清晨时分，沙尘像雾气一样升腾起来，太阳红得像鲜血一般。从早到晚，尘土不住地自空中撒落，直到第二天才逐渐平息，给整个大地覆盖上了一层平整的毯子。尘土飘洒在耕地里，堆积在篱笆上，包裹了电线，铺撒在屋顶，笼罩着草丛和树林。
——约翰·斯坦贝克，《愤怒的葡萄》，1939年
人们很难阻止尘暴的肆虐，却很容易诱使它的爆发。
——美国农场安全局，1937年9月12日
简介
20世纪30年代，北美洲爆发了一场严重的环境危机——沙尘暴。1930年，美国中西部大平原遭遇了严重的旱灾以及破坏力很强的风力侵蚀，其影响一直持续到1940年。在此期间，平均每英亩土地上有480吨表层土壤被强风刮走，土地的生产力大幅下降，空气质量和人畜健康都受到严重损害。研究沙尘暴问题的著名历史学家唐纳德·沃斯特是这样描述的：“从没有其他什么灾害能给北美洲的土地带来如此巨大而持久的破坏，居民的生活也受到了前所未有的影响。如果以经济损失来衡量，尘暴的威力丝毫不逊色于当时的大萧条……20世纪30年代大平原地区的沙尘暴是一场不折不扣的浩劫。”
在20世纪50和70年代，大平原地区也出现了类似的旱灾。但是，土地保护专家们一致认为，后来的土壤侵蚀程度要比30年代小得多。对此的通行解释是，在30年代，大平原地区的土地遭到了过度开垦，这使得更多的干旱土地暴露在大风中。不过，我们仍然需要进一步分析，为什么在30年代会出现过度开垦的情况，为什么防治土壤侵蚀的技术在当时应用得更为有限。
本文的研究思路是，风力侵蚀属于“公共池塘”类型的问题，20世纪30年代时大平原地区有无数的小农场，他们在面临沙尘暴危害时采取的抵抗风力侵蚀的措施证明了这一点。现代学者有关土壤侵蚀问题的研究表明，农场规模的大小是一个重要的影响因素。农场规模越小，耕地面积的比例就越高，采取的水土保持措施就越少，土壤侵蚀越严重。
我们关注的要点在于，假如农场主不采取保护措施来遮蔽他的耕地，则会给下风向的土地带来外部效应。因为无保护的耕地会产生扬沙，使沙尘倾泻到下风向的土地和作物上，从而降低其他农场的生产效率，也会减少它们自己采取的防治侵蚀的投资的收益。如果在同一个易受侵蚀的区域里存在许多小农场，那么这种农场之间的外部效应还会加剧。农场的规模不同，农民对于“带状播种”或“休耕”等保护措施进行投资的动力也不同。在研究中，我们检验了农场规模、耕地密度对于大平原地区风力侵蚀严重程度的影响。我们发现，农场在生产效率上的最优规模要小于控制风力侵蚀上的最优规模，因此，在采取保护措施来防治风力侵蚀的危害时，农场之间的合作是非常必要的。实际上，在1937年以后，美国政府也的确推出了“土地保护区”制度，采用了“单位化”的办法来解决协调集体行动的难题。本文的分析为沙尘暴的起源提供了一个更新和更加完整的解释。
沙尘暴
1930年，大平原北部地区出现了20世纪以来前所未见的干旱，旱情逐渐扩展到南方，直到1940年，覆盖了整个美国中西部地区。这个地区常见的大风在龟裂的土地上肆虐，产生了强烈的沙尘暴，其规模、数量和持续时间都令人惊异。大部分沙尘暴是局部性的，仅仅在某个地形区内自生自灭，受到分水岭、山丘和土壤粗密度等因素的制约。但有时，恶劣的天气将促发规模巨大的沙尘暴，可以绵延数百英里、持续10个小时以上。
我们首先来看一些具体的数字。大平原地区的表层土壤十分肥沃、质量很轻，能够被大风吹起来，并带到很远的地方。表层土中的物质对于当地最主要的农作物小麦的生产来说非常重要。如果连续不断的风暴把土壤刮走，那么作物需要的营养物质就会不断减少，剩下的土地最后会变得坚硬而贫瘠。有时候，强风可以把得克萨斯州的表层土壤运送到500英里以外的艾奥瓦州，其样本分析表明，刮走的土壤中所含的有机物质、氮、磷和钾的含量分别是剩下的土壤中含量的10、9、19和1.45倍。万斯·约翰逊写过一本关于沙尘暴的书，他估计，仅仅在1935年，就有8.5亿吨表层土壤被强风从434万英亩的土地上刮走。美国土地保护署（SCS）在1934年的土壤流失调查中指出，整个大平原地区有65%的土地受到风力侵蚀，有15%的区域受害比较严重。1938年，该机构宣称，大平原南部地区有80%的土地受到风力侵蚀，40%的区域程度比较严重。在大约1000万英亩的土地上，有5英寸厚的土壤被刮走，在另外1350万英亩土地上，有2.5英寸厚的土壤被刮走，平均每英亩土地损失了480吨表层土。美国土地保护署的首任署长休·伯奈特估计，土壤流失给农业生产率造成的损失每年高达4亿美元。
风力侵蚀还会造成其他一些损失，例如，质量比较大的沙砾物质沉淀在土地里给作物和农场带来的破坏，牲畜、建筑、日用品和货物遭受的破坏，以及由于吸入粉尘颗粒导致的健康问题等。在科罗拉多、堪萨斯、新墨西哥、俄克拉荷马以及得克萨斯州，受沙尘暴影响的各县的肺炎、哮喘、流行性感冒和眼球感染的发病率都高于其他地区。另外，这些地区各镇的商会估计，在每次风暴中，扬沙和扬尘可能导致大约5万—28.8万美元的损失。
图1显示的是，大平原地区在1934年遭受的风力侵蚀的范围，其数据来源是美国土地保护署的土地流失调查。该图也记录了由于暴雨造成的片状侵蚀的情况。但是，预防暴雨带来的片状侵蚀，与对付风力侵蚀的情形不同，不需要牵涉到有关的外部效应与集体合作的问题。从图中可以看出，各地区遭受的风力侵蚀的大小有很大差别，受侵蚀最严重的区域包括得克萨斯和俄克拉荷马的柄状狭长地区、科罗拉多东南部、堪萨斯西南部、内布拉斯加中北部、达科他东部和中部以及蒙大拿的部分地区。我们将利用这些数据，来分析农场规模对控制风力侵蚀的影响。
图1 20世纪30年代美国大平原地区的土地侵蚀状况
风力侵蚀、外部效应和农场规模导致的激励差异
1. 风力侵蚀和潜在的外部效应
20世纪30年代，大平原地区出现的干旱和过度开垦增加了土壤受风力侵蚀的危险。由于不停的反复耕作，土壤更加暴露、干燥和粉末化。只有最西部的地区是例外，那里的草原牧场更普遍，地表的植被更好。而在大多数地区，土壤的潮湿度不足，难以结成块状，地表也没有什么可以挡风的障碍物。为了更好地说明当时的农民在阻止水土流失时需要克服的外部效应和集体行动问题，我们首先对有关土壤流失的空气动力学做简要说明。
风力侵蚀会导致三种类型的土壤运动——悬浮、跃迁和平移，每种运动都要产生不同的跨农场的外部效应。悬浮产生的是非常细小的表层土颗粒，直径小于0.1毫米，它们被吹到空气中，形成尘埃，强烈的风暴有时可以把它们带到数百英里以外。悬浮占整个土壤运动的3%—40%。几乎所有的侵蚀防治措施都有减少悬浮导致的表层土流失的作用。在1933年，有人估计，表层土的流失将导致农作物的年产量减少15%—25%。如果表层土壤完全被刮走，土地就会变得非常贫瘠。悬浮尘埃产生的外部效应可以发生在距离侵蚀源头非常遥远的地方，悬浮的尘埃可能对沉降地区的表层土壤反而带来有益的影响，其负面效应是给建筑物带来的损害，以及对人畜的呼吸健康造成的威胁。
跃迁和平移产生的主要是更大的颗粒，前者的沙粒直径为0.1—0.5毫米，后者为0.5—1.0毫米。沙砾的跃迁和平移可以形成高达40英尺的沙丘和沙流，它们会不断吞噬下风处的作物，产生了主要的本地范围内的外部效应。跃迁占了整个土壤运动的50%—80%，平移占7%—25%。这些比较大的沙粒会四处蔓延，吞没土壤和植被，把更多的土地暴露在大风的侵蚀之中。此类侵蚀有点像传染病或者雪崩，源头一旦失控，就很容易迅速传播。下风向的区域是否会遭受侵蚀，取决于土地的结构、潮湿度以及风力大小等因素。这样形成的侵蚀面积可能高达数千英亩，相邻的土地和农场面临的危险最大。因此，治理风力侵蚀的第二个主要方面是减少流沙的危害。
在20世纪30年代，有两个最主要的治理风力侵蚀的手段，其一是结合条状休耕开展的带状播种，其二是利用树木和灌木组成的防风墙。这两种措施都可以在地面设置障碍，以降低地表的风速和运送力。但是，由于大平原的许多地区并不适合种植树木，因此前一种方法使用得更加普遍。条状休耕还有一个好处，就是它可以保持土壤的湿度和糙度，以此降低遭受侵蚀的风险，而树木反而会抢夺附近土壤中的养分。条状休耕的具体做法是，把土地划分成不同的轮作区域，与风向垂直，由小麦地和（通常留下断茬的）休耕地间杂，或者由小麦地、棉花地和高粱等耐旱作物的种植地间杂。把土地划分成耕地和休耕地，可以减少暴露在风力中的土地面积。条状休耕属于轮作计划的一部分，在三年或两年一轮的周期中，休耕面积可以占到整个农场面积的1/3—1/2。
由树木或残株形成的障碍可以保护下风向的土地，根据它们的形状和密度、风速、土壤类型以及潮湿度的不同，保护的范围可以达到障碍物高度的10—20倍，如果与其他的防侵蚀措施（例如残株覆盖层）一起使用，效果会更好。残株覆盖层的意思是，把作物收获后的残株留在耕地上，间杂在休耕地之间。比方说，小麦的残株大约有1英尺高，那么在非常沙质的土地上，其下风向能有将近20英尺的土地得到保护，如果在比较重的粘土上，保护区域可以达到300英尺。在20世纪30年代，专家推荐的休耕地带的宽度大约为1—10杆，或者16.5—165英尺。通过侵蚀防治措施，农民可以减少表层土的流失，保护作物免受沙砾跃迁和平移的危害。同时，也可以保持休耕地和防风墙的效能，防止其因沙尘的覆盖而退化。当时存在一个最主要的外部效应，就是假如某个农场的土地没有得到保护，那么从这块土地上吹扬起来的沙尘就会撒落到邻近农场的土地上，并且让邻居家采取的保护措施的效果大打折扣。
根据区域的大小、风速、土壤类型、潮湿度的不同，如果某个牧场或农场没有充分采取侵蚀防治措施，就会给整个地区的防侵蚀工程造成程度各异的消极影响。反过来，如果某个农场采取了独立的休耕措施，但附近的其他农场却缺乏保护，那么这个农场的作物和休耕地也会被渗透过来的浮尘和沙丘所覆盖。
2. 风力侵蚀、外部效应、农场规模和集体行动
要想完全对付风力侵蚀，就需要整个“风力侵蚀单位”里的所有土地共同采取防治措施，这样的侵蚀单位通常处于同一个地形区域，有相似的土壤成分，其面积可以达到5万到50万英亩，甚至更多。但是，抵御风力侵蚀的最优农场规模和实现生产效率的最优农场规模是不同的。在20世纪30年代，绝大多数农业经济学家和拓荒代理人都估计，大平原地区理想的生产规模大约为1280英亩，或2平方英里。如果超出这个规模，就不能实现规模经济了。何况，当时的绝大多数农场实际上都比这个最优规模要小，整个大平原上挤满了成千上万的小农场。这种情况的出现主要是由于《宅地法》的规定，在1880—1925年开发该地区的时候，每个农户所占有的土地都被局限在160—320英亩之间。
我们的研究样本包括了大平原地区的362个县，小农场在其中占据了主要地位；同时，在谷物面积占全部农场面积的比例超过40%的各县中，小农场也占据主要地位。把谷物面积较多的地区单列出来，是因为大平原上既有主要利用天然牧场从事畜牧业的地区，也有广阔的小麦种植区。谷物种植地带是最容易受到风力侵蚀的。由于农业普查的数据中没有包含160英亩或者320英亩的农场规模标准，所以我们提供的是180英亩和500英亩以下的小农场的数据。
小农场的分布杂乱无章，被大农场分隔包围，这种混沌情况加剧了不采取保护措施可能带来的外部效应。但是，从1930年到1964年，小农场的份额迅速下降。在30年代，大约2/3的农场的规模在500英亩以下，到1964年，只有1/3的农场小于这个规模了。
很显然，农民在抵御风力侵蚀时有必要采取合作行动。美国化学和土地局的查尔斯·克洛格在评述带状播种保护措施和外部效应时表示，“要想使保护措施发挥最大效力，必须由整个社区共同采取行动。如果周边的土地存在严重的侵蚀，那么单个农场的保护努力将难以收到很好的回报”。但是，大平原地区的小农场数量众多，这大大提高了协调行动的交易成本。事实上，蒙大拿州的农业实验站也注意到了这点，“同成千上万的个体农民打交道，这延缓了我们预期的土地使用计划的推广进程”。
假如农场不能把外部效应内部化，那么农民推广休耕制度的私人动力就会降低。对于小农场而言，这一问题尤其严重。因为每个农民都需要权衡利弊，算计采取休耕的收益与产量损失孰大孰小。由于防范侵蚀的措施给小农场带来的好处有限，那么他们就很少会考虑休耕，而把自己的土地全部用于开垦，裸露在强风中。
当时，富兰克林·罗斯福总统任命了一个“美国大平原委员会”，他们已经注意到了小农场的过度开垦问题，“我们知道，在大平原地区的绝大多数地方，这样的小农场总是尽量把土地用于耕作，而不管条件是否合适。”美国农业经济局的库帕等人指出，农场“规模太小，不可能找到一个既可以保持水土，又能够提供理想收入的耕作计划”。美国土地保护署地理学家沃伦·索恩斯怀特认为，“这种耕作方式成本低廉，是小农场的唯一优势，但也是造成风力侵蚀如此严重的主要原因，最后的结果甚至将导致土地完全报废”。
关于农场规模、侵蚀防治的投资和风力侵蚀程度的实证分析
在本节中，我们首先总结一下农民对侵蚀防治措施进行投资决策的主要影响因素，然后具体分析农场规模和外部效应对这一决策的影响。在下文中，我们重点研究关于休耕的决策，因为这是农业普查中唯一一项有连续记录的保护措施，同时，休耕也是土地保护署所推荐的主要的风力侵蚀防治措施。
我们假设，农民在决定把多大比例的土地用于休耕时，其目标是追求利润最大化。休耕可以提高土地的潮湿度、减轻风力侵蚀，从而提高生产效率。可是，把土地用于休耕也存在机会成本，农民必须通过提高剩下的耕地上的作物产量来弥补这个成本。同时，产量提高的幅度还取决于一个因素，那就是附近的农场采取的休耕保护措施——考虑到农场之间的相互影响，这个因素反映在“一个地区的平均休耕比例”上。
如果某个风力侵蚀单位地区只存在一家农场，那么所有的外部效应都可以被内部化，就可以实现社会最优的休耕面积水平。但如果农场数量不止一家，那么社会最优水平就不会达到。还有，农场的规模越小，机会成本与产量收益的比值就越高，它们就越有可能偏离最优的休耕水平。因此，在小农场众多的情况下，总体的休耕比例要比社会最优解低很多，这反过来又会降低大大小小的农场所要选择的休耕面积。
以上的逻辑推导说明，在20世纪30年代，大平原地区的风力侵蚀防治措施会出现如下一些情形：
（1）小农场的休耕面积比例更小。
（2）假如某个地区的小农场数量众多，则会降低大农场的休耕意向。或者说，农场规模的方差越大，所有农场的整体休耕面积比例越小。
（3）在其他条件相同的情况下，休耕面积比例越小的地区（或者耕地面积比例越大的地区），风力侵蚀的程度越严重。
在以下内容中，我们将利用这些推测来测度农场规模对休耕面积、耕作面积和风力侵蚀损失程度的影响。我们还将在第5节中对如下3个推测进行检验，来分析农民的集体行动：
（4）由于众多的小农场和交易成本的存在，所以政府需要采取正式的强制措施，来加快集体行动的步伐，解决风力侵蚀的危害。
（5）这样的强制措施首先应该在风力侵蚀最严重的地区推行。
（6）规模较大的农场是集体行动的主要推动力量，应该给小农场提供津贴，以弥补它们因提高休耕面积而导致的产量损失。
下面转入有关农场规模、休耕面积、耕作面积和侵蚀程度的关系的数量检验。
1.农场规模和休耕面积
关于不同规模的农场的休耕面积比例，我们能够得到的数据非常有限。一个来源是1936年再定居管理局对于北达科他州的莫顿等4个县的9个镇所做的调查，包含了263个农场的资料。该地区是农牧业混合区，但根据1935年的农业普查，大部分土地还是用于农耕。在这4个县中，谷物耕种的面积占整个农场的土地面积之比从41%到73%不等，平均为54%。调查数据中包括了8个农场规模等级、每个规模的种植和休耕面积的平均值。根据计算，休耕面积的比例随农场规模的扩大而上升。
我们还可以在1935年农业普查的大背景下来解读这些数据。普查结果表示，在这4个县，平均的农场规模为675英亩，平均的休耕比例为15%。从表中可以看出，规模在880英亩以上的农场，休耕的比例要明显高于平均水平，比小规模的农场高出1倍左右。同时，所有农场的休耕面积比例都比土地保护署的官员建议的1/2—1/3的标准更低。这个情况与我们上面的推测相一致，即小农场的休耕面积比较小，会导致周围的大农场的休耕面积也相应降低。有必要指出，在1937年以后，土地保护区（SCD）制度开始在大平原地区得到推广，以加强农场之间的水土保持协作，同时，农场规模也逐渐扩大，这使得北达科他州各县的休耕面积比例不断上升。到1964年的时候，普查发现，平均的休耕面积比例已经达到了28%，比较接近于官方推荐的标准了。
我们利用1930—1964年的县级农业普查数据进行了计量分析。在检验农场规模和休耕面积之间的关系时，我们使用的资料是大平原地区最容易受到风力侵蚀的各县的数据，也就是谷物耕地面积占40%以上的地区。这样的样本可以把某些以牧场为主的县排除在外，因为在那些地区，土壤的质量太差，无论种植谷物或进行休耕都不适合。
从各年的估计系数中，我们可以看到，随着农场规模的扩大，休耕的比例逐渐增加。随着平均的农场规模逐渐增大，休耕的比例也相应增加。如果平均的农场规模增大一个标准差，那么平均的休耕比例将增加多少。例如，在1935年，如果平均的农场规模为758英亩，则休耕面积可以达到24%，但是，实际的平均农场面积仅为512英亩，这导致休耕面积只有14%。在我们的样本中，1935年时有将近2/3的农场土地被用于耕种，因此，如果农场规模增大一个标准差，即166英亩，则其中的75英亩（也就是45%的增量部分）会被用于休耕，而耕地的面积保持不变。
我们根据平均农场规模估算了“最大”农场规模的估计值。这个“最大值”的含义是，如果农场的规模达到这个水平，则休耕面积所占的比例将达到最大值，此后不会再有增加。1935年，“最大”的农场面积为1526英亩，最大的休耕比例为36%。与当时的实际平均农场规模512英亩相比，“最大”面积要多出1000多英亩，考虑到整个农场中有2/3左右的土地要用于农耕，则要多出685英亩农地，而其中的47%，也就是323英亩应该用于休耕。在20世纪30年代的农业经济学家所推荐的最优生产规模的农场面积水平上，我们预计的休耕面积非常接近于专家推荐的1/3—1/2的休耕比例。
因此，这些估计值表明，在1935年，如果农场的规模从512英亩增加到1526英亩，那么休耕面积就将达到理想状态。大农场的可耕作面积接近平均农场规模的3倍，可以把更多的侵蚀防治的收益内部化，可以更好地控制较重的沙砾的跃迁和平移运动，防止自己的作物和设施被沙流覆盖。假设不存在合作问题，假设一个风力侵蚀单位中的所有农场都可以完全协调行动，那么在所有农场规模都为1526英亩的情况下，就可以把绝大多数侵蚀防治措施的外部效应内部化，尤其是治理沙砾的跃迁和平移的部分。但是，小农场获得的收益则比较小，安排的休耕比例也会更低。在小农场比较普遍的地区，风力侵蚀的情况将更加严重。
2. 农场规模、耕作面积比例和大平原的风力侵蚀程度
图1告诉我们，大平原地区各县所遭受的风力侵蚀程度各不相同。以前的一些研究以及我们提供的分析框架都表明，这种不同是由多方面的原因所造成的，例如干旱的程度、风速、土壤的含沙度、耕作的密度（耕地面积的比例）等。小农场对于保护措施的影响应该就反映在耕作方式之中。
从1934年开始，土地保护署再次对美国进行了土地侵蚀程度调查，详细绘制了1934年和1935年的各州和全国地图，记录了不同程度的风力和水力侵蚀的情况，把侵蚀程度划分为没有侵蚀、轻微侵蚀、中等侵蚀、严重侵蚀和极其严重侵蚀五个层次。我们利用这些地图来量度1934年大平原地区每个县的侵蚀指数，并进行了回归分析。
回归结果显示，在那些耕地面积占全部农场土地面积比例更大的县，土地遭受的侵蚀程度也更加严重。对于其他变量的估计值，正负号也都与预期相符，而且绝大多数在统计上都是显著的。
用“单位化”的办法来控制外部效应：土地保护区的建立
1. 农场规模的影响和控制风力侵蚀的私人努力
对于20世纪30年代的那些小农场而言，既然它们的规模不足以抵御风力侵蚀，把外部效应完全内部化，那么就需要共同采取协调行动。但是，即使农民能够达成一致的意向，在具体实施控制沙土的吹扬和移动的办法时也可能产生严重的讨价还价问题。可以说，在20世纪30年代的美国大平原地区存在着严重的集体行动难题。考虑到灾害的范围和程度，完全应该迅速采取行动，以减少风力侵蚀的损失。但是很不幸，干旱早在1930年就爆发了，可直到1937年人们才开始采取有效的组织行动。
在20世纪30年代早期，很多人认为旱灾将很快结束，由农民个人采取一些短期的防治行动就足够了。不过，还是有人很清醒地认识到，需要把农民的行动联合起来。1936年，得克萨斯州利特菲尔德地区的水土保持视察员瑞斯给土地保护署的长官贝纳特提交了一份报告，其中指出，“要想在本地区推行有效的水土保持计划，首要的挑战就是如何保证农民和土地所有者开展充分的合作，否则将一事无成”。
为了鼓励人们联合起来采取水土保持措施，土地保护署从1934年开始开办了79个示范区，向农民介绍各种保护措施的好处。为了反映必要的保护规模，示范区的面积都很大，在科罗拉多州为24960—16900英亩，在堪萨斯为30000—11400英亩，在内布拉斯加为30000—11400英亩。但是，由于农民在参与保护行动时各有各的小算盘，所以自愿采取联合行动的寥寥无几。而土地保护署也观察到，农民对于示范区所推广的保护措施缺乏兴趣。1935年，贝纳特为此训斥了堪萨斯州曼卡托地区的土地保护署地方专员杜利，他写道，“坦白地说，在你负责的地区，只有很少的土地进行休耕，也没有采取任何带状播种的措施，这实在令人失望……要知道，带状播种一直以来都是我们推荐的主要的侵蚀防治措施之一”。
我们仔细研究了1936—1937年科罗拉多、堪萨斯、新墨西哥和得克萨斯各州的示范区记录，发现“合作者”与“非合作者”在侵蚀防治措施上的行动有显著差别。在存在合作的地区，带状播种和休耕在整个耕地面积中的占比达到了25%，而没有合作的地区只有14%。另有证据显示，示范区里那些最小的农场往往都是非合作者。我们还得到了1937年和1939年得克萨斯州达哈特和达布林两个县的水土保持计划留下的数据，它们记录了不同规模的农场中合作者与非合作者的有关情况。尽管数据样本比较小，但是两个县的资料都显示，开展合作的农场要比非合作的农场规模更大一些。在得克萨斯州狭长地带的达哈特县，合作农场的平均规模为629英亩，非合作农场为418英亩。在得克萨斯中部的达布林县，合作农场的平均规模为145英亩，非合作农场为118英亩。
2.通过政府干预来解决集体行动难题：建立土地保护区
1937年，政府采取了更加直接和强制的干预措施——建立土地保护区，授权保护区强制农民参加，并提供补助来支持保护措施的开销。土地保护区属于地方政府的一级行政单位，需要各州通过立法来建立。农业部的助理部长威尔逊和司法部助理副部长格里克共同起草了一个示范性法案，提交给罗斯福总统，并由他在1937年2月传达给各州的州长：“为了终止导致土壤流失的不合理的开垦方法，我们需要通过这样的计划和法规来推广水土保持措施……任何一个土地所有者，假如他没有采取保持水土、减少侵蚀的行动，那不但会导致他自己的土地上出现水土流失，而且会相邻土地上的水土保护措施造成困难和障碍”。
我们的推理指出，风力侵蚀程度最严重的州可能会率先通过立法来促进农民之间的合作。事实的确如此，处于沙尘暴中心地带的堪萨斯、俄克拉荷马和得克萨斯州在1935年就通过了防治风力侵蚀的法律，比大平原上的其他各州都更早。在这3个州，地方官员有权进入私人土地以推行侵蚀防治措施，可以对不合作的农民处以罚款。在另外一个位于沙尘暴中心地带的科罗拉多州，农场需要交纳防治风力侵蚀的税金，根据《草地法令》的规定，土地保护区还可以阻止新开垦计划的实施。
保护区的面积比示范区更大。例如，1941年时，堪萨斯州的保护区面积在25万到将近60万英亩之间。这样大的面积反映了治理侵蚀必要的地区规模。有的保护区覆盖了整个县，这样做的目的是为了解决外部效应问题。当时的土地使用法令要重点解决的问题是，如果某个农场在土地保护上出现疏忽，会如何损害“邻近土地”的生产或保护措施。1939年的《拓荒服务评论》指出，“多年以来，都是由农民个人来采取各种保持水土的措施，但他们已经认识到，单枪匹马地战斗收效不大……风力和水力的侵蚀并不受土地所有权界限的约束，侵蚀是一个公共问题，公共问题需要用公共行动来解决”。
保护区内的农民与土地保护署签订合同，承诺在5年的时间里采取共同行动来保护水土。土地保护署提供设备、种子、栅栏和人力等方面的支持。如果一个保护区内的大多数农民投票赞成，就可以对该保护区内的所有农场适用有关的侵蚀防治法令。根据该法令，在法院授权下，地区检察员有权占据农场的部分土地，在上面采取水土保护措施，并要求该农场的主人支付保护措施的全部成本，另加5%的金额。还有，不合作的农场将失去获得土地保护署补贴的资格。另外，从1938年开始，农业调整局（AAA）还明确要求，“每个合作者都要在自己的土地上采取有效的措施防止风力侵蚀”。
在补贴方面，农业调整局给农场提供的资金中有30%是专门用于水土保护的。如果发现有的土地没有采纳应有的保护措施，那么给这些土地的补贴标准每英亩要下降1美元。根据1939年的农业保护计划（ACP），如果认定某个农民的土地“对于附近的农场带来了风力侵蚀的危害”，那么该农民得到的所有补贴都会被取消。对于当时的农民家庭而言，政府的补贴是非常重要的，在1939年，每个申请者平均可以得到162美元。土地保护区还可以为了“保护目的”而得到某些土地，从1939年的农业保护计划中获得资金支持，以及向农场保护局（FSA）申请贷款。最后，农场保护局也能为水土保护措施提供贷款，债务可以由农业保护计划未来提供的补助来偿还。农场保护局还提供其他的贷款，以帮助农民“实现适当的耕作规模”。
有关的数据显示，大农场成为土地保护区的主要推动者，因为它们遭受着更多的风力侵蚀的外部效应。农场保护局在蒙大拿州的海伦娜留下了数据记录，反映了当地农民在申请成立三个保护区的时候各自拥有的农场规模，分别是法隆县小海狸保护区、卡斯凯德县保护区和泡德河县保护区。我们可以把申请者拥有的农场规模与普查得到的平均规模进行对比，来检验建立保护区的政治支持者是否主要来自于大农场。通过数据统计我们可以发现，申请者的平均农场规模要比该县的平均规模更大，尤其是在法隆县，在1940年时，申请者的规模要比平均规模大出一个标准差。
结论
在本文中，我们重新研究了20世纪30年代爆发的环境灾难——沙尘暴，特别强调了农场规模和外部效应加剧了风力侵蚀的程度，阻碍了防治措施的实施。风力侵蚀防治措施所要求的最优农场规模在生产上却是不经济的。但是我们认为，如果农场的规模接近于最优生产效率所推荐的水平，那么农民会有一定的动力采取防治风力侵蚀的措施。因为在这种规模水平上，他们可以把休耕的绝大部分收益内部化，以抵消休耕导致的生产损失的机会成本。农场的统计数据以及我们对于县普查数据的回归分析都表明，大农场的休耕面积比例更高。还有，我们的分析显示，在整个大平原地区，耕地面积比例高的县遭受的侵蚀也更加严重。
最后，政府推行了土地保护区制度，保护区的面积可以达到60万英亩，可以有效地协调农民抵御风力侵蚀的联合行动。在保护区中，个体农民与土地保护署签订协议，为更好地防治风力侵蚀开展合作。
我们得到的结果与近期以来的某些研究的结论一致，在分析风力侵蚀的原因时，这些研究也更加强调土地利用等因素的影响，而不是自然地理和气候的原因。早在20世纪30年代，土地保护署的地方官员已经发现了农场规模导致的合作问题，但是在后来，众多的历史学家、农业经济学家和工程师们在研究沙尘暴的课题时却忽略了这一现象。土地保护区制度以及农场的逐渐集中，使得原来的耕作方式发生了变化，为土壤提供了更好的保护。所以，当20世纪50和70年代大平原地区重新出现旱灾的时候，那里遭受的风力侵蚀已经减少了许多。
沙尘暴灾难所揭示的是一个典型的“公共池塘”问题。大平原地区存在着众多小农场，这严重加剧了水土流失，直到规模更大的治理单位建立起来，统一了个体当事人的意志，问题才得到圆满解决。从这个意义上讲，解决风力侵蚀的问题时所需要采取的行动，与防止过度竞争性的石油开采、渔业捕捞和地下水利用都是相似的。
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