一般而言，在北半球，年平均气温每增减1摄氏度， 会使农作物的生长期增减3—4周。 这个变化对农作物生长具有重大影响。例如，在气候温和时期，单季稻种植区可北进至黄河流域，双季稻则可至长江两岸；而在寒冷时期，单季稻种植区要南退至淮河流域，双季稻则退至华南。

据张家诚的研究，在其他条件不变的情况下，年平均温度变化1摄氏度，粮食亩产量相应变化为10%；年平均降雨变化100毫米， 粮食亩产量的相应变化也为10%。此外，年平均温度的高低和年平均降雨量的多少，对冷害、水旱灾和农业病虫害的发生频率及烈度也具有决定性的影响，从而明显地增加或减少农业产量。这里需要说明的是，气候变化对农业产量的影响，在高纬度地区表现最为明显，而对低纬度地区则影响相对既较小。因此气候变化对农业产量的影响， 在农作物生长期较短的我国北方地区，更为巨大。

在生产力发展水平低下的古代，农业总产量哪怕只是在一年中有10%以上的减少，就会引起大量人口的死亡。如果在一个较长的时期内持续减产，那么人口在剧减之后长期停滞，也就是必然的现象了。如前所述，在东汉晚期至隋朝中期的四个多世纪中，我国的人口一直未有增加，是我国人口“大落”持续最久的时期。而这个时期恰恰也是一个气候寒冷持续最久的时期：自3世纪后期到6世纪下半叶，年平均温度比今日要低1—2摄氏度。因此气候变化通过化影响农业产量而对人口变化发生重大影响，是无可置疑的。

由于农业严重依赖于自然生态环境，因此根据各地自然生态环境的差异，必然会形成不同的农业区域。由于自然生态环境总是在不断变化，因此农业区域也绝非一成不变。我国今天的各主要农业区域，按照王业键等人的研究，大约形成于18世纪。在此之前则有多次改变，因此我们不能将近两个世纪来的情况作为亘古不变的常情而以今况古。

根据程洪、朱道明、张家诚等人的研究，在其他因素不变的条件下，如果某地区年平均温度降低1摄氏度，相当于该地区向北推移200—300公里。如果某地区年降雨量减少100毫米，相当于东部农业区向东南退缩100公里以上，在山西和河北则为500公里。换言之，气候变冷变干，会使得一些地区变得不适宜原有的农作物生长，从而导致不能农耕。长城一向被认为是我国农、牧业的分界线，如果对比秦长城和明长城的位置，那么可以发现在大多数地方，明长城比秦长城向南退缩了200—400公里。

农业区域的移动对农业生产的影响，以我国华北地区最为明显。这个地区从地理上来说，处于气候（温度和降水量）变化最为显著的北纬35—40度之间，生态基础又比较脆弱，对气候变化的反应也特别强烈。因此一旦气候变冷变干，农业生产受到的影响最为显著。这不仅会导致原有耕地减产，而且会使得大量耕地被放弃或弃农就牧，从而不能养活原有的人口。此外，还会导致水、旱、蝗灾发生频率的增加和受灾范围的扩大。这又进一步加剧了农业生产的衰落。在我国历史上，华北一向是人口“大起大落”的主要场所，这是与其自然生态环境（特别是气候）变化特点是分不开的。