范樹平,程久苗,項(xiàng)思可,張紅梅,朱傳民
(1.安徽省土地勘測規(guī)劃院,安徽 合肥 230601;2.安徽師范大學(xué)國土資源與旅游學(xué)院,安徽 蕪湖 241000;3.東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,江西 南昌 330013)
皖江城市帶以承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移為中心,大力推進(jìn)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化步伐,是促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的重大舉措,推進(jìn)安徽參與泛長三角區(qū)域發(fā)展分工,探索中西部地區(qū)承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移新模式。皖江城市帶現(xiàn)覆蓋合肥、蕪湖、馬鞍山、銅陵、安慶、池州、滁州、宣城八市全境和六安市金安區(qū)、舒城縣,共計(jì)59 個(gè)縣(市、區(qū)),土地面積7.6 萬平方公里,占全省54%。2011年,全域人口達(dá)到3000 萬人,GDP 突破1 萬億,分別占全省的45%和68%,城鎮(zhèn)化水平超過50%。
隨著皖江承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移規(guī)劃實(shí)施及行政區(qū)劃調(diào)整,區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展必然加快調(diào)整升級,產(chǎn)業(yè)優(yōu)化發(fā)展勢在必行。中國多年一直使用《國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類》(GB/T4754 ―2002),但出于本研究實(shí)際需要,擬將區(qū)域行業(yè)按照現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、裝備制造業(yè)、原材料產(chǎn)業(yè)、輕紡產(chǎn)業(yè)、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等產(chǎn)業(yè)類型進(jìn)行歸類統(tǒng)計(jì)分析,以便更好地與皖江規(guī)劃承接產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)相對接,研究結(jié)果也能夠更好地服務(wù)皖江規(guī)劃實(shí)施。
區(qū)域優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)判識指標(biāo)主要有單指標(biāo)及多指標(biāo),其中單指標(biāo)一般采用區(qū)位熵值模型,多指標(biāo)主要有專家評定法、主成分分析法、兩總體聚類分析法。在此,結(jié)合區(qū)域產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)收集整理情況,其中,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)采用單指標(biāo)的區(qū)位熵值法;裝備制造業(yè)、原材料產(chǎn)業(yè)、輕紡產(chǎn)業(yè)、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)等產(chǎn)業(yè)類型擬選取綜合指標(biāo),運(yùn)用區(qū)位熵值法分別計(jì)算各指標(biāo)區(qū)位熵值,兼用專家法評定各指標(biāo)權(quán)重,加權(quán)綜合求和區(qū)位熵值,以此分析得出各區(qū)域的不同產(chǎn)業(yè)類型的區(qū)域優(yōu)勢程度。
單指標(biāo)區(qū)位熵qij=(eij/ei)/ (Ej/E);多指標(biāo)區(qū)位熵。其中:qij為i 地區(qū)j 產(chǎn)業(yè)的綜合區(qū)位熵,qijn為第n 指標(biāo)的區(qū)位熵值,wn為第n 指標(biāo)的權(quán)重值。
按照區(qū)域經(jīng)濟(jì)理論,區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡性在一定程度上是不可避免的,是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的梯度轉(zhuǎn)移和輻射演進(jìn)的空間表現(xiàn)形式[1]。產(chǎn)業(yè)作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)分析的重點(diǎn)內(nèi)容,產(chǎn)業(yè)發(fā)展及演變具有很強(qiáng)的空間關(guān)聯(lián),區(qū)域之間發(fā)展的相互影響及相互作用很大。空間數(shù)據(jù)探索分析方法(ESDA),是一般數(shù)據(jù)探索分析的擴(kuò)展,其目的在于通過可視化技術(shù)揭示空間數(shù)據(jù)特性,識別異常點(diǎn)或區(qū)域;探測數(shù)據(jù)空間聯(lián)系的格局、積聚或熱點(diǎn)區(qū);進(jìn)行空間區(qū)劃或發(fā)現(xiàn)空間異質(zhì)性[2]。
(1)全局空間自相關(guān)(GSA)。描述全局空間自相關(guān)的指標(biāo)和方法有很多,主要有Moran's I,Geary's C 和Getis'G 等統(tǒng)計(jì)方法,出于Moran's I 比其他指標(biāo)方法更不易受偏離正態(tài)分布的影響,且其分析指標(biāo)值在空間分布的差異性和相關(guān)性,所以Moran's I 的應(yīng)用更加廣泛。
式中:N、n 表示評價(jià)空間對象的個(gè)體數(shù)目,xi為觀測值,為xi的平均值??臻g權(quán)重矩陣元素Wij為空間對象在第i 和第j 兩點(diǎn)之間的連接關(guān)系,而空間連接矩陣的構(gòu)造有距離、面積、可達(dá)度等諸多方式,但一般為對稱矩陣,其中Wij=0。Moran's I 值介于-1 到1 之間,大于0 為正相關(guān),小于0 為負(fù)相關(guān),且絕對值越大表示空間分布的關(guān)聯(lián)性越大,空間上有強(qiáng)聚集性或強(qiáng)相異性;反之,絕對值越小表示空間分布關(guān)聯(lián)性小,而當(dāng)值趨于0時(shí),即代表此時(shí)空間分布呈隨機(jī)性。
Moran's I 首先是設(shè)定評價(jià)對象間沒有任何空間相關(guān)性,并通過Z-score 得分檢驗(yàn)假設(shè)是否成立,具體公式如下:
(2)局域空間自相關(guān)(LISA)。全局空間自相關(guān)指標(biāo)只能反映區(qū)域整體情況,但往往忽視了局部區(qū)域的差異性,而局部空間自相關(guān)指標(biāo)能夠表達(dá)區(qū)域之間的分異情況。在此,采用Local Moran's I 來衡量局域空間相關(guān)度,其實(shí)是將表達(dá)區(qū)域總體的Moran's I 分解到各個(gè)空間單元,計(jì)算公式如下:
式中:Wij同前式,若兩區(qū)鄰接,Wij=1;若兩區(qū)不鄰接,Wij=0。Moran's I 指數(shù)大于零時(shí),表示特征值相似的區(qū)域存在集聚 (高值或低值的集聚);當(dāng)Moran's I 指數(shù)小于零時(shí),表示特征值不相似的區(qū)域存在集聚(低高或高低的集聚)。
結(jié)合總體分析思路及模型設(shè)計(jì),收集整理皖江城市帶區(qū)縣數(shù)據(jù),涉及裝備制造業(yè)、原材料產(chǎn)業(yè)、輕紡產(chǎn)業(yè)、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)四個(gè)產(chǎn)業(yè)類型的工業(yè)總產(chǎn)值、主營業(yè)務(wù)收入、從業(yè)人員年平均人數(shù)均來源于省普查中心,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)兩個(gè)產(chǎn)業(yè)類型的總產(chǎn)值數(shù)值來源于涉及各市的社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒;土地?cái)?shù)據(jù)從區(qū)縣2011年土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)及規(guī)劃文本匯總整理。其中,Moran's I 指數(shù)及圖件運(yùn)用專業(yè)空間統(tǒng)計(jì)軟件Geoda095i 進(jìn)行計(jì)算分析得出,空間權(quán)重矩陣Wij采用臨近權(quán)重(Knearest)創(chuàng)建并運(yùn)用空間指數(shù)計(jì)算。
圖2 皖江城市帶產(chǎn)業(yè)區(qū)位熵空間分異結(jié)構(gòu)圖
根據(jù)產(chǎn)業(yè)區(qū)位熵值模型,分別計(jì)算各區(qū)縣6大產(chǎn)業(yè)類型的區(qū)位熵值,運(yùn)用ArcGIS 建立評價(jià)單元的區(qū)位熵屬性庫,為便于導(dǎo)入Geoda095i 進(jìn)行自相關(guān)分析,形成并保存shp 文件格式,同時(shí)采用Natural Breaks (Jenks)法輸出各產(chǎn)業(yè)類型區(qū)位熵值的空間分異格局 (見圖2)。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展受土地資源的稟賦影響很大,淮河平原、長江沿岸等傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)耕作區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展較高,而皖南山區(qū)、大別山區(qū)及城市轄區(qū)等區(qū)域不符合發(fā)展精耕細(xì)作化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展要求;從裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)區(qū)位熵值,其發(fā)展主要集中于合肥市、蕪湖市、馬鞍山市及周邊縣域,滁州市域零星集中分布,其他區(qū)域發(fā)展規(guī)模及能力水平較低;原材料產(chǎn)業(yè)主要涉及礦產(chǎn)原料,產(chǎn)業(yè)發(fā)展受材料產(chǎn)地制約很大,并與礦產(chǎn)資源分布高度耦合,主要集中于銅陵、馬鞍山、滁州等及周邊的銅、鐵、鹽、石英等礦場相對豐富區(qū)域;輕紡產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢條件是充足的勞動力、必要原材料、就近消費(fèi)市場等方面,分析結(jié)果與實(shí)際仍較為吻合,西南的大別山區(qū)、皖南山區(qū)、滁州及合肥局部等屬于輕紡產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為集中地區(qū);從高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的區(qū)位熵值分布看,巢湖市、天長市、旌德縣、明光市、繁昌縣、無為縣等地區(qū)較高,而市轄區(qū)水平卻不高,主要原因在于產(chǎn)業(yè)類型劃分本身造成,以及部分地區(qū)總產(chǎn)值較低,但高技術(shù)產(chǎn)業(yè)占比相對較高;現(xiàn)代服務(wù)業(yè)產(chǎn)業(yè)區(qū)位熵,合肥市遙遙領(lǐng)先,承擔(dān)著全省大部分服務(wù)功能,蕪湖、馬鞍山及部分市轄區(qū)等相對較高,其他地區(qū)普遍較低。
首先,將以shp 數(shù)據(jù)格式形成產(chǎn)業(yè)區(qū)位熵?cái)?shù)據(jù)庫導(dǎo)入到Geoda095i 軟件,采用K-nearest 法,創(chuàng)建GWT 格式文件的皖江城市帶空間權(quán)重矩陣;再次,啟動Space 功能模塊“Univariate Moran”和“Univariate LISA”按鈕,分別對皖江城市帶進(jìn)行全局與局域的空間自相關(guān)分析。
(1)全局空間自相關(guān)。全局空間自相關(guān)程度主要表現(xiàn)在群體位于第一象限(高值與高值集聚區(qū))和第三象限(低值與低值集聚區(qū))的所占份額大小,從皖江城市帶各產(chǎn)業(yè)類型的全局空間散點(diǎn)圖(見圖3)分析得出,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、裝備制造業(yè)、原材料產(chǎn)業(yè)、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等產(chǎn)業(yè)類型的全局散點(diǎn)落入到第一、三象限的集中程度并不明顯,表明區(qū)域沒有形成集中或集群發(fā)展的熱點(diǎn)態(tài)勢,區(qū)域發(fā)展關(guān)聯(lián)度及輻射外溢效益沒有發(fā)揮出來;只有輕紡產(chǎn)業(yè)形成散點(diǎn)圖在第一、三象限集中分布程度較大,主要由于輕紡行業(yè)發(fā)展的勞動力和原材料等依賴要素本身具有區(qū)域集聚特征;從全局空間相關(guān)分析得出,皖江城市帶區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及關(guān)聯(lián)的演變?nèi)匀惶幱诔跫夒A段,沒有形成競相合作的區(qū)域聯(lián)動發(fā)展機(jī)制,區(qū)域整體效益沒有充分體現(xiàn)出來。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證分析結(jié)果,經(jīng)過999 permutations 的檢驗(yàn)假設(shè)(見表1),確實(shí)只有輕紡產(chǎn)業(yè)pvalue 值達(dá)到0.0010 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),其他產(chǎn)業(yè)類型均為通過假設(shè)檢驗(yàn),可進(jìn)一步驗(yàn)證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、結(jié)果可靠性。
圖3 皖江城市帶產(chǎn)業(yè)區(qū)位熵全局空間自相關(guān)Moran 散點(diǎn)圖
表1 皖江城市帶全局空間自相關(guān)隨機(jī)序列假設(shè)檢驗(yàn)結(jié)果
(2)局域空間自相關(guān)。全局空間自相關(guān)指數(shù)I是一個(gè)區(qū)域整體度量指標(biāo),僅反映區(qū)域及周邊之間空間關(guān)聯(lián)的平均程度。為了全面反映區(qū)域空間差異變化趨勢,還需要采用局部自相關(guān)分析方法進(jìn)行分析[3]。各產(chǎn)業(yè)類型區(qū)位熵值數(shù)據(jù)經(jīng)過Geoda095i 軟件的局域空間自相關(guān)分析處理,得到系列LISA 顯著性地圖(見圖4)。從局域空間自相關(guān)LISA 圖得出,高技術(shù)產(chǎn)業(yè)及現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的空間集聚性根本不存在顯著特征,沒有明顯高高或低低的空間集聚特征;現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高高集聚區(qū)位于巢湖市、長豐縣、金安區(qū)、明光市,并呈現(xiàn)零散分布,低低集聚區(qū)有青陽縣、涇縣;裝備制造業(yè)低低集聚區(qū)表現(xiàn)非常明顯,主要集中于安慶大部分市域范圍;原材料產(chǎn)業(yè)高高集聚區(qū)貴池區(qū)、青陽縣、樅陽等沿江區(qū)域,低低集聚區(qū)安慶北部、合肥市域等;輕紡產(chǎn)業(yè)空間集聚特征非常明顯,高高集聚區(qū)只集中于安慶全域、東至縣,低低集聚區(qū)集中于蕪湖市、馬鞍山市等市域連片區(qū)。而此,從表1 得到全局空間自相關(guān)指數(shù)I 大于0 有現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、裝備制造業(yè)、原材料產(chǎn)業(yè)、輕紡產(chǎn)業(yè)等四類,其余的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等兩類小于0,可進(jìn)一步得到局域空間自相關(guān)是全局空間自相關(guān)補(bǔ)充和完善,特別是只從全局空間自相關(guān)指數(shù)I 的高低,并不能完全判斷空間不存在空間集聚性,完全可能有密集的高高集聚區(qū)或低低集聚區(qū)。
“空間集聚”將是我國未來很長時(shí)期內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)空間結(jié)構(gòu)演變的基本趨勢,地域空間的管制和規(guī)劃將成為永恒的主題[4]。本研究正是采用ESDA-GIS 空間分析功能,分產(chǎn)業(yè)類型深度判識產(chǎn)業(yè)區(qū)位熵空間分異及產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚“凝固態(tài)”,構(gòu)建皖江城市帶產(chǎn)業(yè)空間發(fā)展戰(zhàn)略格局,指導(dǎo)土地利用空間模式設(shè)計(jì),相應(yīng)提出土地利用差異化政策。高技術(shù)產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等兩類Moran's I 指數(shù)均為負(fù),且沒有明顯的高高集聚區(qū),可以斷定兩者產(chǎn)業(yè)發(fā)展沒有表現(xiàn)出內(nèi)在的集聚發(fā)展態(tài)勢,以極點(diǎn)或孤島型的發(fā)展為佳;從產(chǎn)業(yè)用地實(shí)際情況分析,兩者對土地依賴及需求并不高;在此,剔除高技術(shù)產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè),僅對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、裝備制造業(yè)、原材料產(chǎn)業(yè)、輕紡產(chǎn)業(yè)等產(chǎn)業(yè)類型進(jìn)行空間發(fā)展戰(zhàn)略定位。加強(qiáng)與《皖江城市帶承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范區(qū)規(guī)劃》提出“一軸雙核兩翼”產(chǎn)業(yè)空間布局的銜接力度,緊密結(jié)合產(chǎn)業(yè)區(qū)位熵與空間自相關(guān)的定量數(shù)據(jù)及空間分異,遵循區(qū)域產(chǎn)業(yè)定位主導(dǎo)性、分區(qū)共軛性等原則,劃分現(xiàn)代農(nóng)業(yè)培育區(qū)、裝備制造優(yōu)化區(qū)、原材料開發(fā)區(qū)、輕紡發(fā)展區(qū)等區(qū)域,形成皖江城市帶產(chǎn)業(yè)空間發(fā)展戰(zhàn)略格局(見圖5)。
圖4 皖江城市帶產(chǎn)業(yè)區(qū)位熵局域空間自相關(guān)LISA 圖
(1)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)培育區(qū)。位于區(qū)域西北部,范圍包括定遠(yuǎn)縣、長豐縣、肥東縣、鳳陽縣及明光市。要充分發(fā)揮現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的自然稟賦、區(qū)位等優(yōu)勢條件,積極培育現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展,同時(shí)為內(nèi)嵌于區(qū)域的合肥、蕪湖等大城市提供農(nóng)產(chǎn)品保障;土地利用要以農(nóng)業(yè)用地為主,重點(diǎn)監(jiān)控城鄉(xiāng)結(jié)合區(qū)域建設(shè)用地?cái)U(kuò)張勢態(tài),在農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)入駐用地要得到積極保障,加大土地整治力度以發(fā)展集中連片式的大規(guī)模農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營。
(2)裝備制造重點(diǎn)區(qū)。該區(qū)域核心范圍包括合肥市區(qū)、蕪湖市區(qū)、肥西縣、蕪湖縣、滁州市區(qū)、天長市,分布呈現(xiàn)類似“T”字形。要加強(qiáng)合蕪沿線交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),加大招商引資產(chǎn)業(yè)傾向,優(yōu)化整合其他地區(qū)裝備制造企業(yè),鞏固合蕪軸的裝備制造業(yè)基地發(fā)展;積極承接江蘇裝備制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,發(fā)展天長市、滁州市、全椒縣一線,共同構(gòu)成內(nèi)強(qiáng)外聯(lián)的空間格局。裝備制造業(yè)用地主要是以建設(shè)用地為主,建設(shè)用地指標(biāo)下達(dá)及用地年度計(jì)劃要向該區(qū)域傾斜,盡力保障產(chǎn)業(yè)用地需求;同時(shí)盡量減少耕地及基本農(nóng)田指標(biāo)下達(dá),并在整個(gè)區(qū)域范圍統(tǒng)籌耕地保護(hù)。
(3)原材料優(yōu)化區(qū)。該區(qū)域核心范圍包括馬鞍山市、銅陵市、安慶市、宣州區(qū)、繁昌縣、貴池區(qū)、青陽縣,沿江分布并涵蓋整個(gè)皖南山區(qū)。主要由于該區(qū)域礦產(chǎn)資源較為豐富,并在全國占有絕對分量,主要優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)是基于原材料而發(fā)展起來的加工及制造產(chǎn)業(yè),原材料占有主導(dǎo)地位,其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展不足,產(chǎn)業(yè)鏈較為單一而脆弱。區(qū)域要加快以原材料產(chǎn)業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,土地利用要傾向保障產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型而引致的產(chǎn)業(yè)建設(shè)用地,適當(dāng)控制繼續(xù)發(fā)展原材料產(chǎn)業(yè)的用地需求,土地政策手段促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及升級;區(qū)域主要以山地丘陵區(qū)為主,土地生態(tài)環(huán)境較為脆弱,以原材料產(chǎn)業(yè)為主的生產(chǎn)建設(shè)更要加大土地生態(tài)環(huán)境保護(hù),注重土地生態(tài)環(huán)境治理及防治。
圖5 皖江城市帶產(chǎn)業(yè)空間發(fā)展戰(zhàn)略格局
(4)輕紡發(fā)展區(qū)。該區(qū)域范圍包括懷寧縣、太湖縣、宿松縣、望江縣、岳西縣、桐城市、舒城縣、潛山縣,且主要以安慶地區(qū)為主,產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展較為明顯。該區(qū)域?qū)儆诖髣e山區(qū),交通區(qū)位條件相對薄弱,產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展階段仍以初級產(chǎn)品加工為主,為了切實(shí)轉(zhuǎn)移剩余勞動力及充分運(yùn)用其原材料,發(fā)展輕紡產(chǎn)業(yè)較為符合該區(qū)域的產(chǎn)業(yè)定位要求,已具有一定的輕紡產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)及集聚趨勢。該區(qū)域土地利用類型主要以山地林地為主,要特別注重土地生態(tài)環(huán)境,能夠開發(fā)利用建設(shè)用地空間有限,要加強(qiáng)土地節(jié)約集約利用,特別是輕紡工業(yè)可較多采用多層廠房;土地利用主要以保留現(xiàn)狀為主,不能盲目擴(kuò)大開發(fā)建設(shè)用地,防止土地生態(tài)環(huán)境惡化,繼續(xù)發(fā)揮好區(qū)域生態(tài)屏障功能。
本研究在深入探討產(chǎn)業(yè)發(fā)展與土地利用作用機(jī)理的基礎(chǔ)上,構(gòu)建產(chǎn)業(yè)區(qū)位熵、ESDA 等系列判識模型,組合運(yùn)用ArcGIS 和Geoda095i 兩個(gè)軟件空間分析功能,依據(jù)產(chǎn)業(yè)區(qū)位熵計(jì)算結(jié)果,分別判識得到皖江城市帶六大產(chǎn)業(yè)區(qū)位熵空間分異,熵值極高區(qū)與極低區(qū)表現(xiàn)突出,顯著存在空間差異性;將整個(gè)皖江城市帶構(gòu)建由現(xiàn)代農(nóng)業(yè)培育區(qū)、裝備制造優(yōu)化區(qū)、原材料開發(fā)區(qū)、輕紡發(fā)展區(qū)為主體框架的產(chǎn)業(yè)空間發(fā)展戰(zhàn)略格局,提出應(yīng)對區(qū)域用地政策及措施,服務(wù)于土地利用模式設(shè)計(jì),提高區(qū)域用地保障能力。
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