地理研究 ›› 2018, Vol. 37 ›› Issue (5): 1009-1022.doi: 10.11821/dlyj201805012
收稿日期:
2018-02-22
修回日期:
2018-04-18
出版日期:
2018-05-20
发布日期:
2018-06-26
作者简介:
作者简介:刘永强(1982- ),男,山东潍坊人,博士,讲师,研究方向为土地利用与乡村发展。E-mail:
基金资助:
Yongqiang LIU1(), Hualou LONG2, Jialin LI1
Received:
2018-02-22
Revised:
2018-04-18
Online:
2018-05-20
Published:
2018-06-26
About author:
Author: Shi Zhenqin (1988-), PhD, specialized in regional development and land space management in mountain areas. E-mail:
*Corresponding author: Deng Wei (1957-), Professor, specialized in mountain environment and regional development.
E-mail:
摘要:
以长江中游经济带325个县域为研究单元,利用2000年、2005年和2010年Landsat TM遥感影像解译数据,分析土地利用转型及生态系统服务价值时空演变特征。构建交叉敏感性响应矩阵,分析生态系统服务价值对土地利用转型的敏感程度并进行敏感性分区。结果表明:① 长江中游经济带土地利用空间分布格局与区域地形特征相契合。年综合土地利用变化率高值区集中在武汉和环鄱阳湖城市圈、长株潭城市群及江西省南部;低值区集中在西部和中部山区,分别对应土地利用转型快速和迟缓区。② 森林和农田向其他多数地类转型对生态服务功能的影响均较敏感,其中森林与农田、湿地、水域、荒漠、建设用地间转型,农田与湿地、水域、建设用地间转型最敏感,而草地、水域和荒漠向其他地类转型不够敏感。③ 生态服务价值敏感性分区空间分异明显:森林与荒漠、湿地、水域间转型的高生态敏感区分布较广;森林与建设用地、农田与湿地、水域、建设用地间转型的高生态敏感区分布较小;森林与荒漠、水域间转型的高生态敏感区多集中在山地丘陵区;森林与农田间转型的中、高生态敏感区多集中在平原盆 地区。研究结果可为如何在科学管理土地开发利用的同时实现生态服务功能的延续和提升提供借鉴。
刘永强, 龙花楼, 李加林. 长江中游经济带土地利用转型及其生态服务功能交叉敏感性研究[J]. 地理研究, 2018, 37(5): 1009-1022.
Yongqiang LIU, Hualou LONG, Jialin LI. Study on the land use transition and its cross-sensitivity of ecological service function in the Middle of Yangtze River Economic Belt[J]. GEOGRAPHICAL RESEARCH, 2018, 37(5): 1009-1022.
表1
长江中游经济带生态服务价值对土地利用转型的交叉敏感性响应矩阵"
2005-2010年 | 2000-2005年 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
森林 | 草地 | 农田 | 湿地 | 水域 | 荒漠 | 建设用地 | |
森林 | 森林↘、草地↗,森林向草地1%转型率引起ESV 0.79%的减少 | 森林↗、农田↘,农田向森林1%转型率引起ESV 1.50%的增加 | 森林↘、湿地↗,森林向湿地1%转型率引起ESV 1.15%的增加 | 森林↗、水域↘,水域向森林1%转型率引起ESV 0.74%的减少 | 森林↗、荒漠↘,荒漠向森林1%转型率引起ESV 1.38%的增加 | 森林↘、建设用地↗,森林向建设用地1%转型率引起ESV 1.60%的 减少 | |
草地 | 森林↘、草地↗,森林向草地1%转型率引起ESV 0.90%的减少 | 草地↗、农田↘,农田向草地1%转型率引起ESV 0.11%的增加 | 草地↗、湿地↘,湿地向草地1%转型率引起ESV 0.06%的减少 | 草地↗、水域↘,水域向草地1%转型率引起ESV 0.36%的减少 | 草地↗、荒漠↘,荒漠向草地1%转型率引起ESV 0.01%的增加 | 草地↘、建设用地↗,草地向建设用地1%转型率引起ESV 0.04%的 减少 | |
农田 | 森林↗、农田↘,农田向森林1%转型率引起ESV 1.47%的增加 | 草地↗、农田↘,农田向草地1%转型率引起ESV 0.11%的增加 | 农田↘、湿地↗,农田向湿地1%转型率引起ESV 1.50%的增加 | 农田↘、水域↗,农田向水域1%转型率引起ESV 1.14%的增加 | 农田↘、荒漠↗,农田向荒漠1%转型率引起ESV 0.19%的减少 | 农田↘、建设用地↗,农田向建设用地1%转型率引起ESV 0.23%的 减少 | |
湿地 | 森林↘、湿地↗,森林向湿地1%转型率引起ESV 2.08%的增加 | 草地↘、湿地↗,草地向湿地1%转型率引起ESV 0.08%的增加 | 农田↗、湿地↘,湿地向农田1%转型率引起ESV 1.72%的减少 | 湿地↘、水域↗,湿地向水域1%转型率引起ESV 0.05%的减少 | 湿地↘、荒漠↗,湿地向荒漠1%转型率引起ESV 0.04%的减少 | 湿地↘、建设用地↗,湿地向建设用地1%转型率引起ESV 0.15%的 减少 | |
水域 | 森林↗、水域↘,水域向森林1%转型率引起ESV 1.48%的减少 | 草地↗、水域↘,水域向草地1%转型率引起ESV 0.21%的减少 | 农田↗、水域↘,水域向农田1%转型率引起ESV 2.20%的较少 | 湿地↗、水域↘,水域向湿地1%转型率引起ESV 0.33%的增加 | 水域↘、荒漠↗,水域向荒漠1%转型率引起ESV 0.77%的减少 | 水域↘、建设用地↗,水域向建设用地1%转型率引起ESV 0.29%的减少 | |
荒漠 | 森林↘、荒漠↗,森林向荒漠1%转型率引起ESV 1.43%的减少 | 草地↗、荒漠↘,荒漠向草地1%转型率引起ESV 0.01%的增加 | 农田↗、荒漠↘,荒漠向农田1%转型率引起ESV 0.19%的增加 | 湿地↘、荒漠↗,湿地向荒漠1%转型率引起ESV 0.7%的减少 | 水域↘、荒漠↗,水域向荒漠1%转型率引起ESV 0.24%的减少 | 荒漠↘、建设用地↗,荒漠向建设用地1%转型率引起ESV 0.004%的减少 | |
建设用地 | 森林↘、建设用地↗,森林向建设用地1%转型率引起ESV 1.46%的减少 | 草地↘、建设用地↗,草地向建设用地1%转型率引起ESV 0.05%的减少 | 农田↘、建设用地↗,农田向建设用地1%转型率引起ESV 0.23%的减少 | 湿地↘、建设用地↗,湿地向建设用地1%转型率引起ESV 0.17%的减少 | 水域↘、建设用地↗,水域向建设用地1%转型率引起ESV 0.32%的减少 | 荒漠↘、建设用地↗,荒漠向建设用地1%转型率引起ESV 0.01%的减少 |
表2
长江中游经济带土地利用转型交叉敏感性等级分区面积"
地类 | 交叉 敏感性分区 | 农田 | 湿地 | 水域 | 荒漠 | 建设用地 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
面积(104km2) | 比例(%) | 面积 (104km2) | 比例 (%) | 面积 (104km2) | 比例(%) | 面积 (104km2) | 比例 (%) | 面积 (104km2) | 比例 (%) | ||||||
森林 | 高生态敏感区 | 0.59 | 1.05 | 2.17 | 3.92 | 9.67 | 17.24 | 12.66 | 22.76 | 0.01 | 0.02 | ||||
1.28 | 2.27 | 9.06 | 16.36 | 18.78 | 33.47 | 10.58 | 19.02 | 0.00 | 0.00 | ||||||
中生态敏感区 | 3.77 | 6.71 | 1.44 | 2.59 | 3.04 | 5.41 | 4.25 | 7.64 | 38.23 | 68.02 | |||||
3.67 | 6.53 | 3.01 | 5.42 | 5.20 | 9.27 | 3.51 | 6.31 | 1.11 | 1.97 | ||||||
低生态敏感区 | 10.10 | 17.97 | 0.72 | 1.31 | 3.72 | 6.63 | 3.36 | 6.04 | 8.41 | 14.96 | |||||
34.51 | 61.42 | 1.25 | 2.25 | 7.35 | 13.11 | 4.24 | 7.62 | 0.00 | 0.00 | ||||||
非生态敏感区 | 0.65 | 1.15 | 1.48 | 2.67 | 2.77 | 4.95 | 2.10 | 3.77 | 7.29 | 12.97 | |||||
0.64 | 1.14 | 3.37 | 6.08 | 3.76 | 6.70 | 3.99 | 7.17 | 0.00 | 0.00 | ||||||
无净转型区 | 0.98 | 1.75 | 32.91 | 59.39 | 1.81 | 3.22 | 10.94 | 19.67 | 1.16 | 2.07 | |||||
农田 | 高生态敏感区 | - | - | 0.38 | 0.67 | 1.97 | 3.50 | - | - | 1.48 | 2.63 | ||||
- | - | 0.63 | 1.12 | 0.07 | 0.13 | - | - | 0.00 | 0.00 | ||||||
中生态敏感区 | - | - | 3.11 | 5.54 | 4.12 | 7.31 | - | - | 6.14 | 10.93 | |||||
- | - | 1.76 | 3.14 | 2.55 | 4.53 | - | - | 0.00 | 0.00 | ||||||
低生态敏感区 | - | - | 6.11 | 10.86 | 9.52 | 16.91 | - | - | 9.53 | 16.98 | |||||
- | - | 7.50 | 13.35 | 7.27 | 12.92 | - | - | 0.00 | 0.00 | ||||||
非生态敏感区 | - | - | 2.82 | 5.01 | 17.60 | 31.25 | - | - | 34.80 | 62.01 | |||||
- | - | 5.71 | 10.15 | 9.08 | 16.13 | - | - | 0.29 | 0.52 | ||||||
无净转型区 | - | - | 28.20 | 50.15 | 4.12 | 7.32 | - | - | 3.88 | 6.92 |
[1] | 蒋卫国, 潘英姿, 侯鹏, 等. 洞庭湖区湿地生态系统健康综合评价. 地理研究, 2009, 28(6): 1665-1672. |
[Jiang Weiguo, Pan Yingzi, Hou Peng, et al.Assessment and analysis of wetland ecosystem health in Dongting Lake. Geographical Research, 2009, 28(6): 1665-1672.] | |
[2] |
蒋卫国, 李雪, 蒋韬, 等. 基于模型集成的北京湿地价值评价系统设计与实现. 地理研究, 2012, 31(2): 377-387.
doi: 10.11821/yj2012020017 |
[Jiang Weiguo, Li Xue, Jiang Tao, et al.The design and implementation of wet land evaluation system of Beijing based on models. Geographical Research, 2012, 31(2): 377-387.]
doi: 10.11821/yj2012020017 |
|
[3] | 龙花楼. 中国乡村转型发展与土地利用. 北京: 科学出版社, 2012. |
[Long Hualou.Land Use and Rural Transformation Development in China. Beijing: Science Press, 2012.] | |
[4] | 龙花楼. 论土地利用转型与土地资源管理. 地理研究, 2015, 34(9): 1607-1618. |
[Long Hualou.Land use transition and land management. Geographical Research, 2015, 34(9): 1607-1618.] | |
[5] |
龙花楼. 论土地利用转型与乡村转型发展. 地理科学进展, 2012, 31(2): 131-138.
doi: 10.11821/xb201204012 |
[Long Hualou.Land use transition and rural transformation development. Progress in Geography, 2012, 31(2): 131-138.]
doi: 10.11821/xb201204012 |
|
[6] |
李全峰, 胡守庚, 瞿诗进. 1990-2015年长江中游地区耕地利用转型时空特征. 地理研究, 2017, 36(8): 1489-1502.
doi: 10.11821/dlyj201708008 |
[Li Quanfeng, Hu Shougen, Qu Shijin.Spatiotemporal characteristics of cultivated land use transition in the Middle Yangtze River from 1990 to 2015. Geographical Research, 2017, 36(8): 1489-1502.]
doi: 10.11821/dlyj201708008 |
|
[7] | 杨锁华, 胡守庚, 瞿诗进. 长江中游地区生态系统服务价值的地形梯度效应. 应用生态学报, 2018, 29(3): 1-15. |
[Yang Suohua, Hu Shougeng, Qu Shijin.Terrain gradient effect of ecosystem service value in middle reach of Yangtze River, China. Chinese Journal of Applied Ecology, 2018, 29(3): 1-15.] | |
[8] |
龙花楼. 土地利用转型: 土地利用/覆被变化综合研究的新途径. 地理与地理信息科学, 2003, 19(1): 87-90.
doi: 10.3969/j.issn.1672-0504.2003.01.022 |
[Long Hualou.Land use transition: A new integrated approach of land use/cover change study. Geography and Geo-Information Science, 2003, 19(1): 87-90.]
doi: 10.3969/j.issn.1672-0504.2003.01.022 |
|
[9] | 蔡运龙. 土地利用/土地覆被变化研究: 寻求新的综合途径. 地理研究, 2001, 20(6): 645-652. |
[Cai Yunlong.A study on land use/cover change: the need for a new integrated approach. Geographical Research, 2001, 20(6): 645-652.] | |
[10] |
Lambin E F, Meyfroidt P.Land use transitions: Socio-ecological feedback versus socio-economic change. Land Use Policy, 2010, 27: 108-118.
doi: 10.1016/j.landusepol.2009.09.003 |
[11] |
宋小青. 论土地利用转型的研究框架. 地理学报, 2017, 72(3): 471-487.
doi: 10.11821/dlxb201703009 |
[Song Xiaoqing.Discussion on land use transition research framework. Acta Geographica Sinica, 2017, 72(3): 471-487.]
doi: 10.11821/dlxb201703009 |
|
[12] |
Verburg P H, Erb K H, Mertz O, et al.Land system science: Between global challenges and local realities. Current Opinion in Environmental Sustainability, 2013, 5(5): 433-437.
doi: 10.1016/j.cosust.2013.08.001 pmid: 4018982 |
[13] |
Blüthgen N, Dormann C F, Prati D, et al.A quantitative index of land-use intensity in grasslands: Integrating mowing, grazing and fertilization. Basic and Applied Ecology, 2012, 13(3): 207-220.
doi: 10.1016/j.baae.2012.04.001 |
[14] |
Laliberté E, Wells J, DeClerck F, et al. Land use intensification reduces functional redundancy and response diversity in plant communities. Ecology Letters, 2010, 13(1): 76-86.
doi: 10.1111/j.1461-0248.2009.01403.x pmid: 19917052 |
[15] | 刘永强, 廖柳文, 龙花楼, 等. 土地利用转型的生态系统服务价值效应分析: 以湖南省为例. 地理研究, 2015, 34(4): 691-700. |
[Liu Yongqiang, Liao Liuwen, Long Hualou, et al.Effects of land use transitions on ecosystem services value: A case study of Hunan province. Geographical Research, 2015, 34(4): 691-700.] | |
[16] |
Jiang W G, Wang W J, Chen Y H, et al.Quantifying driving forces of urban wetlands change in Beijing City. Journal of Geographical Sciences, 2012, 22(2): 301-314.
doi: 10.1007/s11442-012-0928-z |
[17] |
Long H L, Li T T.The coupling characteristics and mechanism of farmland and rural housing land transition. Journal of Geographical Sciences, 2012, 22(3): 548-562.
doi: 10.1007/s11442-012-0946-x |
[18] |
Henning N, Dagmar H, Martin L, et al.Environmental impact assessment of urban land use transitions: A context-sensitive approach. Land Use Policy, 2009, 26: 414-424.
doi: 10.1016/j.landusepol.2008.05.006 |
[19] |
Rounsevell M D A, Pedroli B, Erb K -H, et al. Challenges for land system science. Land Use Policy, 2012, 29(4): 899-910.
doi: 10.1016/j.landusepol.2012.01.007 |
[20] |
Long H L.Land use policy in China: Introduction. Land Use Policy, 2014, 40: 1-5.
doi: 10.1016/j.landusepol.2014.03.006 |
[21] |
黄湘, 陈亚宁, 马建新. 西北干旱区典型流域生态系统服务价值变化. 自然资源学报, 2011, 26(8): 1364-1376.
doi: 10.11849/zrzyxb.2011.08.011 |
[Huang Xiang, Chen Yaning, Ma Jianxin.Analysis of the ecosystem services value of the typical river basin in desert areas of northwest China. Journal of Natural Resources, 2011, 26(8): 1364-1376.]
doi: 10.11849/zrzyxb.2011.08.011 |
|
[22] |
刘永强, 龙花楼. 长江中游经济带土地利用转型时空格局及其生态服务功能影响. 经济地理, 2017, 37(11): 161-170.
doi: 10.15957/j.cnki.jjdl.2017.11.020 |
[Liu Yongqiang, Long Hualou.Study on the spatio-temporal patterns of land use transition and its impact on ecological service function of the middle of Yangtze River Economic Belt. Economic Geography, 2017, 37(11): 161-170.]
doi: 10.15957/j.cnki.jjdl.2017.11.020 |
|
[23] |
欧阳志云, 王效科, 苗鸿. 中国生态环境敏感性及其区域差异规律研究. 生态学报, 2000, 20(1): 9-12.
doi: 10.3321/j.issn:1000-0933.2000.01.002 |
[Ouyang Zhiyun, Wang Xiaoke, Miao Hong.China's eco-environmental sensitivity and its spatial heterogeneity. Acta Ecologica Sinica, 2000, 20(1): 9-12.]
doi: 10.3321/j.issn:1000-0933.2000.01.002 |
|
[24] | 崔胜辉, 李方一, 黄静, 等. 全球变化背景下的敏感性研究综述. 地球科学进展, 2009, 24(9): 1033-1041. |
[Cui Shenghui, Li Fangyi, Huang Jing, et al.Review of sensitivity research in the context of global change. Advances in Earth Sciences, 2009, 24(9): 1033-1041.] | |
[25] |
石龙宇, 崔胜辉, 尹锴, 等. 厦门市土地利用/覆被变化对生态系统服务的影响. 地理学报, 2010, 65(6): 708-714.
doi: 10.11821/xb201006008 |
[Shi Longyu, Cui Shenghui, Yin Kai, et al.The impact of land use/cover change on ecosystem service in Xiamen. Acta Geographica Sinica, 2010, 65(6): 708-714.]
doi: 10.11821/xb201006008 |
|
[26] | 普拉提·莫合塔尔, 海米提·依米提. 土地利用变化下的生态系统服务敏感性研究: 以克里雅绿洲为例. 自然资源学报, 2014, 29(11): 1849-1858. |
[Polat Muhtar, Hamid Yimit.Ecosystem services sensitivity to land-use change: A case study of the Keriya Oasis. Journal of Natural Resources, 2014, 29(11): 1849-1858.] | |
[27] |
朱会义, 李秀彬. 关于区域土地利用变化指数模型方法的讨论. 地理学报, 2003, 58(5): 643-650.
doi: 10.3321/j.issn:0375-5444.2003.05.001 |
[Zhu Huiyi, Li Xiubin.Discussion on the index method of regional land use change. Acta Geographica Sinica, 2003, 58(5): 643-650.]
doi: 10.3321/j.issn:0375-5444.2003.05.001 |
|
[28] |
谢高地, 甄霖, 鲁春霞, 等. 一个基于专家知识的生态系统服务价值化方法. 自然资源学报, 2008, 23(5): 911-919.
doi: 10.11849/zrzyxb.2008.05.019 |
[Xie Gaodi, Zhen Lin, Lu Chunxia, et al.Expert knowledge based valuation method of ecosystem services in China. Journal of Natural Resources, 2008, 23(5): 911-919.]
doi: 10.11849/zrzyxb.2008.05.019 |
|
[29] | 谢高地, 肖玉, 甄霖, 等. 中国粮食生产的生态服务价值研究. 中国生态农业学报, 2005, 13(3): 10-13. |
[Xie Gaodi, Xiao Yu, Zhen Lin, et al.Study on ecosystem services value of food production in China. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2005, 13(3): 10-13.] | |
[30] | 黄静, 崔胜辉, 李方一, 等. 厦门市土地利用变化下的生态敏感性. 生态学报, 2011, 31(24): 7441-7449. |
[Huang Jing, Cui Shenggong, Li Fangyi, et al.Ecological sensitivity of Xiamen city to land use changes. Acta Ecologica Sinica, 2011, 31(24): 7441-7449.] | |
[31] | 毛蒋兴, 李志刚, 闫小培, 等. 深圳土地利用时空变化与地形因子的关系研究. 地理与地理信息科学, 2008, 24(2): 71-76. |
[Mao Jiangxing, Li Zhigang, Yan Xiaopei, et al.Research on the spatio-temporal changes of land use in relation to topography factors in Shenzhen city. Geography and Geo-Information Science, 2008, 24(2): 71-76.] | |
[32] |
严恩萍, 林辉, 王广兴, 等. 1990-2011年三峡库区生态系统服务价值演变及驱动力. 生态学报, 2014, 34(20): 5962-5973.
doi: 10.5846/stxb201312263032 |
[Yan Enping, Lin Hui, Wang Guangxing, et al.Analysis of evolution and driving force of ecosystem service values in the Three Gorges Reservoir region during 1990-2011. Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(20): 5962-5973.]
doi: 10.5846/stxb201312263032 |
|
[33] | 何昌华, 张嫦, 李天国, 等. 基于土地利用变化趋势的生态服务价值分析: 以重庆市石柱县为例. 城市环境与城市生态, 2016, 29(5): 7-11. |
[He Changhua, Zhang Chang, Li Tianguo, et al.Analysis of ecological service value based on change of land use: Taking Shizhu county, Chongqing as a case study. Urban Environment & Urban Ecology, 2016, 29(5): 7-11.] | |
[34] |
樊杰, 王亚飞, 陈东, 等. 长江经济带国土空间开发结构解析. 地理科学进展, 2015, 34(11): 1336-1344.
doi: 10.18306/dlkxjz.2015.11.001 |
[Fan Jie, Wang Yafei, Chen Dong, et al.Analysis on the spatial development structure of the Yangtze River Economic Belt. Progress in Geography, 2015, 34(11): 1336-1344.]
doi: 10.18306/dlkxjz.2015.11.001 |
|
[35] |
陈雯, 孙伟, 吴加伟, 等. 长江经济带开发与保护空间格局构建及其分析路径. 地理科学进展, 2015, 34(11): 1388-1397.
doi: 10.18306/dlkxjz.2015.11.006 |
[Chen Wen, Sun Wei, Wu Jiawei, et al.Constructing a spatial pattern of development and protection in the Yangtze River Economic Belt and its analysis. Progress in Geography, 2015, 34(11): 1388-1397.]
doi: 10.18306/dlkxjz.2015.11.006 |
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[36] | 王传胜, 方明, 刘毅. 长江经济带国土空间结构优化研究. 中国科学院院刊, 2016, 31(1): 81-91. |
[Wang Chuansheng, Fang Ming, Liu Yi.Research on territorial development pattern optimization of Yangtze River Economic Belt. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2016, 31(1): 81-91.] |
[1] | 胡守庚, 童陆亿, 龙花楼. 论土地利用转型潜力及其评价的理论框架[J]. 地理研究, 2019, 38(6): 1367-1377. |
[2] | 苏康传, 杨庆媛, 张佰林, 张忠训. 山区农村土地利用转型与小农经济变迁耦合机理[J]. 地理研究, 2019, 38(2): 399-413. |
[3] | 李全峰,胡守庚,瞿诗进. 1990-2015年长江中游地区耕地利用转型时空特征[J]. 地理研究, 2017, 36(8): 1489-1502. |
[4] | 曲艺,龙花楼. 基于开发利用与产出视角的区域土地利用隐性形态综合研究——以黄淮海地区为例[J]. 地理研究, 2017, 36(1): 61-73. |
[5] | 龙花楼. 论土地利用转型与土地资源管理[J]. 地理研究, 2015, 34(9): 1607-1618. |
[6] | 刘永强, 廖柳文, 龙花楼, 秦建新. 土地利用转型的生态系统服务价值效应分析——以湖南省为例[J]. 地理研究, 2015, 34(4): 691-700. |
[7] | 徐丽芬, 许学工, 罗涛, 朱高儒, 马宗文. 基于土地利用的生态系统服务价值当量修订方法——以渤海湾沿岸为例[J]. 地理研究, 2012, 31(10): 1775-1784. |
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