The Coupling and Coordinated Development of Ecological Environment and Economy in Yunnan Province under the Constraints of Resources and Environment
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摘要: 面对不断加剧的资源环境约束压力，保护生态环境与提高经济发展水平之间的矛盾成为云南省面临的现实问题。以云南省为研究区域，基于熵值法、耦合协调度模型探究资源环境约束下2010—2020年云南省生态环境与经济发展的耦合协调状况。结果表明：2010—2020年云南省经济系统综合得分整体低于生态系统综合得分且两者均处于低水平阶段，两系统耦合度整体处于高水平阶段，协调等级出现小波动但整体仍然呈上升增长趋势。由此提出完善社会基础设施，引入高新技术加快城市更新；健全自然生态环境保护体制，强化和完善环境立法工作；充分发掘资源优势，创新开发旅游业的政策建议。Abstract: In the face of the increasing pressure of resource and environmental constraints, the contradiction between protecting the ecological environment and improving the level of economic development has become a realistic problem faced by Yunnan Province. Taking Yunnan Province as the research area, this paper explored the coupling and coordination of ecological environment and economic development in Yunnan Province from 2010 to 2020 under the constraints of resources and environment based on entropy method and coupling coordination model. The research results show that: the overall comprehensive score of economic system in Yunnan Province from 2010 to 2020 was lower than that of ecological system, and both were at a low level, and the overall coupling degree of the two systems was at a high level, the coordination level fluctuated slightly, but the overall trend was still upward. Therefore, it was proposed to improve the social infrastructure and introduce new and high technologies to speed up urban renewal; perfect the natural ecological environment protection system, strengthen and improve environmental legislation; fully explore the resource advantages and innovate the policy suggestions for tourism development.
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Keywords:
- ecological environment /
- economics /
- coupling coordination
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我国自改革开放以来经济快速增长的同时也受到了资源环境的约束。从资源约束方面来看，截至2020年我国用于改善受水地区环境的人工生态环境补水量相比2010年增长了187.23亿m3，自然资源不断被消耗，全国50%的城市存在水短缺问题；另外，我国耕地资源和淡水资源在全世界分别仅占9%和6%，而我国人口却占世界人口的20%，资源约束趋紧。从环境约束方面来看，自改革开放以来我国工业不断发展壮大，与此同时，能源消费总量增长了近８倍，工业碳排放占比高达70%，工业排放加剧了空气污染问题，全国空气质量超标的城市占70.7%；另外，我国50%的水域遭受污染，水域污染严重的城市占全国城市的70%。云南省2019年水土流失总面积达102136 km2，占全省面积的25.9%；同时水资源也不断在减少，相比2018年水资源总量减少了30.5%，而工业废水排量却不断增加，趋近2010年的两倍。据2020年统计数据，云南省工业部门对经济增长的贡献率只有22%，而工业部门能源消耗量占比高达65.5%，能源高消耗导致高碳排放量，继而增加环境负担。云南位于我国西南边陲，受特殊区位、地理环境等众多因素共同影响，经济发展主要依托于旅游业的发展，旅游业依托独天得厚的自然资源环境，因此资源环境是云南省经济发展的重要条件。而云南省经济长期处于高资源投入、高消耗、周期长、低效益的粗放型发展，资源环境成本高。因此，面对资源与环境双重压力，保护资源环境与促进经济发展之间的矛盾成为云南省发展面临的重要问题；另外云南省自然资源相对匮乏，资源利用率偏低，在当前自然资源相对短缺和环境约束的现实双重压力下，对云南省生态环境与经济协调发展问题进行分析并提出相应对策具有重要现实意义。
一、 文献综述
目前，学界已经就我国经济发展与生态环境之间的协调发展问题进行了大量的理论与实证分析。从研究维度上看，任星等从压力、状态、响应三个维度对中原城市群的资源环境协调发展状况进行评价[1]。索贵彬等从协同和高质量发展两个维度，对资源环境约束下京津冀城市协同高质量发展状况进行了综合评价和对比分析[2]。从研究方法上看，关于经济发展与生态环境关系的研究所采用的方法主要为耦合协调度模型[3-5]、主成分分析法[6]、线性回归方程[7]等，李怡娜还应用灰色关联法探究影响经济发展与生态环境的耦合协调度的指标[8]。还有学者在经济与环境二元系统中引入土地利用[9]、旅游产业[10-11]、区域水资源[12]、人口[13]等多元系统进行综合分析研究。从研究结论上看，苏玥认为关中平原经济群生态环境与经济发展两者耦合协调度还具有很大的提升空间，并且不同影响因素对耦合协调度的提升程度不同[14]。史宝娟等认为2014提出京津冀协同发展战略后，京津冀地区的生态环境与经济发展的耦合协调度得到了较明显的提升，说明京津冀协同发展有利于三个地区间的生态保护和经济发展[15]。郭静静通过研究我国生态环境与经济发展耦合关系得出结论：经济我国经济增长与环境污染存在关系，其中工业污染物排放是影响生态环境与经济耦合协调发展的重要因素[16]。
关于云南省经济发展与生态环境之间的协调发展问题，韩丽红[17]、周瑞刚[18]、曹舒蕾[19]等通过引入人口系统构建多元系统并分别说明了经济因素仍然是影响云南省人口—经济—生态环境协调发展的主要因子；滇中城市经济圈的人口、资源与环境发展不协调,存在资源支撑力和环境承载力弱的问题；粗放式的经济增长方式给人口和资源环境带来的压力也在不断增大。朱科等以文山州为例分析生态脆弱区经济发展与生态环境的耦合协调关系[20]。江鑫等以昭通市为例对经济增长和环境污染各项指标进行EKC模型拟合研究发现云南省集中连片特困地区的经济发展易受生态脆弱的限制而落入生态贫困陷阱[21]。
综上所述，我国学者对城市群经济与环境协调发展做了大量研究，认为生态环境与经济协调发展还存在很大的提升空间，经济发展与生态环境协调发展的问题亟待解决。纵观现有研究，从资源短缺与环境约束双重压力的现实角度对生态环境与经济的耦合协调发展进行研究的文献还较为缺乏，因此从资源短缺与环境约束的角度探究阻碍云南省经济与环境协调发展的因素，针对问题提出相应对策对缓解云南省经济发展中面临的资源环境约束压力以及促进云南经济发展与生态环境协调发展具有重要意义。
二、 指标体系的构建、数据来源与研究方法
（一） 指标体系的构建
生态环境发展与当地经济发展关系是极其复杂且密切的内在关系，因此对其评价指标体系的构建上遵循科学性、可比性、可行性以及数据可获取性原则，且能真正反映在资源环境约束下云南省经济发展和生态环境质量状况以及它们之间的协调发展水平。本研究通过文献分析法，参考借鉴李玉霞等[22]、祁敖雪等[23]、毛文贤等[24]学者的研究成果选取人均GDP、社会消费零售总额、人均可支配收入3个指标，由于云南省经济增长主要以第三产业为主且工业部门处于高消耗低产出的现状，针对这一特性在前三个指标的基础上再选取第三产业产值比重以及工业产值比重构成5个经济系统评价指标来说明云南省经济发展的综合情况。另外，对众多的云南省生态环境影响因素进行筛选和优化后，本文主要考虑云南省资源环境成本比较高的工业部门，因此选取污水排放量、工业SO2排放量、工业废水排放量、城市污水处理率、一般工业固体废物综合利用率、可吸入颗粒物、能源消费总量7个指标体现云南省生态环境压力，造林总面积、水资源总量、空气质量综合指数3个指标体现云南省生态环境水平，总共10个指标构成生态环境系统评价指标说明云南省生态环境综合发展水平。由生态环境系统和经济系统两个部分组成云南省经济与环境耦合协调发展分析指标体系，如表1所示。
表 1 资源环境约束下云南省生态环境与经济耦合协调评价指标体系目标层 准则层 指标层 权重 生态环境与
经济协调
发展系统生态环境
系统指标污水排放量 0.069 可吸入颗粒物 0.074 工业SO2排放量 0.096 工业废水排放量 0.076 城市污水处理率 0.057 一般工业固体废物综合利用率 0.049 能源消费总量 0.041 造林总面积 0.047 水资源总量 0.062 空气质量综合指数 0.088 经济系
统指标人均GDP 0.061 第三产业产值比率 0.061 工业总产值比率 0.085 社会消费零售总额 0.077 人均可支配收入 0.058 （二） 数据来源
以云南省为研究单位，共有16个州市，时间范围为2010—2020年，所需数据来源于《云南省统计年鉴》《云南省国民经济和社会发展统计公报》及《云南省水资源公报》。
（三） 研究方法
1. 熵值法
本文采用熵值法重新确定指标权重。首先，熵值法根据样本中各项指标数据自身信息量的大小计算出指标权重，可以有效避免指标选择和赋权的主观性[25]。其次，影响生态环境与经济协调发展的有关制约因素比较繁杂，采用熵值法进行赋权更为科学合理。具体步骤如下：
（1）将m个样本中的n 个评价指标按照顺序排列成原始数据矩阵
${X} = {\left({{X}}_{{ij}}\right)}_{{m}\times {n}}(1\leqslant{i}\leqslant {m}, 1\leqslant {j}\leqslant {n})$ ，Xij即为第i个样本中的第j个指标[26]。（2）数据标准化处理。采用极差法对指标数据进行处理，消除量纲的影响。最终计算指标权重结果见表1。
$$ 正向指标: X{'_{ij}} = \frac{{{X_{ij}} - \min {X_{ij}}}}{{\max {X_{ij}} - \min {X_{{\text{ij}}}}}} $$ (1) $$ 负向指标： X{'_{ij}} = \frac{{\max {X_{ij}} - {X_{ij}}}}{{\max {X_{ij}} - \min {X_{ij}}}} $$ (2) $$ 计算 {{X}'}_{{i}{j}} 的比率: {S_{ij}} = \dfrac{{X{'_{ij}}}}{{\displaystyle\sum_{i = 1}^n {X{'_{ij}}} }} $$ (3) $$ 计算各指标的熵值: {R_{ij}} = \dfrac{{\displaystyle\sum_{i = 1}^n {\ln {S_{ij}}} }}{{\ln m}} $$ (4) $$ 计算指标权重: {W_j} = \dfrac{{1 - {R_j}}}{{n - \displaystyle\sum_{i = 1}^n {{R_j}} }} $$ (5) 计算系统各指标评价综合值：
$$\begin{aligned} {U_i} = \displaystyle\sum_{i = 1}^m {{W_i}X{'_i}} {U_j} = \displaystyle\sum_{j = 1}^m {{W_j}X{'_j}} \end{aligned}$$ (6) 2. 耦合度与耦合协调度
耦合度指多个独立系统及其之间产生的复杂相互作用与影响，实现独立系统间协调稳定发展时的动态联系，反映各个系统之间的相互依赖和相互制约程度以及系统间协调状况的好坏。用C表示系统耦合度，若Ｃ越大，说明生态环境与社会间的耦合度越强；反之，则弱。目前耦合度等级无统一划分标准，结合相关划分标准，本文耦合度等级划分标准见表2。
表 2 耦合等级划分标准耦合度 耦合度发展阶段 （0.00～0.30） 低水平耦合阶段 [0.30～0.50) 拮抗阶段 [0.50～0.80) 磨合阶段 [0.80～1.00) 高水平耦合阶段 协调是系统间维持发展、相互关联且互为依托的关系。耦合协调度模型是专门用于统计分析独立系统之间的整体协调发展水平的工具，是基于两个系统耦合且彼此依赖的基础上实现积极的发展，同时反应两个系统在耦合基础上的协调状况的优劣，更能反应资源约束下云南省经济系统与生态环境系统的和谐程度，综合反应耦合与协调性。基于此，本文将构建耦合协调度模型反映云南省地区经济系统与环境系统彼此作用的协调程度和两系统间动态的发展过程，可以更好地分析研究及评价生态环境系统与经济系统之间的协调发展状况。具体步骤如下：
$$ C = 2 \times {\left(\dfrac{{{U_1}\times{U_2}}}{{{U_1} + {U_2}}}\right)^{\tfrac{1}{2}}} $$ (7) $$ T = {{\text{β}} _1}{U_1} + {{\text{β}} _2}{U_2} $$ (8) $$ D = \sqrt {C \times T} $$ (9) U1 和 U2 分别是生态环境系统和经济发展系统综合得分值，T是两系统的综合得分，D代表系统耦合协调度，β1，β2代表权重，本文中经济系统与生态环境系统权重均为0.5。D的取值为[0, 1]，D越大说明生态环境系统与经济系统发展水平越协调，反之协调程度越低，参考相关数据分析平台耦合协调度等级划分标准（表3）。
表 3 耦合协调度等级划分标准耦合协调度D值区间 协调等级 耦合协调程度 （0.0～0.1） 1 极度失调 [0.1～0.2） 2 严重失调 [0.2～0.3） 3 中度失调 [0.3～0.4） 4 轻度失调 [0.4～0.5） 5 濒临失调 [0.5～0.6） 6 勉强协调 [0.6～0.7） 7 初级协调 [0.7～0.8） 8 中级协调 [0.8～0.9） 9 良好协调 [0.9～1.0） 10 优质协调 三、 结果与分析
（一） 云南省生态环境系统与经济系统耦合度
根据计算公式（6）计算得出2010—2020年云南省生态环境系统综合得分U1与经济系统U2综合得分（表4）。并根据表4的结果绘制云南省2010—2020年生态环境系统与经济系统综合评价指数趋势图（图1）。
表 4 2010—2020年云南省生态环境系统与经济系统综合评价指数年份 生态环境系统
综合得分（U1）经济系统综合
得分（U2）2010 0.292 0.089 2011 0.241 0.106 2012 0.236 0.117 2013 0.204 0.130 2014 0.305 0.138 2015 0.359 0.154 2016 0.404 0.188 2017 0.403 0.205 2018 0.360 0.185 2019 0.348 0.253 2020 0.404 0.253 从整体上看，云南省生态环境系统综合得分呈上升趋势，但2010—2013年呈下降趋势，2013年后快速增长直至2017年开始小幅度下降，2020年恢复到2016年水平。峰值出现在了2016年和2020年，这表明2016年和2020年云南省生态环境发展水平达到最佳状态。2010—2020年生态环境系统得分一直高于经济系统，说明生态环境系统发展态势好于经济系统。促进经济发展政策取得成效的同时，生态环境发展得分增长趋于平缓且出现下降，表明经济发展过程中给生态环境造成了一定程度的负面影响。
从图1中可看出经济系统综合得分一直呈平稳上升趋势，直至2018年出现小幅度下降波动后又呈快速增长趋势至2019年呈平稳趋势。这说明2010—2017年云南省经济发展水平有所提升但速度较为缓慢，2017—2018年经济发展水平有所下降，但2018年后经济发展水平增长速度开始加快，这是因为这一时期云南省政府提出促进社会经济发展的一系列政策逐步取得了良好成效，促进了全省经济的快速增长。2010—2013年以及2018—2019年两个时间段内，云南省经济系统与生态环境系统间呈一定程度负相关的特征。
根据公式（7）计算出2010—2020年云南省生态环境与经济发展的耦合度，并按照表2中的耦合等级划分标准进行划分，结果见表5，根据表5结果绘制2010—2020年云南省生态环境与经济发展的耦合度趋势图（图2）。据表5显示：在2010—2020年这十年间，云南省生态环境与经济发展的耦合度除2010年和2013年耦合等级分别为低水平耦合阶段和拮抗阶段外，其余均处于高水平耦合阶段。从图2可看出云南省生态环境系统与经济系统耦合度有巨大波动，首先从2010—2012年大幅度上升后又大幅度下降，2014年大幅度上升并保持稳定在高水平耦合阶段，说明2014年后云南省生态环境系统与经济系统相互作用及相互影响强烈，两者协同发展。
表 5 2010—2020 云南省生态环境与经济发展的耦合度及耦合等级年份 耦合度C值 耦合等级 2010 0.295 低水平耦合阶段 2011 0.964 高水平耦合阶段 2012 1.000 高水平耦合阶段 2013 0.383 拮抗阶段 2014 0.969 高水平耦合阶段 2015 0.949 高水平耦合阶段 2016 0.969 高水平耦合阶段 2017 0.986 高水平耦合阶段 2018 0.990 高水平耦合阶段 2019 0.987 高水平耦合阶段 2020 1.000 高水平耦合阶段 （二） 云南省生态环境系统和经济系统耦合协调度分析
将表4计算结果代入公式（8）计算出协调指数T值，再将表5中耦合度C值计算结果代入公式（9）得到耦合协调度D值，根据表3对耦合协调度等级划分标准进行划分，结果如表6所示。根据表6可知，2010—2020年耦合协调度D变化趋势整体呈上升趋势，协调等级也逐步上升，这表明十年来云南省经济与环境耦合协调发展水平逐年提高，反映出云南省地区整体对生态经济系统与经济系统协调发展的重视程度逐年提升。但其中，2010年和2013年二者耦合协调程度为中度失调，此时云南省处于经济滞后阶段，随着云南省经济的高速发展以及政府对生态环境问题的重视，2014—2020年随着云南省经济发展水平的提升耦合协调度从初级协调逐步升级到优质协调。
表 6 2010—2020年云南省生态环境与经济发展的耦合协调度及耦合协调类型年份 协调指
数T值耦合协调
度D值协调
等级耦合协
调程度2010 0.225 0.257 3 中度失调 2011 0.151 0.382 4 轻度失调 2012 0.173 0.416 5 濒临失调 2013 0.131 0.224 3 中度失调 2014 0.405 0.626 7 初级协调 2015 0.584 0.744 8 中级协调 2016 0.794 0.877 9 良好协调 2017 0.842 0.911 10 优质协调 2018 0.680 0.820 9 良好协调 2019 0.850 0.916 10 优质协调 2020 0.989 0.994 10 优质协调 四、 结论与建议
（一） 结论
本研究通过构建资源环境约束下云南省生态环境与经济发展二元系统的指标体系，利用耦合协调度模型对该二元系统的协调程度进行分析得出以下结论。
1. 云南省生态环境与经济发展均处于滞后阶段
2010—2020年云南省经济发展水平在不断提升，生态环境也趋向良好，但还是存在经济系统发展态势劣于生态系统发展态势且二者自身发展水平均处于滞后阶段。这是由于云南省经济基础较差、城市发展动力不足、缺乏科技支撑等原因导致城市经济水平落后。2010—2013年和2018—2019年两个时间段内由于急切追求经济发展，以粗放型发展模式、以资源环境为代价追求经济利益，形成不合理的发展模式导致生态环境系统与经济系统逆向性发展。
2. 云南省生态环境系统与经济系统耦合度总体处于高水平阶段
总体上，2010—2020年间云南省经济系统与生态环境系统同向性发展且具有较强的关联度。2010年云南省经济发展过于落后，2013年又因大力推动工业发展而忽视资源环境成本，缺乏生态环境保护意识，对生态环境造成负面影响，导致这两年耦合度水平偏低。
3. 云南省生态环境系统和经济系统的耦合协调等级逐步上升
2010—2020年，云南省经济系统和生态环境系统正在从无序状态向有序状态转变。2010年和2013年由于经济发展基础非常薄弱以及不良的生态环境反作用于经济的健康发展致使两系统的发展相互制约，导致协调程度接近严重失调状态，说明经济发展基础及生态环境健康是影响云南省生态环境与经济耦合协调发展水平的主要因素。
（二） 建议
综上所述，在面对自然资源短缺和环境约束的双重压力下，云南省2010—2020年经济系统与生态环境系统耦合度虽出现波动但总体上处在较高水平，系统协调度也整体呈上升趋势，存在二者综合发展水平偏低且相互制约的问题。基于此，提出如下建议。
1. 完善社会基础设施，引入高新技术加快城市更新
先进的基础设施是经济发展的重要前提之一，城市更新是激活城市发展动力的源泉，城市发展有了动力才能提高经济竞争力。因此，未来云南省在发展过程中应加强社会基础设施建设，发挥高新技术的作用，提高经济发展过程中资源配置效率，因地制宜、合理规划，避免高消耗低收益的发展模式。
2. 健全自然生态环境保护体制，强化和完善环境立法工作
在加强生态环境的保护和治理工作中，明确责任主体，切实减少工业污染排放，提高资源综合循环利用效率，做到经济发展与生态环境保护同时进行，以实现经济与生态环境互相促进的良性发展，从而促进云南省经济与生态环境的协调可持续发展。
3. 充分发掘资源优势，创新开发旅游业
要同时解决云南省经济和生态环境发展滞后的问题，可以从资源环境成本较低的旅游业入手，立足于云南省得天独厚自然资源环境优势运用大数据、物联网、互联网技术推进旅游业信息化，推动旅游业品牌化建设，延伸价值链。不仅有利于促进旅游业经济收益的提高，还有利于生态环境的保护，进一步促进生态环境与经济发展的耦合协调等级的上升。
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表 1 资源环境约束下云南省生态环境与经济耦合协调评价指标体系
目标层 准则层 指标层 权重 生态环境与
经济协调
发展系统生态环境
系统指标污水排放量 0.069 可吸入颗粒物 0.074 工业SO2排放量 0.096 工业废水排放量 0.076 城市污水处理率 0.057 一般工业固体废物综合利用率 0.049 能源消费总量 0.041 造林总面积 0.047 水资源总量 0.062 空气质量综合指数 0.088 经济系
统指标人均GDP 0.061 第三产业产值比率 0.061 工业总产值比率 0.085 社会消费零售总额 0.077 人均可支配收入 0.058 
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表 2 耦合等级划分标准
耦合度 耦合度发展阶段 （0.00～0.30） 低水平耦合阶段 [0.30～0.50) 拮抗阶段 [0.50～0.80) 磨合阶段 [0.80～1.00) 高水平耦合阶段
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表 3 耦合协调度等级划分标准
耦合协调度D值区间 协调等级 耦合协调程度 （0.0～0.1） 1 极度失调 [0.1～0.2） 2 严重失调 [0.2～0.3） 3 中度失调 [0.3～0.4） 4 轻度失调 [0.4～0.5） 5 濒临失调 [0.5～0.6） 6 勉强协调 [0.6～0.7） 7 初级协调 [0.7～0.8） 8 中级协调 [0.8～0.9） 9 良好协调 [0.9～1.0） 10 优质协调
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表 4 2010—2020年云南省生态环境系统与经济系统综合评价指数
年份 生态环境系统
综合得分（U1）经济系统综合
得分（U2）2010 0.292 0.089 2011 0.241 0.106 2012 0.236 0.117 2013 0.204 0.130 2014 0.305 0.138 2015 0.359 0.154 2016 0.404 0.188 2017 0.403 0.205 2018 0.360 0.185 2019 0.348 0.253 2020 0.404 0.253
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表 5 2010—2020 云南省生态环境与经济发展的耦合度及耦合等级
年份 耦合度C值 耦合等级 2010 0.295 低水平耦合阶段 2011 0.964 高水平耦合阶段 2012 1.000 高水平耦合阶段 2013 0.383 拮抗阶段 2014 0.969 高水平耦合阶段 2015 0.949 高水平耦合阶段 2016 0.969 高水平耦合阶段 2017 0.986 高水平耦合阶段 2018 0.990 高水平耦合阶段 2019 0.987 高水平耦合阶段 2020 1.000 高水平耦合阶段
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表 6 2010—2020年云南省生态环境与经济发展的耦合协调度及耦合协调类型
年份 协调指
数T值耦合协调
度D值协调
等级耦合协
调程度2010 0.225 0.257 3 中度失调 2011 0.151 0.382 4 轻度失调 2012 0.173 0.416 5 濒临失调 2013 0.131 0.224 3 中度失调 2014 0.405 0.626 7 初级协调 2015 0.584 0.744 8 中级协调 2016 0.794 0.877 9 良好协调 2017 0.842 0.911 10 优质协调 2018 0.680 0.820 9 良好协调 2019 0.850 0.916 10 优质协调 2020 0.989 0.994 10 优质协调
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百度学术
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