这篇文章最初发表于世界资源研究所．
美国农业是世界上产量最高的农业之一。它使用260万人在不断增长食品和其他产品每年价值近4000亿美元。超过20%这些产品都被运往国外，使美国成为世界第一全球最大的农产品出口国．美国农业近年来也在越来越高的效率，增加作物和牲畜生产大约30％从1997年到2017年，同时增加其温室气体（GHG）排放量只有7%．
但即使考虑到这一进展，美国农业部门仍需要做更多的工作，以应对不断增长的粮食需求和气候变化等全球挑战。全球粮食需求预计将增长56％2010年至2050年间，由于人口增长和收入升高。同时，农业和相关土地使用变化粗略地产生四分之一在全球温室气体排放中，农业生产占了大约一半占美国排放量的10%．
将全球气温上升控制在2摄氏度以下——科学家的水平同意有必要限制气候变化的最严重影响 - 将要求全球农业和土地使用部门减少2010年至2050年间的三分之二，包括停止农业驱动的森林砍伐。保持低于1.5℃，大面积的土地需要在世界各地进行重新造林。因此，世界将需要加速农业生产力的收益，并在实现气候目标的同时，改变消费模式以养活人口。
由于人口增长和收入增加，全球粮食需求预计将在2010年至2050年之间增长56％。
幸运的是，解决这些粮食安全和气候挑战还将为农民和牧场主带来其他重要利益，如提高对极端天气事件的抵御能力，减少水资源压力，改善水质，维持长期生产力和盈利能力。
美国农业如何在增加粮食产量的同时减少排放
美国的政策制定者越来越意识到中央角色农业在面对食物和气候挑战方面发挥作用。今年早些时候，农业邓·普通秘书呼吁在增加生产时呼吁减少农业温室气体排放量。国会介绍的几项账单以及多数员工的报告他还提出了减少农业排放的措施。
世界资源研究所的研究发现，多管齐下的方法可以同时满足不断增长的粮食需求和减少农业的温室气体足迹，同时增强对极端天气的抵御能力。我们研究中反复出现的一个主题是需要前进技术创新．
以下是美国农业可以成为可持续粮食未来的领导者的六种重要方法：
1.提高生产力
美国农民每英亩土地生产的粮食越来越多。从1997年到2017年，小麦产量(每英亩蒲式耳)提高了23%，大豆产量提高了28%，玉米产量提高了42%。家畜生产力也大大增加：从1977年到2007年，土地使用的效率的改进导致了33％的土地使用量，减少了12％的水量，每磅牛肉生产排放量减少了16％。
但在未来几十年中，美国将需要加速生产力的进展，而无需扩大生长食物所需的土地 - 无论是在这里或国外森林砍伐仍在继续apace.．限制农业用地面积的扩大对于保护美国的森林是很重要的超过7.7亿吨的二氧化碳(抵消了12%的国家温室气体排放)，并腾出更多土地重新造林，以吸收更多的碳。
因此，应遵循“生产和保护”框架来提高作物和牲畜生产力的政策解决方案。“生产”方程式的一个关键需求是通过农业研究服务的研究和发展的联邦资助，通过农业研究服务，实际停滞不前几十年。更富有成效的作物可以转化为每英亩农田的较高收入，为美国农民借助底线。美国农业生产力研究领导也将允许美国机构和公司在海外出口新技术，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换为农业。
在“保护”方面，联邦政府可以通过将农民没有将天然林或草地转为农田的条件作为获得农作物保险和其他农业补贴的资格，来抑制更多土地的转换。这项政策可以建立在2014年《农业法案》(Farm Bill)中的“Sodsaver”条款的基础上，该条款削减了对位于北方大平原(Northern Great Plains)敏感土地上的农田的联邦作物保险补贴。为保护地权项目提供额外资金可以进一步激励人们保持碳含量丰富的自然景观的完整性。
2.减少家畜排放
畜牧业生产占美国农业温室气体排放的40%以上。这些排放物来源于肠道发酵(牛打嗝)，粪便管理和粪便上的废物，以及与玉米，大豆和其他饲喂动物的农作物相关的排放。上述生产率和效率增益将减少每磅肉或加仑牛奶的饲料要求，土地利用和温室气体排放量。
通过技术创新，如提高牛的消化能力的饲料化合物(使牛打嗝时减少甲烷)等，还可能进一步减少排放改善肥料管理．联邦政府在研发方面的投资，以及对开发创新技术的公司的激励措施，有助于加速进步。
3.减少肥料使用的排放
大约五半的美国农业生产排放和20％的全球性，与合成肥料和粪肥的使用有关。这些排放中的大部分是来自氧化亚氮，有效的温室气体。
目前存在各种有前景的技术来减少这些排放，并有进一步创新以提高其有效性的潜力。这些技术包括硝化抑制剂，它可以使土壤中的氮保持在作物可长期使用的形式;让作物固氮的微生物，可以替代某些作物的化肥施用;利用可再生能源生产合成肥料的过程;和更精确的肥料管理．持续使用覆盖作物——通常是在主要作物收获后种植豆类或谷物——还可以通过向土壤中添加氮来减少肥料的排放，同时防止养分流入水道和土壤侵蚀。
政策可以加速这一领域的研究进展和吸收。例如，以燃料经济标准为模型的肥料效率标准可能会要求企业随着时间的推移提高它们生产的化肥的氮利用效率。低碳肥料项目同样可以促使制造商转向使用可再生能源生产氮。对覆盖作物等自然解决方案的激励已经被证明是成功的减少氮污染在州一级，为农民节省成本。
4.支持农场可再生能源和能源效率
在美国，大约6%的农业生产排放来自农场燃料消耗，包括农业设备和其他能源的使用。改进农场建筑的设备和提高能源效率可以减少燃料的使用和排放，同时节省农民的钱。美国农业部的“美国农村能源项目”(REAP)提供赠款和贷款担保，帮助农民使用可再生能源系统和提高能源效率，这可以为他们每年节省数千美元的能源成本。增加对该项目的资助可以支持农民实现这一重要转变。
5.稳定和封存植被和土壤中的碳
虽然美国的农业——和其他地方一样——是温室气体排放的净来源，但农场和牧场也在植被和土壤中储存碳。除了通过保护森林和其他自然景观来稳定美国现有的碳汇之外，农业用地还可以通过造林和其他农林复合系统整合更多的树木来将额外的碳汇汇到植被中。
尽管农业排放是气候挑战的一部分，但农业部门是将气温上升保持在安全水平的任何解决方案的重要组成部分。
WRI呼吁联邦政府进行投资每年40亿美元至45亿美元通过对土地所有者的奖励或税收抵免来恢复树木。这项投资将帮助农民和牧场主种植150亿棵新树，每年可吸收高达1.36亿吨二氧化碳，同时保持相当的农业产量，并从水果、坚果或木材中提供新的农业收入来源。
尽管许多研究发现了通过覆盖种植等措施在农业土壤中固碳的额外机会，但仍有许多研究发现了在农业土壤中固碳的可能性最近的WRI分析和随后的讲解员块发现，由于许多科学和实际的不确定性，可实现的土壤碳封存的规模可能受到限制。然而，这些做法可以提供一系列其他益处，包括降低土壤侵蚀，增强土壤肥力和改善的水保留。即使气候变化缓解福利结果，改善土壤管理的额外研究和创新将是“无悔”的投资，即使是小的。
作为第一步，国会可以创造一个农场创新计划对试点改进土壤管理实践的项目进行了财务和技术援助，并对系统数据收集和土壤碳封存和农场产量的影响进行了研究。WRI研究发现了要想在不同地区大力实施这样一个创新项目，每年需要5亿美元的联邦资金，这些资金可以建立在《2018年农业法案》建立的现有土壤健康试点项目的基础上。
6.减少食物损失和浪费
从历史上看，美国减少食物损失和浪费的努力大多集中在消费者层面，家庭和餐馆扔掉了大量的可食用食物。然而，COVID-19已经导致显着的农场损失由于食品服务部门需求减少，农场无法将食品送到再分配中心，由于农场工人的健康风险，劳动力可用性减少。
作为回应，美国农业部置于项目购买一些通常会送到餐馆和其他食品服务网点的食物，并将其分发到食品银行。虽然此举是一个很好的第一步,其他方法可以使美国食品系统长期更有弹性,如永久计划帮助农民在重新分配未售出的食品,农民与其他供应链技术更好地联系演员和公众对农业工人在经济困难时期的支持。
生产、保护和繁荣:在减少排放的同时种植更多的粮食
尽管农业排放是气候挑战的一部分，但农业部门是将气温上升保持在安全水平的任何解决方案的重要组成部分。通过上述战略，美国农民、牧场主、科学家、公司和政策制定者可以同时应对多种挑战:养活不断增长的世界人口，同时帮助农民繁荣发展，为子孙后代确保安全的气候。
