Los agricultores tienden a cultivar en tierras con condiciones óptimas de disponibilidad de agua y nutrientes. Cuando estas condiciones se vuelven menos que óptimas, los agricultores pueden cambiar las fechas de siembra, cambiar o desarrollar una variedad de cultivo diferente, o incluso buscar nuevos lugares para crecer, por lo tanto, cambiar los patrones de distribución espacial de los cultivos. Un estudio realizado por científicos del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía de EE. UU. Mostró que los cambios en los patrones de distribución espacial de los cultivos, como parte integral del cambio de cobertura y uso de la tierra, puede modular el rendimiento de los cultivos en respuesta a los cambios del sistema terrestre.

Los resultados mostraron que los estudios empíricos previos podrían estar significativamente sesgados al evaluar los efectos de los cambios en el sistema de la Tierra al ignorar los cambios en los patrones de distribución espacial de los cultivos.

Numerosos estudios que utilizan enfoques estadísticos han confirmado un vínculo entre el rendimiento de los cultivos y la variabilidad climática. Una suposición crucial en estos estudios es que los patrones de distribución espacial de los cultivos son constantes en el tiempo. Sin embargo, es probable que para algunas combinaciones de cultivos y regiones, esto podría no ser válido debido a un cambio en los patrones de distribución espacial hecho posible por los avances de la tecnología de cultivos y las demandas competitivas del uso de la tierra. Hasta la fecha, No está claro cómo este tipo de cambio de cobertura y uso de la tierra modula la respuesta del rendimiento de los cultivos a los cambios del sistema terrestre.

Analizando datos de los 48 estados más bajos de Estados Unidos, Los científicos de PNNL investigaron cómo los cambios a nivel de condado en los patrones de distribución espacial de los cultivos regulan las respuestas de rendimiento de maíz a nivel estatal a los cambios en el sistema terrestre. Descubrieron que la respuesta del rendimiento del maíz a los cambios del sistema terrestre variaba con el patrón de distribución espacial del cultivo, con distintos efectos a nivel estatal. Los modelos empíricos basados ​​en la observación establecidos en este estudio proyectaron que los rendimientos totales de maíz en los 48 estados más bajos de los Estados Unidos disminuirán entre un 20 y un 40 por ciento para el 2050 bajo patrones espaciales de cultivos cambiantes. en comparación con el 26-52 por ciento con distribuciones de cultivos que se mantuvieron constantes.