这篇文章最初发表于世界资源研究所。
美国的农业是在世界上最高效。它采用260万人在成长食品和其他产品值得每年近400十亿$。超过20％该输出被运往国外，使得美国的农产品的最大出口全球。美国农业也不断壮大，近年来更高效，增加作物和牲畜产量约30％1997至2017年，同时通过增加其温室气体（GHG）排放只有7％。
但即使考虑到这一进程中，美国农业部门需要做更多的工作，以解决不断上升的粮食需求和气候变化等全球性挑战。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提高。与此同时，农业及相关的土地利用变化产生大致四分之一全球温室气体排放，农业生产占约美国排放的10％。
下面保持2摄氏度，全球气温上升 - 水平的科学家同意有必要限制气候变化的最坏影响 - 将要求全球农业和土地利用部门的三分之二，减少2010年和2050年间排放，包括停止农业驱动的森林砍伐。要保持低于1.5℃，大面积的土地将需要在世界各地重新造林。因此，世界将需要加快农业生产率的提高和改变消费模式，同时实现气候目标养活不断增加的人口。
全球粮食需求预计56％的2010年和2050年之间增长由于人口增长和收入提高。
幸运的是，解决这些粮食安全和气候变化的挑战也将带来对农民和农场主等重要的好处，如提高抵御极端天气事件，减少了水的压力，改善水质和维持长期的生产力和盈利能力。
如何美国农业能够降低排放，同时提高粮食产量
在美国的政策制定者们在应对食品和气候变化的挑战越来越意识到中央角色农业为主的。今年早些时候，农业部长索尼Perdue在减少农业温室气体排放，同时提高了生产要求的创新。在国会与引进，沿着几个法案大多数工作人员报告从气候危机的众议院特别委员会，还提出措施，以减少农业排放。
世界资源研究所的研究发现了一个多管齐下的方法同时能满足粮食需求的上升和减少农业温室气体排放，同时建立抵御极端天气。在我们研究的一个反复出现的主题是推进的需要技术创新。
这里有六个重要的方面是美国农业有可能成为促进可持续的粮食发展的先锋：
1.提高工作效率
美国农民越来越多地生产每亩土地更多的食物。从1997年到2017年，小麦生产率（以每英亩蒲式耳）增加23％，大豆生产率28％，玉米生产率42％。畜牧业生产力还大大增加：从1977年到2007年，在效率的提高导致了土地使用减少了33％，在水中使用的减少12％，在生产的排放减少每牛肉磅16％在美国生产的。
但是在未来的几十年里，美国将需要加快进度生产力擅自扩大用地面积种植粮食需要 - 无论是在国内还是国外，在那里毁林继续迅速。限制农业用地面积的扩大，以保护美国的森林，这是去掉重要770多亿吨二氧化碳从2018年大气（抵消国家温室气体排放量的12％），并腾出造林螯合甚至更多的碳更多的土地。
因此，政策解决方案，以提高作物和牲畜的生产力应该遵循“农产品和保护”的框架。等式的“生产”方面的一个关键需求是通过农业研究服务，这对生产力的研究和开发的联邦资金停滞不前的实质数十年。更加高效的农作物可以转化为更高的收入上的农田每亩，提高底线为美国农民。农业生产力研究美国的领导地位也将使美国政府机构和公司的新技术出口海外，帮助发展中国家的农民提高生产力，以及无需额外的森林转换成农业。
在等式的“保护”方面，联邦政府可以通过使资格作物保险和其他农业补贴对农民天然林草不转化为耕地条件disincentivize的更多的土地转换。这一政策可能会使建立在2014年农业法案的Sodsaver提供，这削减在北部大平原敏感的土地建立耕地联邦农作物保险补贴。为保护地役权项目的其他资金可以提供保持富含碳的自然景观完好进一步激励。
2.减少牲畜排放
畜牧生产占美国农业生产的温室气体排放量的40％以上。这些排放干肠道发酵（牛打嗝），粪便管理和牧场废物和排放的生产玉米，大豆和喂养动物其他作物的相关联。上面提到的生产力和效率的提高将减少饲料需求，土地使用和温室气体排放量的肉或奶加仑磅。
附加减排通过技术革新，如饲料化合物改善牛消化是可能的 - 使它们打嗝较少的甲烷 - 和粪便管理的改进。对于开发创新技术的公司在研发方面的投资联邦，以及激励机制，可以帮助加快进度。
3.减少从肥料使用排放
大约有一半的美国农业生产的排放，和全球20％，使用合成化肥和农家肥的是相关的。大多数这些排放都是从一氧化二氮，一种有效的温室气体。
多种有前途的技术的存在减少这些排放物，与潜在的进一步创新，以提高其有效性。这些技术包括硝化抑制剂，其可以保持土壤氮在作物的时间较长时间的形式可用;微生物，使作物固定自己的氮，其可以替换为某些作物施肥;处理来制造来自可再生能源合成肥料;和更精确肥水管理。一致使用覆盖作物的 - 通常是豆科植物或种植的主要作物收获后的晶粒 - 也可以通过添加氮到土壤，同时防止养分流失到水道和土壤侵蚀减少从肥料排放。
政策可以加快这方面的研究进展和吸收。举例来说，仿照燃油经济性标准肥料能效标准可能要求公司提高他们生产一段时间肥料的氮利用效率。低碳肥料方案同样可以提示厂家朝向来自可再生能源制成氮移位。自然解决方案，如盖激励庄稼已经被证明是成功的减少氮污染在州一级，并为农民提供节约成本。
4.支持农场可再生能源和能源效率
在美国农业生产排放的6％左右来自农场的燃料消耗，包括农业设备和其他能源的使用。改进设备和提高能源效率的农场建筑可以减少燃料的使用和排放，同时节省了农民的钱。美国农业部农村能源对美国计划（REAP）提供赠款和贷款担保，以帮助农民获得可再生能源系统和能源效率的改善，这可以为他们节省数千美元的年度能源成本。增加资金的方案可以支持农民在这个重要的过渡。
5.稳定和在植物和土壤固碳
虽然农业在美国 - 与其他地方一样 - 是温室气体排放，农场和牧场也储存碳在植被和土壤的净源。除了稳定通过保护森林等自然景观的现有美国碳汇，农田可以通过整合通过silvopasture等农林系统更多的树木在植被螯合额外的碳。
虽然农业排放是应对气候挑战的一部分，农业部门是保持温度升高到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$ 4十亿到$ 4.5十亿每年通过奖励性付款或税收抵免，以土地所有者恢复树木的景观。这些投资将帮助农场主和牧场主厂15十亿棵新树，保持相当的农场产量和水果，坚果或木材农场提供新的收入来源，而这将封存了136万吨二氧化碳的年收入。
虽然许多研究已通过的做法，如覆盖作物，一个发现农田土壤固碳更多的机会最近WRI分析和随后的解释器片发现土壤固碳的实现规模可能有限，因为一些科学和实用的不确定性。这些做法，但是，可以提供一系列的其他好处，包括减少水土流失，提高土壤肥力，改善保水能力。改进土壤管理更多的研究和创新将是一个“不后悔”的投资即使减缓气候变化方面的好处变成小。
作为第一步，国会可以创建一个农场创新项目对于该项目的试点改善了与系统的数据收集和研究土壤固碳和农业产量的影响土壤管理措施对财政和技术援助。世界资源研究所的研究发现这跨地域健壮的实现这样的创新计划将要求每年的联邦资金5亿$，这可以建立在通过2018年农业法案建立现有土壤健康的试点方案。
6.减少粮食损失和浪费
从历史上看，大部分精力集中在减少粮食损失和浪费在美国已经在消费者层面，其中高量的食用的食品是由家庭和餐馆扔掉。然而，COVID-19导致显著农场损失由于减少食品服务行业的需求，农场无法得到食物再分配中心和减少劳动力供应由于对农场工人的健康风险。
作为回应，美国农业部把程式在地方买一些食物，通常会去餐馆和其他食品服务网点，并分发到食物银行。While this move is a good first step, other approaches can make the U.S. food system more resilient in the long-term, such as permanent programs that assist farmers in redistributing unsold food, technologies to better link farmers with other supply chain actors and public support for farmworkers during periods of economic hardship.
生产，保护和繁荣：种植更多粮食，同时减少排放
虽然农业排放是应对气候挑战的一部分，农业部门是保持温度升高到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，农场主，科学家，企业和政策制定者能够解决在一次多重挑战：喂世界人口的增长，同时帮助农民繁荣和确保安全的环境，为子孙后代。
