​​光合作用根据碳固定过程和适应环境特点分为C3、C4和CAM三种类型，三者分别占据不同生态位，以独特方式平衡光能利用与水分消耗。​​

​​C3光合作用​​是地球上最常见的途径，占自然界约95%的植物采用此机制。其特点是通过Rubisco酶将二氧化碳固定为3-磷酸甘油酸（3-PGA），整个循环在叶绿体基质中完成。该类植物包括小麦、水稻等温带作物，但存在光呼吸损耗问题，尤其在高温或强光下效率下降。

​​C4光合作用​​为应对干旱和高温演化而来，典型植物有玉米和甘蔗。这类植物先通过PEP羧化酶在叶肉细胞中固定二氧化碳为四碳化合物（如苹果酸），再转运至维管束鞘细胞释放CO2进行卡尔文循环。其优势在于减少光呼吸损失，使叶片在气孔关闭时仍可固碳，提高水分利用效率。

​​CAM光合作用​​专为极端干旱环境设计，代表植物如仙人掌和兰花。夜间，植物开放气孔吸收CO2并固定为苹果酸储存；白天气孔关闭时逐步释放CO2以维持卡尔文循环。这种"时空分隔"策略显著降低蒸腾作用，但光合速率较慢。

总结而言，C3、C4、CAM三类光合作用分别适配低水分消耗稳定环境、高温强光环境及极端干旱条件，构成陆地生态系统碳循环的多样基础。