在过去两千年中，中国气候经历了10次较大的变化。大体而言，秦和西汉是气候温暖时期，气温较今日高，因此亚热带植物的北界比今日朝北许多。自公元之初（即两汉之际）起，气候开始出现转寒的趋势，到东汉末已比现在寒冷。到3世纪后期，寒冷达到顶点，年平均温度比今日要低1～2摄氏度。这种寒冷气候一直持续了下来，直到6世纪下半叶才开始转暖。到了7世纪中叶，气候已明显变暖，年平均温度高于今日。
然而从10世纪开始，气候又趋于变冷，并在12世纪达到顶峰。13世纪初期和中期曾有一个温暖时期，但好景不长，因此14世纪的气温不仅低于今日，而且也低于13世纪。15世纪初以后，出现过两个温暖时期（1550—1600年和1720—1830年）和3个寒冷时期（1470 —1520年，1620—1720年和1840—1890年）。
大体而言，16世纪和18世纪可算温暖时期，而17和19世纪则为寒冷时期（其中又以17世纪为最冷，冬季平均温度比今日要低2摄氏度）。这个变化大势，与北半球其他许多地方的记录也是相一致的。从降雨量来看，郑斯中等人对地方志中关于近二千年来36750次旱涝记载的分析表明：我国自公元初以来，水灾相对减少，而旱灾则相对增加。在1—10世纪，干旱期和湿润期分别为350年和650年；而在11—20世纪，则分别为580年和320年。而且还要注意，这种状况在经纬35～40度的黄河流载表现最为明显。
二、人口变化
根据葛剑雄的研究，自秦始皇统一中国以来，到清朝灭亡以前，中国人口出现过8次剧烈波动。人们通常用“大起大落”来形容这种剧烈波动，此处我们也姑且从众，采用此种说法。
这8次“大落”包括：（1）两汉之际（户数减少2／3至3／4，实际人口减少约40%），（2）三国两晋南北朝（隋朝人口只相当于400年前东汉后期的人口），（3）隋唐之际（人口减少约一半），（4）中晚唐、五代（北宋建立时人口不足盛唐时的一半），（5）金与元初（元朝人口最多时，人口总数比南宋和金人口合计少20%），（6）元明之际（明初人口比元朝人口最多时少1／4以上），（7 ）明清之际（人口大约减少20%），（8）晚清（1911年人口总数比1850 年还少1／10）。
将这两种变化合观比较，可以看到：上述的8个中国人口“大落”时期，也都是我国气候变冷的时期。这种对应不可能是一种巧合。因此中国历史上人口的“大起大落”与气候变化有密切关系，应是无可置疑的。
造成中国历史上人口“大起大落”的原因，当然十分复杂，绝不止气候变化一个。然而，尽管不能认为气候变化是造成人口“大起大落”的唯一原因，但气候变化仍然应是最主要的原因。其他的大多数原因，莫不与气候变化有关（有些甚至就是由气候变化的产物）。那么，气候变化是如何对中国历史上的人口变化发生影响的呢？
气候变化对人口的影响，可以分为直接的和间接的两个方面。所谓“直接影响”指的是：气候变化引起农业产量的增减、农业区域的移动，从而导致人口发生变化。而“间接影响”指的则是：气候恶化通常激化社会矛盾、触发社会危机，引起原有社会结构解体，同时还会引起外来烈性传染病的传播，从而导致人口减少。反之则引起人口的增加。下面，我们就来具体地看看气候变化是如何引起中国历史上人口的几次“大落”的。
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。
布罗代尔指出：在人们彼此长期隔绝的时代，各地居民对不同的病原体各有其特殊的适应性、抵抗力和弱点。一旦相互接触和感染，就会带来意外的灾难。在对近一千年来欧亚许多地区人口变化影响最大的各种流行疾病中，鼠疫（即“黑死病”）是最可怕的杀手（例如在14世纪，鼠疫传入欧洲，导致欧洲主要国家人口减少了1／3到1／2）。而这种疾病的传播，就与气候变化有密切关系。
蒙古高原和青海高原是世界上鼠疫的主要疫源地之一。麦克内尔、费克光、曹树基等人近年来的研究已证实，在元初、元明之际和明清之际三个时期，这种疾病随着生活在此地区的游牧民族南下而传到中国内地，对中国人口的锐减起了极大的作用。典型的事例如1232年，蒙古军队包围并攻克金朝首都开封城。在蒙古人入城后短短的两个多月中，开封居民死者多达100万以上，几乎全城死绝。而导致这一悲剧的罪魁祸首，不是蒙古军队的刀枪，而是他们带来的鼠疫。
因此，游牧民族的南迁所带来的疾病传播所导致的内地人口损失，通常要比战争所导致的人口损失大得多。而游牧民族之所以南迁，很大程度上是由于气候变化所致（详后）。因此，从根本上来说，中国历史上引起人口锐减的瘟疫大流行，也是气候变化的间接结果。
在我们讨论所涉及的两千多年中，中国一直是一个传统的农业社会。在这个社会中，整个社会结构及其运行机制都建立在特定的农业生产方式的基础之上。由于当时农业发展严重受制于自然生态环境变化，因此一旦自然生态环境恶化，原有的社会结构及其运行机制就会削弱、瓦解甚至崩溃，从而使得各种矛盾失控，造成长时期的社会动荡和暴力冲突，进而导致大量人口的死亡。
旧有社会结构及其运行机制破坏的主要标志之一，是出现数量巨大的流民。在那些受气候恶化打击最为严重的地方，由于原有农业生产方式的基础被摧毁，当地的社会结构也随之瓦解。居民无以为生，只好外流。但是，如果气候变化涉及较大的范围，相邻地区当然也程度不等地受到气候恶化的打击。本地居民自顾不暇，所以无法大量接纳流民。于是土客之间往往出现暴力冲突。如果流民占了上风，结局往往是本地社会结构被摧毁，土著居民最后也加入到流民的队伍中去。随着气候恶化的持续和加剧，这种情况滚雪球式地扩大，暴力冲突也往往演化为大规模的内战或农民起义，从而使得旧有的社会结构及其运行机制在更大范围内受到进一步破坏。
在许多地方，本地居民顶住了流民潮的侵扰，但为此他们不得不结成各种形式的武装自卫团体（如三国两晋南北朝时代的坞堡等），而这种团体的发展，最终会导致各地割据与半割据局面的形成。国家的统治力量在天灾和流民的双重打击下已经遭到严重削弱，而各地割据与半割据又使处于困境的国家雪上加霜。日益衰弱的国家越来越无法有效履行其维护社会秩序、抵御外族入侵、兴修水利、赈灾减灾、安抚灾民、调集粮运等职能，于是社会更加动荡。其结果，必然形成一种不断加剧的恶性循环，最终结果则是整个社会的解体。在这个解体的过程中，不仅有大批人民直接死于天灾及其引起的饥荒，而且还会有更多的人民死于持久的大规模暴力冲突，从而造成人口的“大落”。这种情况，在上述的8个中国人口“大落”时期中的前七个（特别是三国两晋南北朝、金元和明清之际）中都可看到，尽管在各个时期表现有所不同。
此外，气候变冷变干，不仅会使农业区域南移，而且也会使北亚牧业区域相应南移。由于北亚半沙漠半草原地区的生态基础非常脆弱，所以更难承受气候恶化的后果。牧业生产条件的恶化，迫使游牧民族不得不南下求生。在许多情况下，这种南下是通过武力强行进入农耕地区的。这当然不可避免地要引起持久的暴力冲突乃至大规模破坏，并且进一步激化内地的社会矛盾，加剧社会解体。
上述的8个中国人口“大落”时期，除第（1）和（8）时期外，都是北方游牧或半游牧民族大举南下的时期【第（6）时期也与此有关】。而我们应当注意的是，这些时期也是气候变冷变干的时期。其中，东汉晚期至隋朝中期的四个多世纪是北方游牧与半游牧民族南下规模最大、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。因此，气候变化通过促使北方民族南下而对我国历史上的人口变化发挥重要影响，是可以肯定的。
综上所述，尽管我国古代人民采取了许多手段来对抗气候变化所带来的负面影响并取得了相当的成就，但是在当时的技术和其他条件下，“人定胜天”只不过是一个美好理想。因此在20世纪以前的两千年中，气候变化对我国人口变化确实起到了一种决定性的影响。
