王澤 閆弘文 崔傳寶 張一萍
[摘要]魯西北平原區(qū)是全國重要的產(chǎn)糧基地,以濟(jì)南市范圍內(nèi)魯西北平原區(qū)為研究區(qū),以耕地質(zhì)量等別成果為基礎(chǔ),運(yùn)用面積加權(quán)平均法、空間分析法、產(chǎn)能核算模型,定量刻畫研究區(qū)內(nèi)耕地質(zhì)量等別空間格局,并核算耕地產(chǎn)能。結(jié)果表明,“十二五”期間,區(qū)域耕地?cái)?shù)量減少,質(zhì)量有所提升,新增耕地面積低于減少耕地面積,新增耕地等別高于減少耕地等別;從空間格局來看,研究區(qū)中部和西南部耕地質(zhì)量較好,東部和北部耕地質(zhì)量較差,通過質(zhì)量建設(shè),耕地質(zhì)量等別較高的區(qū)域往西擴(kuò)展;耕地單產(chǎn)越高,耕地利用等別、可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度越大,可實(shí)現(xiàn)利用潛力越小,中等地的可挖掘利用潛力較大。依據(jù)研究區(qū)耕地質(zhì)量等別以及耕地產(chǎn)能,提出耕地利用的相關(guān)對策建議。
[關(guān)鍵詞]耕地質(zhì)量;空間分析法;產(chǎn)能核算;魯西北平原區(qū)
[中圖分類號(hào)]F301.2 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
“十二五”期間,濟(jì)南市開展了2011年度耕地質(zhì)量等別成果補(bǔ)充完善、2013~2015年度耕地質(zhì)量等別年度更新評價(jià)工作,其中2013年度的成果為2012年、2013年兩年的成果。近年來,一些學(xué)者基于耕地質(zhì)量等別成果,進(jìn)行耕地質(zhì)量變化態(tài)勢、耕地等別空間分布特征、耕地質(zhì)量等別差異程度、耕地質(zhì)量等別年度更新方法等研究,這些研究有利于耕地質(zhì)量等別成果的應(yīng)用,為耕地資源管理提供科學(xué)支撐。耕地產(chǎn)能核算是對耕地質(zhì)量成果的延續(xù),《農(nóng)用地產(chǎn)能核算技術(shù)規(guī)范》中將農(nóng)用地產(chǎn)能分為農(nóng)用地理論產(chǎn)能、可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能和實(shí)際產(chǎn)能3個(gè)層次。許多學(xué)者對耕地產(chǎn)能進(jìn)行了研究,如:耕地產(chǎn)能核算方法研究、某研究區(qū)域內(nèi)耕地產(chǎn)能核算及其影響因子分析、基于產(chǎn)能核算進(jìn)行的分區(qū)研究等,但對各等別的耕地產(chǎn)能研究較少。在研究耕地質(zhì)量等別的基礎(chǔ)上,核算各利用等別耕地產(chǎn)能、可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度和潛力,從而進(jìn)行產(chǎn)能挖潛。
綜上,以濟(jì)南市范圍內(nèi)的魯西北平原區(qū)(濟(jì)陽縣、商河縣、天橋區(qū)的大橋鎮(zhèn)和桑梓店鎮(zhèn))為研究區(qū),以2011年和2015年耕地質(zhì)量等別成果為依據(jù),通過分析研究區(qū)內(nèi)耕地?cái)?shù)量質(zhì)量變化特征,定量刻畫研究區(qū)耕地空間格局分布特征,進(jìn)而根據(jù)耕地等別核算耕地產(chǎn)能,提出耕地利用相關(guān)對策建議。
1研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源
1.1研究區(qū)概況
根據(jù)《山東省耕地質(zhì)量等級(jí)成果補(bǔ)充完善技術(shù)細(xì)則》,濟(jì)南市范圍內(nèi)的魯西北平原區(qū)包括濟(jì)陽縣、商河縣以及天橋區(qū)的大橋鎮(zhèn)和桑梓店鎮(zhèn),共24個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。研究區(qū)位于黃河北岸,水分充足,屬溫帶季風(fēng)氣候區(qū),夏季高溫多雨,秋季天高氣爽,適合種植多種農(nóng)作物。研究區(qū)內(nèi)基準(zhǔn)作物為冬小麥,指定作物是冬小麥、夏玉米、甘薯、水稻、花生,標(biāo)準(zhǔn)耕作制度是冬小麥—夏玉米一年兩熟制。研究區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)利用歷史悠久,耕地資源質(zhì)量較好,根據(jù)國家級(jí)等別轉(zhuǎn)換,自然等處于5—8等,利用等處于6—10等,經(jīng)濟(jì)等處于6—11等。至2015年,耕地總面積為156174.20hm2。
1.2 數(shù)據(jù)來源
研究數(shù)據(jù)主要包括2011年和2015年濟(jì)陽縣、商河縣、天橋區(qū)耕地質(zhì)量等別數(shù)據(jù)庫;2013、2014、2015年度耕地質(zhì)量更新數(shù)據(jù)庫;2011~2015年濟(jì)南統(tǒng)計(jì)年鑒以及抽樣調(diào)查樣點(diǎn)數(shù)據(jù)等。
2研究方法
2.1面積加權(quán)平均法
在耕地質(zhì)量等別分析時(shí),采用面積加權(quán)平均法,計(jì)算區(qū)域內(nèi)耕地質(zhì)量平均等別,公式如下:
A為某區(qū)域平均等別(平均自然等別、平均利用等別、平均經(jīng)濟(jì)等別);Ci為耕地等別(自然等別、利用等別、經(jīng)濟(jì)等別);imin為耕地等別最小值;imax為耕地等別最大值;Si為i等耕地的面積(hm2);S總為該區(qū)域耕地總面積(hm2)。
2.2空間分析方法
以濟(jì)陽縣、商河縣、天橋區(qū)兩鎮(zhèn)的耕地質(zhì)量成果為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),運(yùn)用ArcGIS軟件中的空間疊加、統(tǒng)計(jì)和綜合分析等相關(guān)功能,進(jìn)行研究區(qū)內(nèi)分鄉(xiāng)鎮(zhèn)、分等別以及新增減少耕地的質(zhì)量分析,并得出耕地質(zhì)量在研究區(qū)的空間格局分布情況。
2.3耕地產(chǎn)能核算模型
2.3.1 實(shí)際產(chǎn)能核算。實(shí)際產(chǎn)能是指目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)能力,即農(nóng)作物已經(jīng)達(dá)到的產(chǎn)量。根據(jù)耕地質(zhì)量等別數(shù)據(jù)庫,將研究區(qū)內(nèi)指定作物的單產(chǎn)作為實(shí)際單產(chǎn),并將其按照產(chǎn)量比換算為標(biāo)準(zhǔn)糧實(shí)際單產(chǎn),再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)耕作制度核算研究區(qū)耕地實(shí)際產(chǎn)能。
2.3.2 可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能核算。回歸分析法??蓪?shí)現(xiàn)產(chǎn)能主要指正常年景下農(nóng)作物能夠獲得的最高產(chǎn)量。選取在正常年景下指定作物能夠獲得的年最高產(chǎn)量的樣點(diǎn)(934個(gè)),核算成標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量與利用等指數(shù)之間的相關(guān)性分析??蓪?shí)現(xiàn)單產(chǎn)模型如下:
Yi=aXi+b
Yi表示第i個(gè)分等單元標(biāo)準(zhǔn)糧可實(shí)現(xiàn)單產(chǎn);Xi表示第i個(gè)分等單元的利用等指數(shù);a、b為回歸系數(shù)值。
依據(jù)以上模型,將研究區(qū)內(nèi)所有分等單元利用等指數(shù)帶入模型,再將分等單元耕地可實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)乘以相應(yīng)的耕地面積,核算分等單元的耕地可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能,各分等單元可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能相加得到研究區(qū)耕地可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能??蓪?shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度是實(shí)際單產(chǎn)與可實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)的比值,可實(shí)現(xiàn)利用潛力是可實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)與實(shí)際單產(chǎn)的差值。
3結(jié)果與分析
3.1 研究區(qū)耕地質(zhì)量等別情況
3.1.1 新增、減少耕地質(zhì)量情況?!笆濉逼陂g,研究區(qū)新增耕地面積為1405.64hm2,減少耕地面積為1685.17hm2。自然質(zhì)量等中,新增耕地面積最大的是6等地,為1091.41hm2,平均自然等別為5.97等;減少耕地面積最大的是6等地,為1125.94hm2,平均自然等別為5.99等。利用等中,新增耕地多為7等和8等,為1274.38hm2,平均利用等別為7.67等;減少耕地多為8等和9等,為1253.03hm2,平均利用等別為8.14等??梢?,新增耕地面積低于減少耕地面積,新增耕地等別高于減少耕地等別(見表1)。
從新增、減少耕地來源來看,新增耕地中,土地整治補(bǔ)充耕地面積最大,為574.43hm2;其他補(bǔ)充耕地次之,為515.30hm2;增減掛鉤補(bǔ)充耕地、工礦廢棄地復(fù)墾補(bǔ)充耕地面積分別為162.11hm2、148.46hm2。減少耕地中,主要來源是建設(shè)占用和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,所占面積分別為990.72hm2、690.18hm2。
3.1.2 質(zhì)量建設(shè)耕地質(zhì)量情況?!笆濉逼陂g,質(zhì)量建設(shè)后耕地面積為31698.56hm2。自然質(zhì)量等中,耕地面積最大的是6等地,為21448.13hm2,平均自然等別上升了0.17等。利用等中,耕地面積最大的是7等地,為15299.28hm2,平均利用等別上升了0.05等??梢?,經(jīng)過質(zhì)量建設(shè),耕地質(zhì)量等別有所上升(見表2)。
質(zhì)量建設(shè)耕地來源包括土地整理、高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)、農(nóng)田水利建設(shè)、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)四種類型。其中,農(nóng)田水利建設(shè)所占面積最大,為14509.52hm2;其次為土地整理,面積為7328.72hm2;高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)所占面積較小,分別為5527.07hm2、4333.25hm2。
3.1.3耕地質(zhì)量等別結(jié)構(gòu)分析。2015年,研究區(qū)耕地面積為156174.20hm2。自然質(zhì)量等中,6等地所占面積最大,為114615.40hm2,占比為73.39%,平均自然質(zhì)量等為5.98等;利用等中,8等地所占面積最大,為65367.67hm2,占比為41.86%,平均利用等別為7.75等(見表3)。
“十二五”期間,研究區(qū)耕地面積先增加后減少,凈減少279.53hm2。其中,2011~2013年,耕地面積凈增加371.67hm2;2013~2014年,耕地面積凈減少323.26hm2;2014~2015年,耕地面積凈減少327.94hm2。從耕地質(zhì)量等別來看,自然質(zhì)量等中,5等地增加,6、7、8等地減少,平均自然質(zhì)量等別由6.02等上升為5.98等;利用等中,6、7、8等地面積有所增加,9等和10等地減少,平均利用等別由7.77等上升為7.75等;總體來看,通過質(zhì)量建設(shè),質(zhì)量等別較高的耕地面積增加,質(zhì)量等別較低的耕地面積減少,耕地質(zhì)量等別提升。
3.1.4 耕地質(zhì)量等別空間格局分析。(1)新增、減少、質(zhì)量建設(shè)耕地空間分布情況?!笆濉逼陂g,研究區(qū)新增、減少、質(zhì)量建設(shè)耕地的分布情況如圖1所示。新增耕地中,曲堤鎮(zhèn)、垛石鎮(zhèn)、新市鎮(zhèn)新增耕地面積較多,位于研究區(qū)的中南部,崔寨鎮(zhèn)、仁風(fēng)鎮(zhèn)、龍桑寺鎮(zhèn)次之,主要原因是2011—2013年在研究區(qū)內(nèi)進(jìn)行了大規(guī)模的土地整治項(xiàng)目,耕地面積增加。減少耕地中,太平鎮(zhèn)、玉皇廟鎮(zhèn)、濟(jì)陽街道減少耕地面積較多,沙河鄉(xiāng)、桑梓店鎮(zhèn)、許商街道次之,主要原因是研究區(qū)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展進(jìn)行建設(shè)占用了耕地,耕地面積減少。質(zhì)量建設(shè)耕地主要位于研究區(qū)的中部與西部,主要分布在垛石鎮(zhèn)、新市鎮(zhèn)、玉皇廟鎮(zhèn)、白橋鄉(xiāng)、曲堤鎮(zhèn)等,主要原因是為糧食高產(chǎn)創(chuàng)建項(xiàng)目進(jìn)行大規(guī)模農(nóng)田水利建設(shè)、土地整理和高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)等。
(2)耕地質(zhì)量等別空間分布情況。利用ArcGIS軟件得到研究區(qū)2011年和2015年耕地質(zhì)量等別分布圖,以利用等為例,如圖2、圖3??傮w上來看,“十二五”期間,研究區(qū)的耕地以高等地和中等地為主,耕地質(zhì)量較好的位于中部和西南部,主要包括玉皇廟鎮(zhèn)、白橋鄉(xiāng)、垛石鎮(zhèn)、曲堤鎮(zhèn)等,東部和北部耕地質(zhì)量相對較差,主要包括仁風(fēng)鎮(zhèn)、殷巷鎮(zhèn)、韓廟鄉(xiāng)等。從空間格局變化來看,通過質(zhì)量建設(shè),耕地質(zhì)量等別較高的區(qū)域往西擴(kuò)展,高等地面積增加,中等地面積減少。
3.2研究區(qū)耕地產(chǎn)能核算分析
3.2.1研究區(qū)耕地產(chǎn)能核算。通過核算,至2015年,研究區(qū)耕地實(shí)際單產(chǎn)為10937.28kg/hm2,可實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)為13977.72kg/hm2,實(shí)際產(chǎn)能為170.81萬t,可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能為218.30萬t。從耕地產(chǎn)能來看,濟(jì)陽縣、商河縣、天橋區(qū)兩鎮(zhèn)的實(shí)際產(chǎn)能分別為79.59萬t、81.40萬t、9.83萬t,可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能分別為98.03萬t、108.73萬t、11.53萬t。從可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度和潛力來看,天橋區(qū)兩鎮(zhèn)可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度為0.85,可實(shí)現(xiàn)利用潛力為1805.51kg/hm2;濟(jì)陽縣可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度為0.81,可實(shí)現(xiàn)利用潛力為2606.78kg/hm2;商河縣可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度為0.75,可實(shí)現(xiàn)利用潛力為3597.83kg/hm2??梢?,研究區(qū)內(nèi)通過糧食高產(chǎn)創(chuàng)建活動(dòng),可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度較高,為0.78,并存在一定的利用潛力,為3040.44kg/hm2(見表4)。
3.2.2分等別耕地產(chǎn)能核算。以國家利用等進(jìn)行各等別產(chǎn)能的核算,如表5所示。從耕地單產(chǎn)來看,6等地的實(shí)際單產(chǎn)最大,為13780.14kg/hm2,10等地實(shí)際單產(chǎn)最小,為7232.04kg/hm2,可見,耕地單產(chǎn)值越大,耕地利用等別越高。從耕地產(chǎn)能來看,不同利用等別產(chǎn)能大小與該等別對應(yīng)的耕地面積有關(guān),利用等中,8等地所占面積最多,所占耕地可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能最大,為90.64萬t;其次為7等地,可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能為76.53萬t;10等地可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能最小,為1.97萬t。
對利用等6~10等地的可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度和潛力進(jìn)行計(jì)算,得出耕地等別越高,可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度越大,可實(shí)現(xiàn)利用潛力越小。高等地的可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度在0.7以上,可實(shí)現(xiàn)利用潛力均在4000kg/hm2以下,說明研究區(qū)高等地得到有效利用。中等地的可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度在0.5~0.7之間,可實(shí)現(xiàn)利用潛力在4000kg/hm2~7000kg/hm2之間,中等地的可挖掘利用潛力較大,可在中等地進(jìn)行質(zhì)量建設(shè),提高耕地等別,進(jìn)而提高耕地產(chǎn)能。
3.2.3 耕地利用相關(guān)對策建議?;诟刭|(zhì)量等別及耕地產(chǎn)能,提出研究區(qū)耕地利用的相關(guān)對策建議。(1)進(jìn)行農(nóng)業(yè)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換。黃河北岸的桑梓店鎮(zhèn)、大橋鎮(zhèn)、崔寨鎮(zhèn)、回河鎮(zhèn)、太平鎮(zhèn)、孫耿鎮(zhèn)、濟(jì)陽街道、濟(jì)北街道作為濟(jì)南市新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換先行區(qū),平均自然等別較高,耕地利用需與國家導(dǎo)向相結(jié)合。提升此區(qū)域農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力,創(chuàng)建糧食綠色高質(zhì)高效工程,建設(shè)一批現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園和農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程,進(jìn)行特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢區(qū)的創(chuàng)建。
(2)推進(jìn)中等地質(zhì)量建設(shè)。研究區(qū)中等地(利用等別)主要分布在北部、南部和東部,經(jīng)過核算,中等地的可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度較低,可挖掘利用潛力較大,可在此區(qū)域進(jìn)行耕地質(zhì)量建設(shè),提高耕地利用等別,使耕地利用潛力發(fā)揮最大效益,進(jìn)而增加耕地產(chǎn)能。
(3)加強(qiáng)新增耕地質(zhì)量管理。對于新增耕地不僅要注重?cái)?shù)量,更要嚴(yán)格把控質(zhì)量,實(shí)行建設(shè)用地增減掛鉤,落實(shí)耕地占補(bǔ)平衡,建立耕地質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng),并設(shè)立耕地質(zhì)量管理專項(xiàng)資金。
4結(jié)論與討論
在耕地質(zhì)量分等數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,進(jìn)行研究區(qū)耕地質(zhì)量等別及產(chǎn)能核算研究,得出以下結(jié)論。
(1)從耕地質(zhì)量更新情況來看,新增耕地面積為1405.64hm2,減少耕地面積為1685.17hm2,新增耕地面積低于減少耕地面積,新增耕地等別高于減少耕地等別。質(zhì)量建設(shè)耕地面積為31698.56hm2,通過質(zhì)量建設(shè),耕地質(zhì)量等別有所上升。從研究區(qū)耕地質(zhì)量等別來看,自然質(zhì)量等、利用等、經(jīng)濟(jì)等所占耕地面積最大的分別為6等、8等、9等。“十二五”期間,研究區(qū)耕地面積先增加后減少,凈減少279.53hm2。耕地平均自然、利用、經(jīng)濟(jì)等別分別上升了0.04等、0.02等、0.04等,耕地質(zhì)量等別有所提升:
(2)從新增、減少、質(zhì)量建設(shè)耕地空間格局分布來看,曲堤鎮(zhèn)、垛石鎮(zhèn)、新市鎮(zhèn)新增耕地面積較多,太平鎮(zhèn)、玉皇廟鎮(zhèn)、濟(jì)陽街道減少耕地面積較多,質(zhì)量建設(shè)耕地主要位于研究區(qū)的中部與西部,主要分布在垛石鎮(zhèn)、新市鎮(zhèn)、玉皇廟鎮(zhèn)、白橋鄉(xiāng)、曲堤鎮(zhèn)等。從研究區(qū)耕地空間格局分布來看,耕地質(zhì)量較好的位于中部和西南部,主要包括玉皇廟鎮(zhèn)、白橋鄉(xiāng)、垛石鎮(zhèn)、曲堤鎮(zhèn)等,東部和北部耕地質(zhì)量相對較差,主要包括仁風(fēng)鎮(zhèn)、殷巷鎮(zhèn)、韓廟鄉(xiāng)等。通過質(zhì)量建設(shè),耕地質(zhì)量等別較高的區(qū)域往西擴(kuò)展,高等地面積增加,中等地面積減少。
(3)研究區(qū)耕地實(shí)際單產(chǎn)為10937.28kg/hm2,可實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)為13977.72kg/hm2,實(shí)際產(chǎn)能為170.81萬t,可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能為218.30萬t,實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度較大,為0.78,并存在一定的利用潛力,為3040.44kg/hm2。以國家利用等進(jìn)行各等別產(chǎn)能核算,得出:①不同利用等別產(chǎn)能大小與該等別對應(yīng)的耕地面積有關(guān),8等地面積最大,可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能最大,10等地面積最小,可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能最小;②耕地單產(chǎn)越大,耕地利用等別、可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度越大,可實(shí)現(xiàn)利用潛力越小;③中等地的可挖掘利用潛力較大,通過進(jìn)行質(zhì)量建設(shè),提高耕地等別,進(jìn)而提高耕地產(chǎn)能。
(4)基于耕地質(zhì)量等別及產(chǎn)能,提出研究區(qū)耕地利用的相關(guān)對策建議:①濟(jì)南市新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換先行區(qū)進(jìn)行農(nóng)業(yè)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換,創(chuàng)建糧食綠色高質(zhì)高效工程和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園等;②推進(jìn)中等地質(zhì)量建設(shè),增加耕地產(chǎn)能;③通過實(shí)施耕地增減掛鉤、耕地占補(bǔ)平衡、耕地質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)以及耕地質(zhì)量管理專項(xiàng)資金等措施,加強(qiáng)新增耕地質(zhì)量管理。
在眾學(xué)者的思想與研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)行研究區(qū)內(nèi)耕地質(zhì)量等別及產(chǎn)能核算研究,但還需要對以下情況進(jìn)一步探討。首先,評定耕地質(zhì)量等別時(shí)指標(biāo)區(qū)的參評因素,可結(jié)合第三次全國國土資源調(diào)查進(jìn)一步探討;其次,耕地產(chǎn)能可再進(jìn)行多種方法核算,進(jìn)一步探索適合的核算模型;最后,如何將研究區(qū)的耕地利用與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、國家導(dǎo)向相結(jié)合,并提出相關(guān)的政策建議有待進(jìn)一步的研究。
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