秦汉之际中国农业最发达的地方是黄河中下游的山前洪积扇和河流阶地。当时有民谣云“田於何所？池阳谷口。郑国在前，白渠起后，且溉且粪，长我禾黍.衣食京师，亿万之口”。
隋唐之际，特别是中唐以后，随着对南方地区的开发，出现了“苏湖熟，天下足”和“湖广熟，天下足”。当然，烟波浩渺的云梦泽因此不复存在，长江荆江段已经成为横亘于平原之上的一道地上悬河。随着人口和农业中心向东南迁移，我国经济与政治军事重心空间分离的趋势日渐明显，大运河成为贯穿南北的交通大动脉。
目前，黑龙江的粮食产量达到每年7500万吨，是全国的1/8。东三省和内蒙古的粮食产量占到全国的1/4，调出量超过1/4，是全国最大的商品粮基地，主要品种以玉米及稻米为主。内蒙的主要产量区是东部四盟市特别是西辽河平原以及黄河河套地区的呼市包头巴彦淖尔。
黄淮海和江淮平原的冀鲁豫苏皖五省粮食产量超过2亿吨，占全国的三分之一，主要是小麦—玉米（及水稻、麦茬棉）轮作。是全国最大的面包和副食品篮子，但人口稠密，粮食商品率和商品粮调出量比不上关外。
长江上中游的川湘鄂赣四省是我国双季稻的主产区，粮食产量（主要是水稻）超过1亿吨，但早籼稻已经供过于求，处于减产中
长江流域及以北的三大平原及四川盆地，生产了全国70%以上的粮食及棉花、油料、蔬菜等农产品。
虽然农业集体化时期的农田水利建设特别是地下水开发是终结南粮北运，使华北平原成为我国第二大商品粮基地；但是，北方，特别是华北地区粮食生产最大的问题已经是超采地下水，这也是南水北调中东线工程的根本原因。
华北地区的小麦生产是我国粮食与水安全的关键问题
保定、沧州以南的海河平原，农田总需水量达到约800mm，降水量只有500-600mm，亏空200-300mm，甚至更多，仅依靠本地水资源明显入不敷出。河南、山东两省每年有100亿立方米的引黄水，情况还好些。冀中南平原只能靠超采地下水，形成了史无前例的地下水漏斗区。
20世纪70年代后，海河流域水利发展、小麦种植面积扩大与复种指数提高，是终结南粮北运的一个重要原因，也是改革开放后粮食大丰收的保证。但是这是以海河平原特别是冀中南地区地下水枯竭为代价的。按目前态势10~30年后冀中南地区可采地下水可能完全枯竭。
我们北方大约有1亿亩小麦灌区面临着水源问题，如果退化为旱作农业，减产的细粮至少有600~800亿斤，相当于目前全国小产量麦的1/3。灌溉1亿亩小麦每年大约需水200亿立方米，其中一部分可以依靠引黄水，但剩余的缺口只能指望南水北调了。
南水北调虽然由于水价问题，不能直接为农业供水，但可以置换出用于工业和城市生活的当地水资源，以供给农业灌溉和生态环境。
而且海河平原内部和滨海地区有很多地方地下水咸化或者严重污染，不利于农业灌溉或作农村生活用水，限制了农产品产量的提高。同时深层淡水作为生活用水，但含氟高，地方性氟中毒病高发，所以南水北调为海河平原供水非常重要。地表淡水包括污水作为冲淡水，也可以扩大农业上地下微咸水开采利用的规模。
华北平原地下水消耗与粮食增益评估
