Les agriculteurs ont tendance à cultiver des terres avec des conditions optimales de disponibilité en eau et en nutriments. Lorsque ces conditions deviennent moins qu'optimales, les agriculteurs pourraient changer les dates de plantation, passer à ou développer une autre variété de culture, ou même chercher de nouveaux endroits pour grandir, changeant ainsi les modèles de distribution spatiale des cultures. Une étude menée par des scientifiques du Pacific Northwest National Laboratory du département de l'Énergie des États-Unis a montré que les changements dans les modèles de distribution spatiale des cultures, en tant que partie intégrante de la couverture végétale et du changement d'utilisation des terres, peut moduler les rendements des cultures en réponse aux changements du système terrestre.

Les résultats ont montré que les études empiriques précédentes pouvaient être considérablement biaisées dans l'évaluation des effets des changements du système terrestre en ignorant les changements dans les modèles de distribution spatiale des cultures.

De nombreuses études utilisant des approches statistiques ont confirmé un lien entre le rendement des cultures et la variabilité climatique. Une hypothèse cruciale dans ces études est que les modèles de distribution spatiale des cultures sont constants dans le temps. Cependant, il est probable que pour certaines combinaisons cultures-régions, cela pourrait ne pas être valable en raison d'un changement dans les modèles de distribution spatiale rendu possible par les progrès de la technologie des cultures et les demandes concurrentes d'utilisation des terres. À ce jour, comment ce type de changement d'occupation des sols et d'utilisation des terres module la réponse du rendement des cultures aux changements du système terrestre n'est pas clair.

L'analyse des données des 48 États inférieurs des États-Unis, Les scientifiques du PNNL ont étudié comment les changements au niveau du comté dans les modèles de distribution spatiale des cultures régulent les réponses du rendement du maïs au niveau de l'État aux changements du système terrestre. Ils ont découvert que la réponse du rendement du maïs aux changements du système terrestre variait avec le modèle de distribution spatiale de la culture, avec des effets distincts au niveau de l'État. Les modèles empiriques basés sur l'observation établis dans cette étude prévoyaient que les rendements totaux de maïs dans les 48 États inférieurs des États-Unis diminueraient de 20 à 40 pour cent d'ici 2050 en raison de l'évolution des modèles spatiaux des cultures, contre 26-52 pour cent avec des distributions de récoltes maintenues constantes.