一般而言，在北半球，年平均氣溫每增減1攝氏度， 會使農(nóng)作物的生長期增減3—4周。 這個變化對農(nóng)作物生長具有重大影響。例如，在氣候溫和時期，單季稻種植區(qū)可北進至黃河流域，雙季稻則可至長江兩岸；而在寒冷時期，單季稻種植區(qū)要南退至淮河流域，雙季稻則退至華南。

據(jù)張家誠的研究，在其他條件不變的情況下，年平均溫度變化1攝氏度，糧食畝產(chǎn)量相應(yīng)變化為10%；年平均降雨變化100毫米， 糧食畝產(chǎn)量的相應(yīng)變化也為10%。此外，年平均溫度的高低和年平均降雨量的多少，對冷害、水旱災(zāi)和農(nóng)業(yè)病蟲害的發(fā)生頻率及烈度也具有決定性的影響，從而明顯地增加或減少農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。這里需要說明的是，氣候變化對農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的影響，在高緯度地區(qū)表現(xiàn)最為明顯，而對低緯度地區(qū)則影響相對既較小。因此氣候變化對農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的影響， 在農(nóng)作物生長期較短的我國北方地區(qū)，更為巨大。

在生產(chǎn)力發(fā)展水平低下的古代，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)量哪怕只是在一年中有10%以上的減少，就會引起大量人口的死亡。如果在一個較長的時期內(nèi)持續(xù)減產(chǎn)，那么人口在劇減之后長期停滯，也就是必然的現(xiàn)象了。如前所述，在東漢晚期至隋朝中期的四個多世紀中，我國的人口一直未有增加，是我國人口“大落”持續(xù)最久的時期。而這個時期恰恰也是一個氣候寒冷持續(xù)最久的時期：自3世紀后期到6世紀下半葉，年平均溫度比今日要低1—2攝氏度。因此氣候變化通過化影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)量而對人口變化發(fā)生重大影響，是無可置疑的。

由于農(nóng)業(yè)嚴重依賴于自然生態(tài)環(huán)境，因此根據(jù)各地自然生態(tài)環(huán)境的差異，必然會形成不同的農(nóng)業(yè)區(qū)域。由于自然生態(tài)環(huán)境總是在不斷變化，因此農(nóng)業(yè)區(qū)域也絕非一成不變。我國今天的各主要農(nóng)業(yè)區(qū)域，按照王業(yè)鍵等人的研究，大約形成于18世紀。在此之前則有多次改變，因此我們不能將近兩個世紀來的情況作為亙古不變的常情而以今況古。

根據(jù)程洪、朱道明、張家誠等人的研究，在其他因素不變的條件下，如果某地區(qū)年平均溫度降低1攝氏度，相當于該地區(qū)向北推移200—300公里。如果某地區(qū)年降雨量減少100毫米，相當于東部農(nóng)業(yè)區(qū)向東南退縮100公里以上，在山西和河北則為500公里。換言之，氣候變冷變干，會使得一些地區(qū)變得不適宜原有的農(nóng)作物生長，從而導(dǎo)致不能農(nóng)耕。長城一向被認為是我國農(nóng)、牧業(yè)的分界線，如果對比秦長城和明長城的位置，那么可以發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)地方，明長城比秦長城向南退縮了200—400公里。

農(nóng)業(yè)區(qū)域的移動對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，以我國華北地區(qū)最為明顯。這個地區(qū)從地理上來說，處于氣候（溫度和降水量）變化最為顯著的北緯35—40度之間，生態(tài)基礎(chǔ)又比較脆弱，對氣候變化的反應(yīng)也特別強烈。因此一旦氣候變冷變干，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到的影響最為顯著。這不僅會導(dǎo)致原有耕地減產(chǎn)，而且會使得大量耕地被放棄或棄農(nóng)就牧，從而不能養(yǎng)活原有的人口。此外，還會導(dǎo)致水、旱、蝗災(zāi)發(fā)生頻率的增加和受災(zāi)范圍的擴大。這又進一步加劇了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的衰落。在我國歷史上，華北一向是人口“大起大落”的主要場所，這是與其自然生態(tài)環(huán)境（特別是氣候）變化特點是分不開的。