因此，可能提高作物的相对竞争力，而减弱杂草的竞争力。如对水稻（C3光合路径）与硬稃稗（C4光合路径）的竞争试验表明，在CO2浓度升高的条件下水稻的相对竞争力显著提高；我国在开顶式空气CO2浓度升高系统中进行的水稻与稗草竞争试验表明，水稻生物量和产量增加，叶片数增加，分蘖数增加，叶面积系数增大；而稗草相反。水稻的相对竞争力增大，而稗草的竞争力下降。
（2）如果杂草是C3光合路径而农作物为C4光合路径，则杂草在竞争中必然处于强势地位。
（3）如果杂草和农作物的光合路径相同，则CO2浓度升高可能有利于杂草。对6个品种栽培稻和6个野生稻（杂草稻）生物型的试验表明，CO2浓度升高对野生稻的促进作用显著大于对栽培稻，在观测的营养生长性状（如初始叶面积、根重等）方面，野生稻均高于栽培稻；对栽培稻与杂草稻的竞争试验表明，在CO2浓度升高条件下，杂草稻的生长更快、结实量更大。
杂草对同时提高CO2浓度和温度的反应可能不同于对单独提高某一因素的反应。例如当CO2浓度升高时，水稻的相对竞争力显著提高，但若同时升高温度与CO2浓度，则硬稃稗的相对竞争力仍大于水稻（图8）。此外，由于杂草的遗传多样性更加丰富，抗逆性更强，故受气候变化胁迫（如极端天气）的影响相对小于农作物，从而使双方的竞争“天平”偏向于杂草。
图8 水稻与杂草的竞争
（图片来源：孟玲）
（李保平）