全球气候变暖，将使世界主要粮食带向极地扩展，并且扩展的速度是年平均气温每提高1℃，北半球中纬度地区的农作物等将向北推进150公里-200公里，会使较为寒冷的高纬度地区的农作物生长期延长，产量相应增加。但是气温的升高也会使中纬度地区极端天气增加，地表的蒸发加大，地下水位下降，旱情趋于加重。气温升高会使低纬度的高温和伏旱加剧。这些都会造成中、低纬度地区粮食产量下降。而世界上主要产粮地区是分布在中、低纬度地区，高纬度地区的耕地面积有限，因此高纬度地区所增加的粮食产量远远不能补偿其他地区粮食的减产。
此外，气候变暖不仅会使土地的荒漠化加剧，还会使农业病虫大量繁殖，因此对农作物的危害也会加剧。
气候变暖还会引起海平面上升，海水会向内陆倒灌，盐土向内陆扩展，使农作物生长地区的盐渍化和沼泽化更加严重，靠近沿海地区的种植面积减少，粮食产量下降。
至于二氧化碳的增加对提高粮食产量的影响那是极其有限的。诚然二氧化碳是绿色植物进行光合作用、制造有机物的重要原料，但它不是唯一的原料。二氧化碳虽然对植物生长有正效应，但也往往因阳光、水分、养分的影响，使这种正效应大打折扣。一般情况，大气中的二氧化碳含量基本上已达到植物光合作用时“按其所需”的程度，再增加也是空摆设了。
由此看来，温室气体排放，遏制全球气候变暖，是保障农业可持续发展的重要措施。肯定发达国家温室气体排放量的《京都议定书》尽管已经正式开始生效了，但以美国为首的少数发达国家还会推三阻四，节外生枝拒不履行所应承担的义务。因此人类抑制气候变暖的工作将是十分艰苦和漫长的。
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