基于分等因素组合的农用地整理类型分区

第26卷第9期农业工程学报V ol.26 No.9 308 2010年9月Transactions of the CSAE Sep. 2010 基于分等因素组合的农用地整理类型分区
郭力娜，张凤荣※，曲衍波，关小克，朱泰峰
（中国农业大学资源与环境学院，北京 100193）
摘要：为细化农用地整理分区，使分区结果在地块尺度上具有适用性，从而提高农用地整理工程效率和精度，该文选择利用农用地分等中间成果，以分等单元为基本研究单元，通过分析单元分等因素组合类型，以及不同组合类型对农用地质量的限制强度，利用ARCGIS空间分析功能，采用综合分区思想对天津市农用地进行整理类型分区研究，并将天津市农用地划分为3个整理类型区。

研究发现，天津市农用地自然质量分，即C L组合类型有730种，限制因素组合类型42种，其中灌溉、有机质和盐渍化对农用地的限制相对普遍，这三个因素是农用地整理需要重点考虑的限制因素。

研究认为，天津市近期农用地整理重点应安排在限制因素少、整理难度小的类型区三，以农田水利工程建设和典型盐渍化治理为主要方向；远期整理重点可考虑改造难度较大的类型区二，以土壤综合整治为主要目标；类型区一以坡度限制为主，整理改造难度最大，但需要做好水土保持工程建设，该研究对于深化农用地分等成果应用具有重要作用，以期对农用地整理类型分区理论和方法提供一定借鉴。

关键词：组合，整理，土地利用，农用地，分等，限制因素，天津
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2010.09.051
中图分类号：F301.2 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2010)-09-0308-07
郭力娜，张凤荣，曲衍波，等. 基于分等因素组合的农用地整理类型分区[J]. 农业工程学报，2010，26(9)：308－314.
Guo Lina, Zhang Fengrong, Qu Yanbo, et al. Farmland consolidation type zoning based on combination of grading factors[J].
Transactions of the CSAE, 2010, 26(9): 308－314. (in Chinese with English abstract)
0 引 言
作为一种系统工程，土地整理在提高土地利用率、土地质量及其产能和改善生态环境方面具有不可低估的作用，并逐渐成为社会关注的焦点[1-2]。

有学者从土地整理概念与内涵[3-4]、土地整理目标[5-6]、土地整理潜力估算与评价[2,7-10]、土地整理分区与规划[11-14]、土地整理工程类型区划[15-16]、土地整理模式[1,17]、土地整理效益评价[18-20]等方面进行了相关研究。

其中，土地整理分区与规划被认为是保障实施土地利用总体规划、落实土地用途管制、增加耕地面积、改善土地质量的重要手段[21-23]；对因地制宜确定土地整理示范区的发展方向、协调人地关系、实现区域土地资源可持续利用具有重要意义[12]。

目前，已有土地整理分区研究多根据土地利用程度和社会经济发展水平，结合土地整理限制因素的差异性[9]进行宏观地域分区[11-14]，这种分区多强调某一主导因素在区划中的作用，缺乏对土地整理限制因素表现形式与组合类型的研究[1]，即便有整理工程类型分区，也是在地域分区基础上的概念区，并不针对地块。

实际上，地域分区在宏观尺度上对于把握整理主要方向有良好的指导作用，而对
收稿日期：2010-02-06 修订日期：2010-06-17
基金项目：北京市自然科学基金（基金批准号6082015）
作者简介：郭力娜（1980－），女。

河北行唐人，博士生，研究方向土地评价与可持续利用。

北京中国农业大学资源与环境学院，100193。

Email: guolina1101@
※通信作者：张凤荣（1957－），男，河北沧州人，博士生导师，教授。

研究方向土地规划、评价与可持续利用。

北京中国农业大学资源与环境学院，100193。

Email: zhangfr@。

于中微观尺度上具体的整理项目则有必要根据整理限制因素及其组合类型进一步细化整理方向。

根据中国国情，现阶段土地整理重点在农用地[21]，且以改善农用地质量（主要是克服和改造农用地自然限制条件）为主要目标。

而要改善农用地质量尤其是自然质量，则需准确把握农用地自然质量现状。

目前，国土资源部分主导开展的农用地分等工作实际是对农用地质量优劣的定量化评价。

对比《农用地分等规程》（简称《规程》）推荐的12个分等因素和农用地整理因素，发现除田间道路、田间防护林体系、田块形状[21]这3个非单纯自然因素外，《规程》推荐的分等因素涵盖了农用地整理中涉及的全部自然因素与人工因素。

可见，通过分析农用地分等因素及其组合类型状况有助于细化农用地整理类型。

在农用地分等中，C L（自然质量分）作为农用地分等工作重要中间成果，包含了分等因素的全部信息。

基于此，本文从C L及其因素组合类型切入，研究天津市农用地整理类型分区，明确不同类型区农用地整理的难易程度、整理重点和未来整理方向。

这不仅有助于优化农用地整理方向和重点、引导项目投资走向；还有助于提高农用地整理前工程设计的针对性，从而制定更适合实际的整理标准和工程措施；根据分等因素进行整理分区与项目工程设计，更有助于深化农用地分等成果的应用，特别是在耕地占补平衡按等级折算中的应用。

1 材料与方法
1.1 研究区与分等概况
天津市位于华北平原东北部，北依燕山，东临渤海，地处38°33′～40°15′N，116°42′～118°03′E之间。

除蓟县
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北部为山地丘陵外，全市绝大部分是平原，土层深厚，剖面显示出不同质地的土壤层理，表层土壤多为轻壤质，有利于耕作；由于天津市地域南北、东西跨度不大，地形高差小，因此气候状况在全市区域内的变化不明显。

全市现辖12个区县，据2007年数据统计，全市土地总面积为119.17万hm2，其中参与分等的农用地面积48.00万hm2，主要是耕地与园地，占全市土地面积的40.28%。

天津市农用地分等采用因素法，确定坡度、土壤有机质含量、表层土壤质地、土体构型、盐渍化程度、灌溉保证率和排水条件7个分等因素，各指标分级与对应分值见表1。

根据农用地分等结果，全市农用地共划分为9个自然等别（其中以Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅶ自然等面积较多），等别较高的农用地以具有灌溉条件的水浇地、水田为主。

表1 天津市农用地分等因素及其分级分值表
Table 1 Farmland grading indicators and their classification and scoresl in Tianjin
分值坡度/(°) 土壤有机质质量分数/% 表层土壤质地土体构型盐渍化程度灌溉保证率排水条件100 ＜2 壤土通体壤、壤/黏/壤无充分满足健全90 2～＜5 黏土壤/黏/黏、壤/砂/壤、砂/黏/黏基本健全80 5～＜8 ≥2.0 黏/砂/黏、通体黏轻度基本满足
70 1.0～＜2.0 砂土砂/黏/砂一般满足一般60 8～＜15 0.6～＜1.0 壤/砂/砂中度
50 ＜0.6 黏/砂/砂
40 15～＜25 砾质土通体沙、通体砾无灌溉条件无灌溉条件
30 重度
20
10 ≥25 盐土注：各因素分值分级标准与《农用地分等规程》一致。

1.2 数据来源
本文数据来源于天津市农用地分等成果，以分等单元为基本数据单元，选择自然质量分、分等因素分级分值作为主要分析数据；农用地面积数据系天津市国土资源和房屋管理局提供的2007年土地利用分类现状数据（比例尺1∶5 000）。

1.3 研究思路与方法
以农用地分等单元为分析单元，根据分等因素及其分级情况，首先分析各单元分等因素的全因素组合类型；在此基础上，再根据因素得分高低，将得分低的因素归为高限制因素，从而分析单元的限制因素组合类型；最后根据限制因素个数与类型划定农用地整理类型。

1.3.1 分等单元的全因素组合类型分析
天津市7个农用地分等因素——坡度、土壤有机质含量、表层土壤质地、土体构型、盐渍化程度、灌溉保证率和排水条件——分别有6、4、4、7、5、4、4个分级水平（表1）。

理论上，农用地分等单元的全因素组合类型应是这7个因素不同水平组合成的53 760种。

经汇总分析，发现天津市农用地分等因素的全因素组合类型实际有730种。

具体做法是将因素分级得分（10～100分）分别用1、2、3、4、5、6、7、8、9、+这10个代码表示，将原来单元因素得分用相应的代码表示，然后按照表1中因素顺序把7个因素的得分代码合并到一起，作为单元全因素组合类型标识，如某单元全因素组合类型标识为“1849+44”，则说明该单元坡度得分为10分，有机质得分80……以此类推。

1.3.2 单元限制因素组合类型设计
分析限制因素组合类型，首先需要定义主要限制因素与其限制程度。

由于作物生长取决于生活环境对其最适生长环境因素值的满足程度（本文用因素得分标识）。

满足程度小的则是影响作物生长的主要限制因素，也是影响农用地生产能力发挥的主要原因。

满足程度最小的为第一限制因素，即最大限制因素，次之为第二限制因素，依次类推[24]。

根据这一原则和表1分级分值标准，分等因素得分在50及以下时，该因素就会对作物生长有主要限制作用。

如坡度在15°～25°时（即坡度得分40），必须修筑梯田才能耕种，坡度≥25°则不宜耕；土壤有机质含量小于0.6%（即有机质得分50分）属于养分贫瘠；表层土壤质地为砾质土、土壤重度以上盐渍化、无灌溉排水条件已严重影响农用地耕作。

因此将分等因素得分在10～50分（标识代码为1、2、3、4、5）之间的视为高限制因素。

而坡度在5°以下的极缓坡；表层土壤为壤土或黏土；灌溉能充分满足、排水良好、无盐渍化的农用地基本无限制的农用地，而这类因素得分在90～100分，因此将得分在90～100分（标识代码为9、+）之间的视为低限制因素（之所以将得分为100分的分等因素也归为低限制因素，是因为因素得分只是一种相对高低，尽管其得分为100分，但并不表示该因素对作物生长的限制作用为0，绝对无限制的因素是不存在的，因此最终将得分为100分的因素归为低限制因素）。

进而，将剩余得分在60～80分（标识代码为6、7、8）之间的视为中等限制因素。

然后，用“高中低”组合替代前文组合的代码标识，如前文“1849+44”组合的限制类型组合为“高中高低低高高”。

然后再以高限制因素为主要限制因素，并结合其含有的高限制因素个数确定最终限制因素组合类型，如上述“高中高低低高高”的最终限制因
310 农业工程学报 2010年
素组合类型是“4坡度+质地+灌溉+排水”，其中“4”表示高限制因素个数，“坡度+质地+灌溉+排水”则是主要高限制因素类型组合；最终汇总出42种类型（见表3），其中类型中不包含高限制因素的，其含有的高限制因素个数用“0”标识，因素组合根据其含有的中等限制因素确定。

1.3.3 农用地整理类型判定标准
一般来讲，因素限制程度达到中等水平时就对农用地生产潜力的发挥具有明显限制作用[25]；从表3限制因素组合类型的C L（C L是分等中间成果之一，即农用地自然质量分，其数值大小在一定程度上可以体现农用地自然质量的优劣）值可以看出，组合类型含有的限制因素个数越多，C L值越小，即农用地质量越差，这说明未来整理改造此类农用地的难度越大。

因此可以判断，一个限制因素组合类型中，高限制因素个数越多，该单元农用地改造难度就相对越大。

与此同时，农用地整理改造难度还与限制因素本身性质有关，含有相同高限制因素个数的农用地单元，由于高限制因素组合不同，使得最终改造方向、难度也不一样。

因此，本文确定的农用地整理类型分区基本原则如下：
1）优先考虑高限制因素个数和单元C L大小对农用地改造难易程度的影响。

根据前文分析结果，组合类型中含有的高限制因素个数越多，农用地C L越小，即农用地综合质量越差，受技术、成本和时间制约，农用地整理改造的难度也就越大。

2）重点考虑限制因素性质对农用地整理类型分区的影响。

农用地整理虽然是一种系统整理工程，但只有把握了整理的重点和方向，才能有效提高整理效率，因此分区的目的就将具有相同整理方向的类型归为一类，以便于整理中采取近似的工程类型和技术措施。

从具体限制因素看，克服和改造坡度的难度最大、工程类型最复杂，尽管可通过修筑梯田改变坡度，但并不是一朝一夕可以实现的[26]，而且要更多地考虑水土保持和生态影响；对于土壤有机质含量、表层土壤质地、土地构型这3个因素，从土壤性质的特征响应时间（土壤特征响应时间是指土壤在时间上的变化周期或特性，可用CRT值来表示）（一般用CRT表示）看，它们的响应周期均在100 a 以上（其中有机质含量相应时间在10～100 a）[27]，可见要彻底改造这3个土壤因素，需要长时间的大型土壤改良工程的投入，难度相对较大；而土壤盐渍化、灌溉保证率和排水条件是7个分等因素中相对最易改造的，基本通过对农田基础设施的建设和维护实现，时间成本相对较低。

3）以分等单元为研究单元。

由于天津市农用地分等比例尺为较大（1∶5 000），以分等单元为基础进行农用地整理类型分区是很详细和准确的，可以据此进行具体地块的农用地整理项目的整理标准（目标等）设定和工程设计。

基于上述原则，最终将42种限制因素组合类型划分为3个农用地整理类型区，具体分区标准见表2。

表2 天津市农用地整理类型分区标准
Table 2 Standards of farmland consolidation type zoning in
Tianjin
类型区 分区标准
含有3个及以上高限制因素的
含有2个高限制因素且同时含有坡度高限制因素的
类型区一
含有1个高限制因素且同时含有坡度高限制因素的
含有2个高限制因素但同时不包含坡度高限制因素的
含有1个高限制因素且同时含有表层土壤质地或
土体构型或土壤有机质含量高限制因素的
类型区二
含有0个高限制因素且同时含有3个及以上中等限制因素的
含有1个高限制因素且同时含有盐渍化程度或灌溉保证率或
排水条件高限制因素的
类型区三
含有0个高限制因素且同时含有2个及以下中等限制因素的
2 结果与分析
2.1 限制因素组合类型
利用ARCGIS9.2软件，根据因素组合类型中含高限
制因素个数绘制限制类型分布图（图1），结果见表3。

图1 天津市农用地分等单元限制因素类型区Fig.1 Zones of farmland limiting factors type in Tianjin
表3 天津市农用地限制因素组合类型汇总表Table 3 Farmland limiting factors and their combined types
限制因素组合类型C L值面积/hm2
0坡度+有机质+灌溉0.88 209.00 0坡度+有机质+土地构型+灌溉0.84 39.69 0有机质0.95 7
858.00 0有机质+灌溉0.88 70
073.41 0有机质+土体构型0.93 454.32 0有机质+土体构型+灌溉0.86 40
536.46 0有机质+土体构型+盐渍化0.88 650.84 0有机质+土体构型+盐渍化+灌溉0.82 1
633.96
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限制因素组合类型C L值面积/hm2
0有机质+土体构型+盐渍化+排水0.81 31
186.99 0有机质+盐渍化0.89 3
940.58 0有机质+盐渍化+灌溉0.81 51
927.76 0有机质+盐渍化+灌溉+排水0.79 87.76 0有机质+质地0.92 4.39 0有机质+质地+灌溉0.86 168.67 0有机质+质地+土体构型+盐渍化+灌溉0.79 1
245.54 0汇总0.86 210
017.35 1灌溉0.77 207
629.65 1排水0.74 23
361.43 1坡度0.86 10.08 1土体构型0.79 17
574.76 1盐渍化0.70 846.56 1有机质0.83 1
407.65 1质地0.83 590.26 1汇总0.79 251
420.39 2灌溉+排水0.66 584.56 2坡度+灌溉0.77 116.31 2坡度+质地0.79 28.72 2土地构型+灌溉0.65 59.21 2土体构型+灌溉0.70 1
444.77 2盐渍化+灌溉0.63 2
404.14 2盐渍化+排水0.65 55.30 2有机质+灌溉0.74 1
320.45 2有机质+土体构型0.82 132.90 2有机质+盐渍化0.75 571.98 2质地+灌溉0.74 8
893.90 2汇总0.72 15
612.24 3坡度+土体构型+灌溉0.71 0.10 3坡度+质地+灌溉0.71 1
065.06 3土地构型+盐渍化+灌溉0.59 23.77 3盐渍化+灌溉+排水0.54 43.02 3质地+灌溉+排水0.62 323.90 3质地+土体构型+灌溉0.68 1
063.20 3质地+盐渍化+灌溉0.63 16.55 3汇总0.64 2
535.60 4坡度+质地+灌溉+排水0.59 199.70 4坡度+质地+土体构型+灌溉0.65 191.15 4汇总0.68 390.85 总计0.80 479
976.42 注：1）C L值为面积加权平均值；2）含有0个高限制因素的组合类型其组
合因素选择中等限制因素。

天津市农用地以有0个或1个自然高限制因素为主，其中，含有1个高限制因素的农用地面积最多（为25.1
万hm2），约占农用地分等总面积的52.38%，其包含7
种限制因素组合类型，主要分布在宝坻北部、静海大部、东丽大部以及塘沽西部，多受“1灌溉”类型的限制，其
次是“1排水条件”和“1土地构型”；含有0个高限制
因素的农用地面积略低于1个高限制因素农用地面积，
其包含15种限制因素组合类型，主要分布在蓟县南部、武清大部、大港以及近郊的津南、北辰和西青，以受“0
有机质+灌溉”、“0有机质+盐渍化+灌溉”、“0有机质+土体构型+灌溉”、“0有机质+土体构型+盐渍化+排水”类型限制的农用地面积居多；含有2个及以上高限制因素的农用地面积较少，其总和约占农用地分等总面积的3.86%，主要分布在蓟县北部山区，但限制因素组合类型比较多样。

2.2 农用地整理类型区
按照农用地整理类型判定标准，将全部农用地分为3种整理类型区（图2，表4）。

图2 天津市农用地整理类型区
Fig.2 Farmland consolidation type zones of in Tianjin
表4 天津市农用地整理类型分区汇总表
Table 4 Summary of farmland consolidation type zones
整理类型限制因素组合类型面积/hm2
1坡度10.08
2坡度+灌溉116.31
2坡度+质地28.72
3坡度+土体构型+灌溉0.10
3坡度+质地+灌溉 1 065.06
3土地构型+盐渍化+灌溉23.77
3盐渍化+灌溉+排水43.02
3质地+灌溉+排水323.90
3质地+土体构型+灌溉 1 063.20
3质地+盐渍化+灌溉16.55
4坡度+质地+灌溉+排水199.70
4坡度+质地+土体构型+灌溉191.15 类型区一
汇总 3 081.56
0坡度+有机质+灌溉209.00
0坡度+有机质+土地构型+灌溉39.69
0有机质+土体构型+灌溉40 536.46
0有机质+土体构型+盐渍化650.84 类型区二
0有机质+土体构型+盐渍化+灌溉 1 633.96
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整理类型限制因素组合类型面积/hm2
0有机质+土体构型+盐渍化+排水31 186.99
0有机质+盐渍化+灌溉51 927.76
0有机质+盐渍化+灌溉+排水87.76
0有机质+质地+灌溉168.67
0有机质+质地+土体构型+盐渍化+灌溉 1 245.54
1土体构型17 574.76
1有机质 1 407.65
1质地590.26
2灌溉+排水584.56
2土地构型+灌溉59.21
2土体构型+灌溉 1 444.77
2盐渍化+灌溉 2 404.14
2盐渍化+排水55.30
2有机质+灌溉 1 320.45
2有机质+土体构型132.90
2有机质+盐渍化571.98
2质地+灌溉8 893.90 类型区二
汇总162 726.52
0有机质7858.00
0有机质+灌溉70 073.41
0有机质+土体构型454.32
0有机质+盐渍化 3 940.58
0有机质+质地 4.39
1灌溉207 629.65
1排水23 361.43
1盐渍化846.56 类型区三
汇总314 168.34
总计479 976.42 类型区一，农用地含有的高限制因素个数多在3个以上（且多受坡度限制），其中以“3质地+土体构型+灌溉”和“3坡度+质地+灌溉”为主要限制类型。

该区面积0.3万hm2，是3个类型区中面积最少的，多散布在蓟县北部山区。

由于农用地自然限制因素个数多、C L平均分值低、且多个限制因素组合类型含有坡度限制，因此农用地整理难度很大，基本属于不可改造区，但由于坡度大，水土流失严重，因此要注意加强对土壤侵蚀和水土流失的防护与治理工作，以对荒坡地的整理和改善生态环境为主要目标。

具体工程措施可包括：1）将坡耕地修筑成水平梯田（修筑梯田时应先将表层熟土剥离，待平整后回填），并配套灌溉、排水措施，加厚土层以便减少水土流失；配合梯田建设，布置水土保持林、护坡林等农田防护工程以保持水土。

2）由于该区地下水有一定开采潜力，因此在靠近水源区可以建设灌溉水源和取水工程等井灌工程。

类型区二面积16.3万hm2（约占分等总面积34%），大部分集中在近郊4个区县，以及大港和宁河西南部，包含22种限制因素组合类型，主要限制类型是“0有机质+盐渍化+灌溉”、“0有机质+土体构型+灌溉”。

尽管该区农用地限制因素中等，或者只含有1、2个高限制因素，但由于其限制因素及组合类型属于不易改造的土壤因素（如土地构型、土壤质地），需要经过长时期的大型工程改造才能克服，大型土壤改良与综合整治工程可作为该区农用地长期整理目标。

具体工程措施主要包括：1）要注重培肥土壤，提高土壤质量标准；2）因地制宜地采用地面引水和打井开采地下水相结合的方法增加水源，以提高抗旱能力；同时适度开沟挖排水沟，防止雨后和灌溉后积水受渍，合理安排排灌设施的布局，防止水土和肥料的流失，提高灌溉保证率。

3）平整土地，深耕翻土，增施有机肥，改善土壤结构和提高土壤肥力。

类型区三，是3个类型区面积最大的，集中分布在宝坻、静海、蓟县南部以及武清大部，包含8种C L限制因素组合类型，以“1灌溉”为主要限制类型。

该类型区农用地自然限制因素少、C L值中等、农用地整理难度小，属于近期易通过改善农田基础设施或典型盐渍化治理即可提高农用地生产能力的类型区。

由于该类型区面积最大，且相对最易整理，因此可作为天津市农用地整理的重点区，其主要目标以完善农田基础设施、做好典型区域盐渍化治理、建设高标准农田为主。

具体工程措施主要包括：1）加强农田基本建设，建设抗旱高标准农田。

综合考虑地形坡度、水源位置以及土壤质地等条件，合理设计引水模式以及沟渠布局体系，提高灌溉保证率。

2）增施有机肥，培肥土壤。

3）采取综合措施，加速土壤脱盐。

以工程措施抬高水库和湖泊的灌溉蓄水面，发展和完善梯级河网，积极拦截本地径流、过境水、回归水，因地制宜地开发利用地下水，发展井灌；在低洼易涝和盐碱严重的地区布置沟洫畦田和台田，设置排涝泵站等。

3 结论与讨论
天津市农用地C L限制因素组合类型复杂多样，但总体上以“1灌溉”、“0有机质+灌溉”、“0有机质+盐渍化+灌溉”、“0有机质+土体构型+灌溉”、“0有机质+土体构型+盐渍化+排水”5种类型面积居多，且灌溉、有机质和盐渍化的限制相对普遍，因此这3个因素是农用地整理需要重点考虑的限制因素。

从整理类型分区结果看，天津市农用地近期整理潜力集中在整理难度最小的类型区三，未来可把宝坻、静海、蓟县等3个农业大县作为农用地重点整理区，以加强农田基础设施建设和典型盐渍化治理为重点；远期可考虑对改造难度较大的类型区二如武清、宁河等区县进行长期重点整理，以土壤综合整治为重点；而对于面积少且不易改造的类型区一，由于主要位于蓟县北部山区，仍需做好水土保持工程建设。

由于天津市农用地分等工作的比例尺大（1∶5 000），在此基础上进行确定的各个分等单元的分等因素组合类型是很详细和准确的，可以据此进行具体地块的农用地整理项目的整理标准（目标等）设定和工程设计；按此工程设计施工的土地整理区的农用地将能够达到设定的目标，从而满足耕地占补平衡按等级折算、土地利用总体规划中“基本农田面积不减少，质量不降低”等土地管理工作的需求。

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[参 考 文 献]
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