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摘要：土壤是一种多功能的、不可再生的自然资源，正如欧盟《土壤保护主题战略》(COM()）所明确表达的那样，土壤具有多种功能，其中包括支持粮食生产。城市发展对农地构成重大威胁，可能会对农业生产重大影响。本文旨在评估年至年间欧洲农业因农地被占用而可能造成的生产力损失。利用年、年和年的CORINE土地复盖图计算农用地面积。在欧盟27个成员国中对21个国家的数据进行统计计算，其中-年和-年的农业用地面积分别为公顷和公顷，分别占欧盟土地总面积的70.8%和53.5%。—年期间农地占用对21个国家中的19个国家的农业生产能力的影响估计相当于损失了多万吨小麦。这篇论文表明，欧洲快速的城市化直接影响着其粮食生产能力。
关键词：土地占用、土壤封闭性、粮食安全、农业生产能力。
1引言土壤是一种多功能的、不可再生的自然资源，正如欧盟《土壤保护主题战略》所明确表达的那样，土壤具有多种功能，其中包括支持粮食生产。城市发展征用农地对土壤构成重大威胁，可能对农业生产产生重大影响。本文旨在评估年至年间欧洲农业因农地被占用而可能造成的生产力损失。
2材料与方法2.1研究区域本文选取欧盟成员国作为研究对象，欧盟主要包括27个成员国（研究所选取的时间段内英国未脱欧），但由于塞浦路斯、希腊、芬兰、拉脱维亚、瑞典和英国的数据不够完整，因此仅对27个欧盟成员国中的21个国家和地区进行了数据对比。
2.2数据来源①CORINE(信息环境协调)数据集
年，欧盟委员会启动了CORINE(信息环境协调)计划。CORINELandCover(CLC)项目的两个主要目标是：(a)提供可靠的欧洲土地覆被定量数据；(b)开发一个完整的覆盖MS(欧盟成员国)和其他几个欧洲和北非国家的空间数据集。CLC数据集是在GIS环境下通过影像分析和Landsat照片数字化而开发的。本文主要采用年、年和年CORINELandCover数据来评估欧盟农地被占用的情况。
②NUTS数据集
NUTS(NomenclatureofTerritorialUnitsforStatistics，统计领土单位名称)是欧盟机构行政当局和欧盟成员国为将欧洲领土划分为不同的等级(地区)而使用的系统，其目的是将统计数据与地理区域联系起来。欧盟委员会统计处(Eurostat)根据人口、规模和行政区划对三类NUTS
地区进行了分类。
NUTS1地区涵盖人口为-万的地区，NUTS2和NUTS3地区分别包含人口为80-万和-80万。对欧盟农业用地的占用情况进行评估是在NUTS2层面进行的，欧盟区域政策是在NUTS2层面实施的，与土壤有关的指标，如土壤有机碳等也是在NUTS2层面展现的。
③欧洲冬小麦平均产量
谷物代表了世界上最重要的食物来源，要么直接作为人类消费的食物，要么间接作为饲养家畜的食物。在目前的评估中，冬小麦由于其重要性和广泛的地理分布，被作为模式作物。欧洲委员会联合研究中心(MARS)根据欧统局的数据提供了-年期间每NUTS2单位的小麦平均年产量。并对这些数据进行质量检查，以发现时间序列中的潜在异常。对于每个NUTS2区域，计算了收益率时间序列的变异系数(CV)。仔细检查CV大于0.5的时间序列，剔除与平均值相差超过标准差的值，计算新的平均值。这样，在计算过程中就排除了可能的异常值(例如由于极端气候事件)。
2.3研究方法地理区域内的土地覆被(LC)变化被解释为一个LC类或其部分被另一个LC类所替代的类别变化。在本研究中，土地占用被定义为土地从农业类型向人工利用类型的转变。根据CORINE(信息环境协调)数据集，检测从农业用地(如耕地、永久作物、牧场等)到人工土地(如工业、商业和运输单位、采矿、垃圾场用地等)的变化。
第一步，将多个GIS操作应用到CORINE(信息环境协调)数据集中，生成两个土地利用图，一个为—年，另一个为—年(见图1)。
第二步，将每个图形叠加为NUTS2多边形，以计算每个NUTS2行政单元占用农用地的程度。
第三步，将某一地区的潜在农业生产能力(PAPC)定义为该地区的潜在农业生产数量。以冬小麦生产活动的产出作为PAPC的替代，以吨(t)表示，NUTS2区域PAPC的损失是基于该区域的农地被占用面积(单位：公顷)和冬小麦平均产量(来源于MARS数据)(吨/公顷)来计算的。计算公式为：
PAPC_LOSSESNUTS2=PAPC（潜在农业生产能力）在NUTS2等级上的损失(以冬小麦产量为代表，单位：吨)
ALTNUTS2=NUTS2等级上农用地被占用的情况（单位：公顷）
AWWYNUTS2=冬小麦在NUTS2等级上的平均产量(吨/公顷)
这一方法能够估算出-年以及-年间在NUTS2等级区域内因土地利用变化而造成的农业生产的损失以及随后的潜在农业生产能力减少。
3结果总体而言，CORINELandCover(EC)数据显示，-年间，欧洲发生了相当大的土地利用变化(2.8%)，其中包括人工面积的显著增加。不同欧盟成员国和地区之间存在较大差异，农地征用率从0.3%到10%不等。到年，农地占用面积将近10万km2，即2.3%的欧盟农地被人为占用，人均约m2。
在研究区域内，-年从农业中获取的土地为公顷，-年为
公顷。为了说明这些国家-年至-年间农业土地损失的演变情况，现将其“Trend（趋势）”定义如下：
YALT–=年至年农用地年平均被占用面积
YALT–=年至年农用地年平均被占用面积
经过上述计算，可以得到各个国家的占用农地趋势图，如表1，由于GDP被认为是农地占用的主要驱动力，也在表1中统计。
表1中的年度数据还可以表示为每日的土地占有率，以便突出问题，提高认识并提醒决策者。-年农地日占用率最高的几个国家是西班牙(48.3公顷/天)、法国(34.7公顷/天)、德国(26.5公顷/天)和荷兰(16.1公顷/天)，在21个国家中，-年和-年研究区每天共分别损失了约.6公顷和.2公顷的农用地。后者的数据显示，欧盟土地从农业中获取的总体趋势略为负(-3.6%)。
但这种趋势可能是由于最小可检测到的变化量为5公顷，10年以上比6年以上更容易检测到。
由于21个国家可利用农业用地的规模和数量各不相同，因此对每个国家每年被占用的农用地分别进行了估计。图2显示，其中部分国家面临重大损失。例如荷兰在-年期间，其农业用地损失2.3%，平均每年损失0.23%。同时比利时、德国、爱尔兰、卢森堡和葡萄牙在-年期间以较小的程度面临同样的问题。另外西班牙、爱尔兰和丹麦在-年期间的土地占用呈增加趋势。
以冬小麦为模式作物，按照上文所述的方法，对一个国家ThelossofPAPC（潜在农业生产能力损失）。由于AWWYNUTS2值不完整，未考虑保加利亚和马耳他进行进一步分析。图3给出了所研究的19个国家的ThelossofPAPC（潜在农业生产能力）损失的估算结果。
如果同时考虑到英国、芬兰、瑞典、希腊、保加利亚、拉脱维亚、塞浦路斯和马耳他，欧盟的整体规模可能更大。通过19个国家(以年为参考年)的研究估计，潜在农业生产能力总量为7.68亿吨小麦，因此可以推断，~年，约有0.81%的PACP因欧盟的农地占用而流失。
—年期间发生的PAPC损失的空间变异性很大，61%的地区损失PACP小于1%，其他地区损失超过10%。每个区域NUST2等级上的PACP损失的空间分布如图4所示。对PACP损失最高的区域进行了更详细的调查，分析结果表明，在中西欧最大城市和大都市区附近以及南欧沿岸地区，农用地占用都有过最高记录。16年间，维也纳(AT)PAPC损失率最高，为11.93%，其次是马德里(ES)为10.75%，里斯本(PT)为8.65%，祖伊德荷兰(NL)为8.03%，不来梅(DE)为7.41%。同样适用于西班牙沿海地区，巴伦西亚（ES）是PACP损失率最高的地区之一，为3.64%。根据图4，大约80%的NUTS2区域显示PACP损失小于1.5%。这些地区大多属于新成员国。
4讨论以人口密度较高为特征的小国，如荷兰，相对来讲，农业面积因土地占用而损失最大。这个国家在—年期间几乎损失了2.5%的农地，在—年期间损失了1%。绝对数量最大的土地发生在欧盟最大的国家：德国、西班牙和法国(-年)和西班牙、法国和德国(-年)(见表1)。
由于两个观测的取土时段持续时间不同，因此对年取土率进行比较。大多数新的欧盟欧盟成员国(BG、CZ、EE、HU、LT、PL、RO、SI，SK在—年期间农地占用呈现增加趋势(见表1)。这一事实与他们的GDP增长以及这些国家在国外工作的公民的汇款有关，这些国家经常用于建造家庭住宅。相比之下，对于大多数老年欧盟成员国(AT、BE、DE、IT、LU、NL、LU、PT)来说，随着其GDP增长的负趋势，其土地占用呈减少趋势(见表1)。西班牙和爱尔兰日益增加的土地占用趋势(见表1)可以主要由过去25年这些国家发生的"建设热潮"来解释。
在所研究的21欧盟成员国中，-年期间大约万公顷的农地被占用，这相当于每天大约有个足球场面积的土地脱离农业生产。这也与比利时在16年的时间里大约丧失了三分之一的农业用地面积相对应。
在研究的16年期间，因农用土地被占用而造成的PAPC损失估计数超过万吨小麦，占现有PACP总量的0.81%(参照年)。根据欧统局的数据，这一数字与年西班牙或罗马尼亚的小麦总产量相当，大约相当于所研究的19个欧盟成员国小麦总产量的6%。
5结论本文提出了一种量化欧洲农地占用对粮食安全影响的方法。研究表明，从长期来看(如年)，土地占用可能成为欧盟粮食安全的重要威胁。在这次评估中，~年间，19个欧盟国家的潜在农业生产能力损失了约0.81%，地区的变异性较大。更详细的分析表明，在大都市区和沿海地区，某些地区，如大城市周边的地区，其最肥沃的土地损失最大。
农地占用对农业生产的威胁在欧盟各国有所不同。在土地使用率和PACP较高的国家，如荷兰，农地的占用是一个特别重要的问题。同样的情况也适用于过去几年农地占用趋势翻了一番的大多数新欧盟成员国。在许多欧盟成员国中，政府和地区当局应该更加
