本文最初发表在世界资源研究所。
美国农业是世界上生产力最大的农业之一。它雇用260万人在成长中食品和其他产品每年价值近4000亿美元。超过20％该输出的发货是在国外运输的，使美国成为全球农产品的最大出口国。近年来，美国农业也提高了效率，通过约30％从1997年到2017年，同时增加了温室气（GHG）的排放只有7％。
但是，即使考虑到这一进展，美国农业部门也需要做更多的事情，以应对不断增加的粮食需求和气候变化的全球挑战。预计全球粮食需求将增长56％由于人口增长和收入增加，2010年至2050年之间。同时，农业和相关的土地利用变化大致产生四分之一全球温室气体排放和农业生产约为美国排放的10％。
将全球温度升高到2摄氏度以下 - 水平科学家同意对于限制气候变化的最严重影响是必要的 - 将要求全球农业和土地利用部门在2010年至2050年之间将排放量减少三分之二，包括停止农业驱动的森林砍伐。要保持低于1.5摄氏度，世界上需要在世界范围内重新森林。因此，世界将需要加快农业生产力和变化消费模式的增长，以养活不断增长的人群，同时实现气候目标。
由于人口增长和收入增长，2010年至2050年期间，全球粮食需求预计将增长56％。
幸运的是，解决这些粮食安全和气候挑战也将为农民和牧场主带来其他重要好处，例如提高对极端天气事件的韧性，减轻水质，改善水质以及持续的长期生产力和盈利能力。
美国农业如何减少排放，同时增加粮食生产
美国的决策者越来越了解农业在面对粮食和气候挑战中所发挥的核心作用。今年早些时候，农业部长桑尼·珀杜（Sonny Perdue）呼吁创新减少农业温室气体排放，同时增加产量。国会引入的几项法案以及多数员工报告来自众议院气候危机选择委员会，还提出了减少农业排放的措施。
WRI研究发现，一种多管齐下的方法可以同时满足对食物的不断增长，并减少农业的温室气体足迹，同时建立对极端天气的韧性。我们研究中反复出现的主题是需要进步技术创新。
以下是美国农业可以成为可持续粮食未来的领导者的六个重要方法：
1.提高生产率
美国农民越来越多地生产更多的土地食物。从1997年到2017年，小麦生产率（每英亩蒲式耳）增长了23％，大豆生产率28％，玉米生产率为42％。牲畜的生产率也是如此大大增加了：从1977年到2007年，效率的提高导致土地利用降低33％，用水量降低了12％，在美国生产的每磅牛肉的产量减少了16％。
但是在未来的几十年中，美国将需要加快生产力的进步，而不会扩大种植食物所需的土地领域 - 无论是在这里还是国外，森林砍伐继续迅速。限制农业土地区域的扩张对于保护美国森林很重要超过7.7亿吨二氧化碳从2018年的气氛中（抵消了国家温室气体排放量的12％），并释放了更多土地以造林以隔离更多的碳。
因此，提高农作物和牲畜生产率的政策解决方案应遵循“农产品和保护”框架。方程“农产品”方面的一个关键需求是联邦通过农业研究服务的研究和发展生产力的资金，该服务已有真实地停滞几十年来。富有生产力的农作物可以转化为每英亩农田的收入更高，从而为美国农民增强了底线。美国在农业生产力研究方面的领导能力还将使美国机构和公司能够在海外出口新技术，从而帮助发展中国家的农民提高其生产力，而无需将额外的森林转化为农业。
在方程式的“保护”方面，联邦政府可以通过使农作物保险和其他农场补贴的资格不将天然森林或草地转换为农田来拒绝更多土地的转换。该政策可以基于2014年农场法案的Sodsaver规定，该法案削减了在北部大平原上敏感土地上建立的农田的联邦农作物保险补贴。保护地役权计划的额外资金可以提供进一步的激励措施，以保持富含碳富含碳的自然景观。
2.减少牲畜排放
牲畜生产占美国农业温室气体生产排放量的40％以上。这些排放源于肠发酵（牛bur），肥料管理和废物在牧场上，以及与动物饲养的玉米，大豆和其他农作物的生产有关的排放。上面提到的生产力和效率提高将减少饲料需求，土地利用和温室气体排放，每磅肉或加仑的牛奶。
通过技术创新，例如改善牛消化的饲料化合物，可以减少其他排放，从而使它们减少了甲烷，并且改善肥料管理。联邦对研发的投资，以及对开发创新技术的公司的激励措施，可以帮助加速进步。
3.减少使用肥料的排放
美国农业生产排放量的大约一半，全球20％与合成肥料和肥料的使用有关。这些排放大多数来自一氧化二氮，这是一种有效的温室气体。
存在各种有希望的技术来减少这些排放，并有可能进一步创新提高其有效性。这些技术包括硝化抑制剂，可以将土壤氮的形式保持在更长的时间内。允许农作物固定自己的氮的微生物，可以取代某些农作物的肥料申请；从可再生能源生产合成肥料的过程；更精确肥料管理。一致的使用覆盖作物（通常是收获主要作物后种植的豆类或谷物）也可以通过将氮添加到土壤中，同时防止营养径流到水道和水土侵蚀中，从而减少肥料的排放。
政策可以加速该领域的研究进度和吸收。例如，以燃油经济性标准建立的肥料效率标准可能要求公司提高其随着时间的推移生产的肥料的氮使用效率。同样，低碳肥料计划也可能促使制造商向可再生能源制成的氮转移。诸如覆盖作物之类的自然解决方案的激励措施已经证明是成功的减少氮污染在州一级，并为农民节省成本。
4.支持农场可再生能源和能源效率
美国约有6％的农业生产排放量来自农场燃料消耗，包括农用设备和其他能源使用。改善设备和农业建筑中的能源效率更高，可以减少燃料的使用和排放，同时为农民节省资金。美国农业部的美国农村能源计划（REAP）提供赠款和贷款保证，以帮助农民获得可再生能源系统和能源效率的改善，这可以节省数千美元的年度能源成本。该计划的资金增加可以支持农民在这一重要过渡中。
5.在植被和土壤中稳定和隔离碳
尽管与其他地方一样，美国的农业是温室气体排放的净来源，农场和牧场也将碳存储在植被和土壤中。除了通过保护森林和其他自然景观来稳定现有的美国碳汇水外，农业土地还可以通过用Silvopasture和其他农林业系统整合更多的树木来隔离植被中的额外碳。
尽管农业的排放是气候挑战的一部分，但农业部门是将温度升高至安全水平的任何解决方案的重要组成部分。
WRI呼吁联邦政府投资每年40亿美元至45亿美元通过激励付款或向土地所有者的税收抵免来恢复树木到景观。这项投资将帮助农民和牧场主种植150亿棵新树，每年将隔离1.36亿吨二氧化碳，同时保持可比的农场收益率，并从水果，坚果或木材中提供新的农场收入来源。
尽管许多研究发现了通过涵盖种植等实践，在农业土壤中隔离碳的其他机会，但最近的WRI分析和后续解释器作品发现由于许多科学和实用的不确定性，可实现的土壤碳螯合规模可能受到限制。但是，这些实践可以提供一系列其他好处，包括减少土壤侵蚀，增强土壤肥力和改善的水分。即使缓解气候变化的益处很小，对改善土壤管理的进一步研究和创新也将是“无重组”的投资。
第一步，国会可以创建一个农场创新计划该项目将财务和技术援助配对，试点的项目将土壤管理实践与系统的数据收集以及有关土壤碳固存和农场产量影响的研究相结合。WRI研究发现在整个地理位置上实施这样的创新计划的强大实施将需要5亿美元的年度联邦资金，这可能基于2018年农场法案建立的现有土壤健康试点计划。
6.减少粮食损失和浪费
从历史上看，大多数集中于减少美国粮食损失和浪费的努力一直处于消费者一级，那里的家庭和餐馆将大量可食用的食物抛弃。但是，Covid-19已导致大量的农场损失由于粮食服务部门的需求减少，由于农场工作人员的健康风险，农场无法将食物带到再分配中心，并减少了劳动力供应。
作为回应，美国农业部提出了程式原本可以购买一些通常会去餐馆和其他食品服务商店并将其分发给食品银行的食物。尽管这一举动是一个很好的第一步，但其他方法可以使美国食品系统长期更具弹性，例如永久性计划，这些计划可以帮助农民重新分配未售出的食物，以更好地将农民与其他供应链参与者联系起来的技术和公众支持在经济困难期间为农场工人而言。
生产，保护和繁荣：在减少排放的同时种植更多食物
尽管农业的排放是气候挑战的一部分，但农业部门是将温度升高至安全水平的任何解决方案的重要组成部分。通过上述策略，美国农民，牧场主，科学家，公司和政策制定者可以立即解决多个挑战：养活不断增长的世界人口，同时帮助农民繁荣发展并确保为子孙后代的安全气候。
