亢志華，　劉華周

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所，江蘇南京210014)

摘要：　本研究以江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水葫蘆資源化利用示范工程為研究對(duì)象，運(yùn)用成本-收益分析法，對(duì)利用人工種植水葫蘆為氮磷富集載體，能源化、肥料化利用水葫蘆，達(dá)到消減太湖氮磷污染物的示范工程進(jìn)行實(shí)證研究，測(cè)算太湖氮磷去除成本和資源化利用收益，同時(shí)運(yùn)用比較分析法對(duì)其他太湖治理工程成本進(jìn)行比較研究。結(jié)果表明，從太湖氮磷的去除成本考慮，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水葫蘆資源化利用示范工程項(xiàng)目?jī)?yōu)于無(wú)錫市太湖藍(lán)藻水分離站楊灣站工程項(xiàng)目和貢湖灣濕地退漁還湖示范項(xiàng)目。綜合考慮氮磷總?cè)コ杀荆贸鎏孜廴疚锷鷳B(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)為每1 t 4.2×104元；補(bǔ)償?shù)闹黧w是太湖流域各省市縣和太湖治理工作領(lǐng)導(dǎo)小組及相關(guān)職能部門，補(bǔ)償?shù)目腕w是按照自愿原則承擔(dān)水體污染物去除工作的單位或組織；補(bǔ)償資金可來(lái)源于財(cái)政補(bǔ)貼、水污染治理專項(xiàng)資金、生態(tài)補(bǔ)償專項(xiàng)資金。

關(guān)鍵詞：　成本-收益分析法；太湖；氮磷污染物；生態(tài)補(bǔ)償

doi:10.3969/j.issn.1000-4440.2015.04.037

基于成本-收益分析法的太湖氮磷污染物去除生態(tài)補(bǔ)償

亢志華，劉華周

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所，江蘇南京210014)

摘要：本研究以江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水葫蘆資源化利用示范工程為研究對(duì)象，運(yùn)用成本-收益分析法，對(duì)利用人工種植水葫蘆為氮磷富集載體，能源化、肥料化利用水葫蘆，達(dá)到消減太湖氮磷污染物的示范工程進(jìn)行實(shí)證研究，測(cè)算太湖氮磷去除成本和資源化利用收益，同時(shí)運(yùn)用比較分析法對(duì)其他太湖治理工程成本進(jìn)行比較研究。結(jié)果表明，從太湖氮磷的去除成本考慮，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水葫蘆資源化利用示范工程項(xiàng)目?jī)?yōu)于無(wú)錫市太湖藍(lán)藻水分離站楊灣站工程項(xiàng)目和貢湖灣濕地退漁還湖示范項(xiàng)目。綜合考慮氮磷總?cè)コ杀荆贸鎏孜廴疚锷鷳B(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)為每1 t 4.2×104元；補(bǔ)償?shù)闹黧w是太湖流域各省市縣和太湖治理工作領(lǐng)導(dǎo)小組及相關(guān)職能部門，補(bǔ)償?shù)目腕w是按照自愿原則承擔(dān)水體污染物去除工作的單位或組織；補(bǔ)償資金可來(lái)源于財(cái)政補(bǔ)貼、水污染治理專項(xiàng)資金、生態(tài)補(bǔ)償專項(xiàng)資金。

關(guān)鍵詞：成本-收益分析法；太湖；氮磷污染物；生態(tài)補(bǔ)償

doi:10.3969/j.issn.1000-4440.2015.04.037

收稿日期：2014-11-10

基金項(xiàng)目：江蘇農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新項(xiàng)目[CX(12)5058]

作者簡(jiǎn)介：亢志華，(1981-)，女，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，助理研究員，主要從事農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)農(nóng)業(yè)方面研究(Tel)025-84390986；(E-mail)kzhmm@126.com

通訊作者：劉華周，(E-mail)liuhz01@sina.com

中圖分類號(hào)：X524

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：識(shí)碼：A

文章編號(hào)：編號(hào)：1000-4440(2015)04-0942-05

Abstract：In the demonstration project of water hyacinth resource utilization carried out by Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, resource utilization of water hyacinth which serves as the carrier of concentrated nitrogen and phosphorus was implemented for the removal of nitrogen and phosphorus from Lake Taihu. In this research, the costs of removal and the benefits of resource utilization were estimated by empirical analysis and the eco-compensation of the project was achieved as a result, which was 42 000 yuan(RMB) per ton of N and P. Compensation subjects are governmental organizations of Lake Taihu chean-up, and the objects are the agents taking part in the pollution control. Funding could come from financial subsidy and special funds for water pollution control and eco-compensation.

Eco-compensation for removal of nitrogen and phosphorus from Lake Taihu using cost-benefit analysis

KANG Zhi-hua,LIU Hua-zhou

(InstituteofAgriculturalEconomyandInformation，JiangsuAcademyofAgriculturalSciences，Nanjing210014，China)

Key words：cost-benefit analysis；Taihu lake；nitrogen and phosphorous pollution；ecology compensation

太湖流域是中國(guó)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)，大中城市最密集的地區(qū)之一，以占全國(guó)0.4%的土地和3.8%的人口，創(chuàng)造了占全國(guó)11%的GDP。經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，太湖流域的生態(tài)環(huán)境也日漸惡化。據(jù)太湖流域水資源保護(hù)局2012年12月的《太湖流域及東南諸河省界水體水資源質(zhì)量狀況通報(bào)》[1]顯示：太湖水質(zhì)評(píng)價(jià)總體為Ⅴ類，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)屬中度富營(yíng)養(yǎng)。水質(zhì)分9個(gè)湖區(qū)按代表面積評(píng)價(jià)：Ⅲ類占7.4%，Ⅳ類占27. 2%，Ⅴ類占0，劣于Ⅴ類占65.4%；太湖 41.6%的水域?yàn)檩p度富營(yíng)養(yǎng)，其余水域?yàn)橹卸雀粻I(yíng)養(yǎng)。與2011年同期相比，Ⅲ類水面積比例減少了11.7%，Ⅳ類水面積比例增加了13.3%，Ⅴ類水面積比例減少了64.1%，劣于Ⅴ類水面積比例增加了62.5%；富營(yíng)養(yǎng)化狀況有所惡化，且未達(dá)到地表水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的原因主要是總氮和總磷超標(biāo)。因此，太湖氮磷污染物的去除是解決太湖水質(zhì)問(wèn)題的關(guān)鍵。

1太湖氮磷污染物去除、資源化利用工程成本收益分析

過(guò)量的氮磷會(huì)造成太湖水體污染，但氮磷同時(shí)也是農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的主要營(yíng)養(yǎng)元素，可作為重要資源利用。由此看來(lái)，太湖既是氮磷的“富集庫(kù)”，也是氮磷的“資源庫(kù)”。通過(guò)政府扶持、企業(yè)化運(yùn)作的方式，以水葫蘆等水生植物為載體，將太湖中嚴(yán)重超標(biāo)的氮磷“提取”出來(lái)，作為一種生物能源應(yīng)用在工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，以達(dá)到變廢為寶和徹底治理太湖富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的目的。江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究結(jié)果[2]顯示，水葫蘆對(duì)水體中氮磷鉀吸附能力特別強(qiáng)，1 hm2水葫蘆全年生長(zhǎng)周期生物量(鮮質(zhì)量)可達(dá)750 t(折合干質(zhì)量37.5 t)，能吸收76.8 kg氮、11.5 kg磷。將水葫蘆當(dāng)“海綿”把污染物吸附，達(dá)到水體自然凈化。本研究以江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水葫蘆資源化利用示范工程為例，測(cè)算太湖氮磷去除成本和資源化利用收益。

1.1太湖氮磷去除成本測(cè)算

(1)示范工程水葫蘆生產(chǎn)能力：根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果[2]，水葫蘆控制性種養(yǎng)單產(chǎn)750 t/hm2，鮮質(zhì)量，示范工程水葫蘆擬種養(yǎng)面積200 hm2，年產(chǎn) 1.5×105t(鮮質(zhì)量)。

(2)示范工程固定資產(chǎn)投資概算：工程固定資產(chǎn)投資總計(jì) 2.209 8×107元，土建工程按15年折舊，主要設(shè)備按5年折舊，水葫蘆種養(yǎng)設(shè)施按3年折舊。折合示范工程固定資產(chǎn)投資為每年 3.354 0×106元。

(3)示范工程年度運(yùn)行費(fèi)用估算：示范項(xiàng)目運(yùn)行費(fèi)用主要包括購(gòu)買原輔材料、外購(gòu)燃料動(dòng)力、勞務(wù)費(fèi)、工資及福利費(fèi)、修理費(fèi)和其他管理費(fèi)用等。其中水葫蘆控制性種養(yǎng)環(huán)節(jié)運(yùn)行費(fèi)用約每年 2.85×106元，采收轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)運(yùn)行費(fèi)用約每年 1.60×106元，固液分離環(huán)節(jié)運(yùn)行費(fèi)用為每年 1.62×106元，厭氧發(fā)酵環(huán)節(jié)運(yùn)行費(fèi)用為每年 5.00×104元，堆肥環(huán)節(jié)運(yùn)行成本估計(jì)為每年 6.00×104元，沼液灌溉系統(tǒng)運(yùn)行成本為每年 6.00×105元。此外，工程設(shè)備改造、維護(hù)、修理費(fèi)用估算為每年 5.00×105元，工程管理及人員工資福利費(fèi)為每年 3.50×105元，工程總運(yùn)行費(fèi)用為每年 7.63×106元(表1)。

(4)示范工程處理氮磷成本估算：按照示范工程投資測(cè)算，年處理 1.5×105t(鮮質(zhì)量)水葫蘆總成本 1.098 4×107元(表1)，即每處理1 t水葫蘆(鮮質(zhì)量)成本為73.2元。根據(jù)江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)結(jié)果[2]，水葫蘆干物質(zhì)含量為5%，氮含量為3.07%，磷含量0.46%，計(jì)算每年每處理1 t 氮磷的成本為 4.1×104元。

表1200 hm2水葫蘆資源化利用示范工程生產(chǎn)成本及成本結(jié)構(gòu)

Table 1Costs and cost structures of the demonstration project of water hyacinth resource utilization planted in an area of 200 hm2

生產(chǎn)環(huán)節(jié) 控制性種養(yǎng)采收轉(zhuǎn)運(yùn)固液分離厭氧發(fā)酵堆肥沼液灌溉配套設(shè)施合計(jì)成本結(jié)構(gòu)(%)固定成本總投資(×104元)378.0406.6248.2238.0675.0114150.02209.8折舊后年投資(×104元)87.681.325.639.277.71410.0335.430.5運(yùn)行費(fèi)用(×104元)285.0160.0162.05.06.06085.0763.069.5合計(jì)(×104元)372.6241.3187.644.283.77485.01098.4100.0

1.2太湖氮磷資源化利用收益測(cè)算

示范工程產(chǎn)品總收益主要為有機(jī)肥、沼液、沼氣3個(gè)部分(表2)：

(1)示范工程可年產(chǎn)1×104t有機(jī)肥，其有機(jī)質(zhì)含量為61%，總養(yǎng)分含量(即N+P2O5+K2O含量)為2.5%，均符合國(guó)家有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)(有機(jī)質(zhì)≥35，總養(yǎng)分≤4%)。目前市場(chǎng)上無(wú)補(bǔ)貼的有機(jī)肥價(jià)格在1 t 520元左右，有補(bǔ)貼的有機(jī)肥價(jià)格在1 t 370元左右，按1 t 300元計(jì)算，示范工程產(chǎn)生的有機(jī)肥收益為每年 3×106元。

(2)示范工程產(chǎn)生的沼氣能源，按示范工程滿負(fù)荷運(yùn)行180 d計(jì)算，每天可產(chǎn)生1 000 m3的沼氣，每立方沼氣可發(fā)電2 kWh，共計(jì)產(chǎn)生 3.6×105kWh，按0.5元/kWh計(jì)算，示范工程產(chǎn)生的沼氣收益為 1.8×105元。

(3)示范工程所產(chǎn)生的沼液直接灌溉農(nóng)田，根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果[3]，用于萵苣種植，可節(jié)省肥料成本1 hm23.6×103元，純利潤(rùn)增加1 hm27 200元；用于桃樹種植，可增加收益1 hm26×104元。按照示范工程1 hm2生產(chǎn)750 t新鮮水葫蘆計(jì)算，1 t新鮮水葫蘆通過(guò)固液分離后可產(chǎn)生750 kg擠壓汁，1 t水葫蘆擠壓汁可產(chǎn)沼液800 kg，共約產(chǎn)生 9×104t沼液，約可灌溉375 hm2蔬菜地，按667 m2效益480元計(jì)算，共增加收益 2.70×106元。

按此測(cè)算，示范工程運(yùn)行后，生產(chǎn)的有機(jī)肥、沼液及沼氣等產(chǎn)品收益可達(dá)每年 5.88×106元。年處理 1.5×105t(鮮質(zhì)量)水葫蘆總成本 1.098 4×107元，故示范工程運(yùn)行后年虧損約 5.104×106元。若按處理1 t氮磷生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)用 5×104元計(jì)算，年補(bǔ)償金為 1.323 8×107元，企業(yè)每年可贏利 8.134×106元(其中沒(méi)有包含利息支出、攤銷費(fèi)及其他無(wú)形資產(chǎn)等成本)。

表2200 hm2水葫蘆資源化利用示范工程投入產(chǎn)出測(cè)算

Table 2Estimation of the cost and benefit of the demonstration project of water hyacinth resource utilization planted in an area of 200 hm2

示范工程3個(gè)環(huán)節(jié)水葫蘆控制性種養(yǎng)水葫蘆機(jī)械化采收轉(zhuǎn)運(yùn)水葫蘆資源化利用總投入固定資產(chǎn)折舊(×104元)87.681.3166.5運(yùn)行成本(設(shè)備維護(hù)、能源、勞動(dòng)力投入)(×104元)285.0160.0318.0合計(jì)372.6241.3484.5總產(chǎn)出有機(jī)肥(×104元)300沼液(×104元)270沼氣(×104元)18合計(jì)588

2其他太湖治理工程成本比較

2.1無(wú)錫市太湖藍(lán)藻水分離站楊灣站工程

水葫蘆示范工程與藍(lán)藻水分離站的比較：根據(jù)《無(wú)錫市太湖藍(lán)藻水分離站楊灣站工程實(shí)施方案》的數(shù)據(jù)，工程建設(shè)固定資金為 4.074 5×107元，項(xiàng)目正常年運(yùn)行費(fèi)用為 4.774×106元，估算項(xiàng)目實(shí)施后，可以從太湖水體中每年帶走氮約87 t，磷約6 t，固定資產(chǎn)按10年折舊計(jì)算的話，氮、磷處理成本為1 t 9.5×104元。

2.2貢湖灣濕地退漁還湖示范項(xiàng)目

貢湖灣濕地退漁還湖示范項(xiàng)目是國(guó)家《太湖水污染防治“十五”計(jì)劃》和《無(wú)錫市太湖水污染防治“十五”實(shí)施計(jì)劃》的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，是太湖綜合整治工作的重要環(huán)節(jié)，是無(wú)錫市太湖新城區(qū)域建設(shè)的重要組成部分。貢湖灣位于無(wú)錫市太湖新城中心區(qū)南側(cè)，是無(wú)錫市重要的飲用水來(lái)源地，本項(xiàng)目區(qū)域總面積約141.6 hm2，其中退漁還湖面積129.1 hm2，工程示范區(qū)內(nèi)清淤約 6.0×105m3，并逐步實(shí)現(xiàn)生態(tài)清淤—底泥干化—資源化利用—削浪除藻—生態(tài)修復(fù)的系統(tǒng)退漁還湖綜合治理。本項(xiàng)目采用江蘇江達(dá)生態(tài)科技有限公司自主研發(fā)的“CWJZ河海湖泊生態(tài)修復(fù)與資源化利用一體化技術(shù)”為核心進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施。

成本-收益情況：項(xiàng)目總投資 2.836×107元，可處理 6.0×105m3淤泥，直接從項(xiàng)目區(qū)削減氮磷(全氮+全磷)約802 t，折合每處理1 m3淤泥(含泥率15%)成本為47.3元，每處理1 t 氮磷成本為 3.54×104元。

按本示范工程所處理的貢湖灣魚塘底泥測(cè)算，1 t 氮磷處理成本為 3.54×104元；按本示范工程處理一般太湖底泥測(cè)算，1 t 氮磷處理成本為 1.02×105元。

太湖不同區(qū)域、不同深度的底泥氮磷含量差別很大，劉凌等[4]的研究結(jié)果表明，太湖底泥表層(0～5 cm)總氮含量最小值為0.031 1%、最大值為0.470 9%，全湖底泥第2層(5～10 cm)總氮含量最小值為0.014 9%、最大值為0.280%，全湖底泥第3層(10～20 cm)總氮含量最小值為0.012 6%、最大值為0.250%，全湖底泥第4層(20～50 cm)總氮含量最小值為0.016 3%、最大值為0.249%，全湖底泥第5層(50～100 cm)總氮含量最小值為0.010 2%、最大值為0.268 0%，以上幾個(gè)層面的均值大約在0.13%～0.25%。常規(guī)的工程疏浚深度為 20～50 cm。本研究根據(jù)魚塘和太湖有機(jī)質(zhì)含量的比例，將底泥總氮含量估為0.17%，總磷含量估為0.11%。

從太湖氮磷的去除成本考慮，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水葫蘆資源化利用示范工程項(xiàng)目?jī)?yōu)于無(wú)錫市太湖藍(lán)藻水分離站楊灣站工程項(xiàng)目和貢湖灣濕地退漁還湖示范項(xiàng)目。

3太湖氮磷去除生態(tài)補(bǔ)償辦法

太湖氮磷污染物去除及資源化利用可作為一項(xiàng)新型環(huán)保產(chǎn)業(yè)來(lái)運(yùn)作，工程實(shí)施后，對(duì)太湖流域會(huì)產(chǎn)生良好的生態(tài)效益和社會(huì)效益。通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施去除太湖水體中的氮磷，將促進(jìn)太湖水質(zhì)的改善，對(duì)整個(gè)流域生態(tài)環(huán)境都將產(chǎn)生積極的影響。本項(xiàng)目的實(shí)施可每年從水體中帶走氮230 t、磷34.5 t。通過(guò)生物修復(fù)受污染的水體，去除富營(yíng)養(yǎng)化水體中的氮磷，降低了富營(yíng)養(yǎng)化程度，有效促進(jìn)水質(zhì)的改善，可以避免藍(lán)藻暴發(fā)等生態(tài)危機(jī)事件，將對(duì)整個(gè)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生積極的影響，保障社會(huì)公眾的用水安全。因此，要對(duì)其進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償。

3.1補(bǔ)償主客體

補(bǔ)償者：太湖流域各省市縣和太湖治理工作領(lǐng)導(dǎo)小組及相關(guān)職能部門。

被補(bǔ)償者：按照自愿原則承擔(dān)水體污染物去除工作的單位或組織，獲得補(bǔ)償需具備以下條件：

(1)具有企業(yè)、事業(yè)或社會(huì)團(tuán)體法人資格；

(2)擬承擔(dān)項(xiàng)目按照基本建設(shè)程序已至少完成至可行性研究報(bào)告階段；

(3)具備較好的經(jīng)營(yíng)管理水平和健全的財(cái)務(wù)核算管理體系；

(4)具備承擔(dān)項(xiàng)目所需的技術(shù)能力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力；

(5)按期提交項(xiàng)目基本材料和必要的輔助材料。

3.2補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)

按照水污染防治的要求和治理成本，補(bǔ)償資金以考核因子去除量作為補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)基數(shù)乘以等級(jí)系數(shù)計(jì)算(具體公式為：補(bǔ)償資金=補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)基數(shù)×等級(jí)系數(shù))。

補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)基數(shù)和等級(jí)系數(shù)由太湖水體污染物去除補(bǔ)償工作領(lǐng)導(dǎo)小組根據(jù)項(xiàng)目類型、去除區(qū)域、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r及社會(huì)承受能力等因素確定?？己艘蜃涌筛鶕?jù)水質(zhì)變化及實(shí)際需要適當(dāng)調(diào)整。

3.2.1補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)基數(shù)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)基數(shù)(A)以考核因子去除量為基準(zhǔn)設(shè)定，考核因子可以為總氮(TN)、總磷(TP)單因子或雙因子。補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)基數(shù)(A)的確定以江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院“水葫蘆資源化利用示范工程”的氮磷處理成本為準(zhǔn)，工程總成本為 1.0984×107元，可處理 1.5×105t新鮮水葫蘆，相當(dāng)于處理230 t氮、34.5 t磷。

(1)以總氮(TN)單因子為考核因子

1 t TN去除成本=工程總成本/TN去除總量=1.098 4×107元/230 t=4.8×104元

(2)以總磷(TP)單因子為考核因子

1 t TP去除成本=工程總成本/TP去除總量=1.098 4×107元/34.5 t=3.18×105元

(3)以總氮(TN)、總磷(TP)雙因子為考核因子

Mw(總費(fèi)用)=MTN(TN處理成本)×TN去除總量+MTP(TP處理成本)×TP去除總量

①

MTP(TP處理成本)=(31.8/4.8)MTN(TN處理成本)=6.625MTN

②

將②式代入①式，1.098 4×107元=MTN×230 t+6.625MTN×34.5 t

求解得：1 tMTN=2.4×104元，1 tMTP=1.59×105元。

1 t (TN+ TP)去除成本=工程總成本/(TN+TP)去除總量=1.098 4×107元 /(230+34.5) t=4.2×104元

3.2.2等級(jí)系數(shù)等級(jí)系數(shù)可根據(jù)項(xiàng)目類型、氮磷去除流域、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r及社會(huì)承受能力等因素確定。

依據(jù)太湖不同區(qū)域及河道的水質(zhì)情況、水體對(duì)景觀及居民生活的重要性以及所屬區(qū)域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況和社會(huì)承受能力確定不同的等級(jí)系數(shù)。

3.3補(bǔ)償資金來(lái)源

補(bǔ)償資金可來(lái)源于財(cái)政補(bǔ)貼、水污染治理專項(xiàng)資金、生態(tài)補(bǔ)償專項(xiàng)資金，補(bǔ)償資金可通過(guò)財(cái)政轉(zhuǎn)移支付或其他有效的支付方式支付。

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(責(zé)任編輯：陳海霞)

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