Gli agricoltori tendono a coltivare su terreni con condizioni ottimali di disponibilità di acqua e nutrienti. Quando queste condizioni diventano meno che ottimali, gli agricoltori potrebbero spostare le date di semina, passare a o sviluppare una diversa varietà di colture, o anche cercare nuovi posti dove crescere, modificando quindi i modelli di distribuzione spaziale delle colture. Uno studio condotto da scienziati del Pacific Northwest National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha mostrato che i cambiamenti nei modelli di distribuzione spaziale delle colture, come parte integrante della copertura del suolo e del cambiamento di uso del suolo, può modulare i raccolti in risposta ai cambiamenti del sistema terrestre.

I risultati hanno mostrato che precedenti studi empirici potrebbero essere significativamente distorti nella valutazione degli effetti dei cambiamenti del sistema terrestre ignorando i cambiamenti nei modelli di distribuzione spaziale delle colture.

Numerosi studi che utilizzano approcci statistici hanno confermato un legame tra la resa delle colture e la variabilità climatica. Un presupposto cruciale in questi studi è che i modelli di distribuzione spaziale delle colture siano costanti nel tempo. Però, è probabile che per alcune combinazioni di regioni colturali, questo potrebbe non essere valido a causa di un cambiamento nei modelli di distribuzione spaziale reso possibile dai progressi della tecnologia delle colture e dalle richieste di utilizzo del suolo in competizione. Ad oggi, non è chiaro come questo tipo di copertura del suolo e il cambiamento dell'uso del suolo modulino la risposta della resa delle colture ai cambiamenti del sistema terrestre.

Analizzando i dati dei 48 Stati Uniti inferiori, Gli scienziati del PNNL hanno studiato come i cambiamenti a livello di contea nei modelli di distribuzione spaziale delle colture regolano le risposte della resa del mais a livello statale ai cambiamenti del sistema terrestre. Hanno scoperto che la risposta della resa del mais ai cambiamenti del sistema terrestre variava con il modello di distribuzione spaziale del raccolto, con effetti distinti a livello statale. I modelli empirici basati sull'osservazione stabiliti in questo studio prevedevano che i raccolti totali di mais nei 48 Stati Uniti inferiori diminuissero del 20-40% entro il 2050 in base al cambiamento dei modelli spaziali delle colture, rispetto al 26-52% con le distribuzioni delle colture mantenute costanti.