中国三北地区(东北、华北、西北)面积约占国土总面积的一半，大部分属干旱、半干旱及半干旱、半湿润气候区。由于农业生产水平相对较低，气候要素特别是降水年际变化很大，年内分配不均，导致旱涝时有发生，尤其干旱频繁，限制了较丰富的光、热资源的利用，影响着农业的持续发展。因此，估算三北地区的作物光合、光温和气候生产潜力，使生产者和决策者了解本地主要农作物的理论产量上限和气候产量，分析增产潜力，明确达到气候生产潜力所存在的问题和增产途径，无疑具有非常重要的意义。

有的学者对中国“三北”地区农业气候生产潜力按光合、光温和光温水三级生产潜力计算。对不同作物，按各自发育期计算累加。温度和水分订正亦按发育期进行。共估算了玉米(春玉米、夏玉米)、小麦(冬小麦、春小麦)、水稻、大豆、高粱、谷子、棉花、牧草共10种作物的气候生产潜力。表3—7、8、9、10、“分别为东北地区、京津冀、黄土高原地区、内蒙古和新疆的主要农作物气候生产潜力[29]。

可以看出，各种作物相比较，玉米和水稻的气候生产潜力在12个省(市、自治区)中均最高。地区间相比，辽宁、吉林、新疆的玉米生产潜力居前三位，辽宁、新疆、宁夏的水稻气候生产潜力排在前面。冬小麦气候生产潜力最高的地区为黄土高原区，其次是新疆和京津冀。黄土高原地区的春小麦气候生产潜力亦居三北地区首位。通过气候生产潜力与当前作物产量水平的比较，可以了解各地的粮食增产潜力。如宁夏水稻1990年平均单产9045kg／hm2，但只占宁夏气候生产潜力的63％。吉林玉米最高产量为6900kg／hm2，占气候生产潜力的41％，增产潜力达59％。春小麦无论气候生产潜力还是当前实际单产都较低，但增产潜力仍较大。例如甘肃目前单产2955kg／hm2，只占气候生产潜力的19.6％。可见，三北地区的各种作物，无论其气候生产潜力高还是低，无论当前单产水平如何，达到气候生产潜力的增产幅度都是很大的。