施建剛+張永剛+吳光東

摘要 從系統(tǒng)論的角度來看，城市生命體是一個具有新陳代謝、生長發(fā)育、遺傳變異、自適應和應急性等特征的復雜巨系統(tǒng)。由于座落位置無法移動，更需要在長期的生存競爭中找準適合自己發(fā)展的競爭生態(tài)位和競爭策略。本文認為，城市競爭生態(tài)位是一個城市在時間和空間上的相對特定位置及其與環(huán)境的功能關系，一個城市生命體的城市競爭生態(tài)位越強，從外界獲取的各類資源就越多，跨入更高發(fā)展能級的概率就更大。從城市生命體的生命特征出發(fā)，按照對城市生命體發(fā)展至關重要、具有廣泛代表性且可量化分析、盡可能精簡等原則，本文選取了反映新陳代謝（A）、生長發(fā)育（B）、遺傳變異（C）、自適應和應急性（D）等4大類19項因子，采用信息熵方法來確定各指標的權重系數(shù)，提出了基于生命特征的城市競爭生態(tài)位評價分析模型。在此基礎上，以實證研究的方式，選取了包括上海、南京、杭州等26市在內的長三角地區(qū)城市群，測算出有關城市在1984—2014 年間的城市競爭生態(tài)位和4大類城市競爭子生態(tài)位。綜合運用時空對比、相關性分析等方法，對相關數(shù)據(jù)進行分析發(fā)現(xiàn)：① 城市競爭生態(tài)位總體呈上升態(tài)勢；② 城市競爭生態(tài)位增長不平衡；③ 城市競爭生態(tài)位逐步出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象；④ 城市競爭生態(tài)位距首位城市越近增長越快；⑤ 遺傳變異子生態(tài)位對城市競爭生態(tài)位變化影響相對較大。根據(jù)有關分析結論，提出相應針對性對策建議：① 進一步強化首位城市的功能；② 著力提升城市群發(fā)展的質量；③找準城市競爭策略實現(xiàn)錯位發(fā)展；④ 加強與首位城市或中心城市的互補發(fā)展；⑤ 加大固定資產投資、科技教育支出等方面投入。

關鍵詞 城市競爭生態(tài)位；生命特征；新陳代謝；生長發(fā)育；遺傳變異

中圖分類號 F291.1文獻標識碼 A文章編號 1002-2104（2018）01-0035-09DOI：10.12062/cpre.20170616

隨著經濟社會的發(fā)展和人口的快速增長， 全球的城市化進程不斷加快，目前全世界已有超過一半的人口生活在城市中，預計到2025年將有超過2/3的人口居住在城市。從系統(tǒng)論的角度看， 城市是一個特殊的生命體，和其他生物物種一樣，在長期的生存競爭中都擁有一個最適合自己生存的時空位置。生命體間的競爭是永恒的，城市生命體作為一個復雜巨系統(tǒng)，由于座落位置無法移動，顯然更多地存在城市群內的競爭，更需要找準適合自己發(fā)展的時空位置和競爭策略。因此，從城市生命體的角度出發(fā)，對城市在城市群的競爭生態(tài)位進行研究是非常有必要的，也非常具有現(xiàn)實意義。

1 文獻綜述

生命體的概念，是一個貫穿人類文明史至今尚無定論的動態(tài)概念，具有顯著的時代特征。20 世紀后期開始，微觀生物學領域的發(fā)展給了宏觀生命現(xiàn)象全新的解釋，人工生命的興起更是對人們的生命觀帶來了巨大的沖擊，并逐漸引起科學領域認知思想的變化。生物學對于生命現(xiàn)象的解釋和研究方法為城市研究提供了一個新的視角，也為新的城市發(fā)展理論奠定一個新的認識基礎，催生了城市生命體理論的產生和發(fā)展[1-2]。

作為一個復雜巨系統(tǒng)，城市生命體同樣表現(xiàn)出顯著的生命特征，同時又由相關的子系統(tǒng)及組成子系統(tǒng)的要素和組織單元構成支撐體系。綜合國內外有關論述[2-4]，本文認為城市生命體的主要特征包括：①新陳代謝。城市生命體的新陳代謝體現(xiàn)在與外界進行能量、信息及物質的交換。城市生命體的新陳代謝系統(tǒng)主要包括：物質代謝、能量代謝和信息代謝系統(tǒng)。物質代謝系統(tǒng)主要指通過對物質資源的同化和異化作用，實現(xiàn)物質代謝，是城市生命體存在、生長和發(fā)育的物質基礎；能量代謝系統(tǒng)為城市提供賴以生存和發(fā)展的能量，是城市生長發(fā)育的動力因素；信息代謝系統(tǒng)主要是指信息交換，是城市生命體生長發(fā)育的催化劑。新陳代謝是城市生命體賴以生存和發(fā)展的首要特征，也是維系其他生命特征的基礎。②生長發(fā)育。城市生命體的生長發(fā)育是一個從無序到有序的過程，伴隨著量變和質變，在此過程中逐漸形成完整的組織和功能結構，這個過程表現(xiàn)出非線性、自組織和螺旋向上發(fā)展的特征，并受其自身條件和自組織規(guī)律的制約。城市生命體的生長發(fā)育是一個發(fā)展過程，逐步經歷初創(chuàng)、成熟、衰退、乃至消亡等發(fā)展階段，主要體現(xiàn)為人口增長、面積擴張、經濟產出等能力。③遺傳變異。城市生命體在生長發(fā)育的過程中，表現(xiàn)出顯著的遺傳和變異特征。遺傳指為城市生命體后一發(fā)展階段的生長發(fā)育提供基礎，并且有前后關聯(lián)作用的有關因素，如固定資產投資、存款余額等；變異指引發(fā)城市生命體生長發(fā)育突變的因素，如重大科技創(chuàng)新等，而這些都基于大量的教育和科技投入。④自適應和應激性。城市生命體的自適應性體現(xiàn)在對外部環(huán)境和自身特征的適應，通過不斷地調整自身的屬性，提高其生存發(fā)展能力和與其它城市生命體競爭的能力，主要體現(xiàn)在城市的經濟發(fā)展能力、社會管理能力等；應激性是指城市對內外部環(huán)境的變動及時做出反應，確保城市的安全穩(wěn)定和運行有序，主要體現(xiàn)在應急處置能力等。

國外對于城市生命體的直接研究相對較少，主要集中在將城市與生命體之間的概念建立聯(lián)系，然后將生命科學中的技術和思想引入到城市科學中來，并試圖解決比較具體的城市管理方面問題[5-6]。2001年以來，國內相關研究有所增多，主要集中在城市生命體概念界定、城市生命體運行機制、城市生命體狀態(tài)評價等方面。有的通過對比分析城市和生命體的物質組成，將城市生命體定義為某些特定的物質實體，并與生命的物質實體建立對應關系[7-9]； 有的從不同角度探討生命機制、城市生命體等概念在土地利用演化、城市特征提取等領域的應用[10-14]；還有的從生命的基本特征出發(fā)，把生命看作是一種特殊的現(xiàn)象，通過分析城市的生命特征來建立城市與生命體的聯(lián)系，進而對城市生命體的運行狀況進行評價[15-21]?？傮w來看，絕大多數(shù)是將城市與生命體進行機械的對比，或者結合城市表現(xiàn)出來的某些生命特征開展研究，基本是將城市作為單獨的生命體甚至是解剖后的生命體進行研究，而沒有從城市生命體的角度對城市競爭進行過研究。

2 基于生命特征的城市競爭生態(tài)位評價體系endprint

綜合國內外相關學者對城市生態(tài)位的闡釋[22-24]，生態(tài)位既反映城市在特定時期、特定環(huán)境中的生存位置，也反映城市在該環(huán)境中的自然資源、社會資源、經濟資源等城市生態(tài)因子所形成的梯度上的位置，還反映城市在生存空間中的物質、資金、人力、技術和信息流動過程中扮演的角色。因此，可以將城市競爭生態(tài)位概括為：一個城市在時間和空間上的相對特定位置及其與環(huán)境的功能關系。

城市生命體所在的地域是不變的，而不同的地域擁有各異的資源稟賦。城市之間的競爭，首先是參與城市生命體所在地域內的競爭，然后再參與地域以外城市生命體的競爭。城市生命體的競爭力強弱，既和外部條件有關，更重要的是自身生命特征的強弱。如城市競爭生態(tài)位越強，其從外界獲取的各類資源就越多，對生長發(fā)育、遺傳變異、新陳代謝、自適應和應激性等生命特征也能起到更多的促進作用，該城市生命體就有更大的概率跨入更高的發(fā)展能級。

2.1 指標的選取與體系構建

城市競爭生態(tài)位指標選擇的原則是：①指標與生命特征密切相關，對城市生命體的發(fā)展至關重要；②指標具有廣泛的代表性，并且可量化分析；③指標盡可能精簡，代表性優(yōu)先，數(shù)量次之。從城市生命體的生命特征出發(fā)，將城市競爭生態(tài)位指標對應分解為新陳代謝、生長發(fā)育、遺傳變異、自適應和應急性等4方面19項指標（見表1），從而提出較為簡便易行的計算模型，使綜合的城市競爭生態(tài)位計算成為可能。指標選取分析如下：

（1）新陳代謝指標。選擇的6個指標分別從城市的內部消耗、外部交換方面考慮，其中用水量、用電量、社會消費品主要表征的是城市的內部消耗，是保障城市運行的最基本要素，客運量、貨運量、郵電通訊業(yè)務量主要表征的是城市的外部交換，即與外界進行的人口、物質、信息等交換。

（2）生長發(fā)育指標。選擇的4個指標分別從城市的主體、載體、經濟能力方面考慮，城市生長發(fā)育的主體是城市人口，載體最明顯的是城市建成區(qū)面積的變化，GDP表征的是城市每年的經濟能力的增長規(guī)模，公共財政收入表征的是城市經濟能力的內在增長質量。

（3）遺傳變異指標。選擇的4個指標分別從固定資產投入、存量資源、變量方面考慮，金融機構存款余額表征的是城市潛在的其他資源，固定資產投資額表征的是城市為下階段發(fā)展所投入的資源，科技支出、教育支出則是推動城市人才培養(yǎng)、技術變革等遺傳變異的主導因素。

（4）自適應和應急性指標。主要從政府治理、公共衛(wèi)生方面考慮，公共管理和社會組織人均GDP體現(xiàn)的是政府在經濟發(fā)展方面的治理能力，公共管理和社會組織人均服務人口數(shù)體現(xiàn)的是政府在社會發(fā)展方面的治理效率，醫(yī)院床位數(shù)、醫(yī)生數(shù)、保險費則表征的是城市應對突發(fā)情況（特別是出現(xiàn)人員傷亡事故時）的處置能力。

2.2 基于生命特征的城市競爭生態(tài)位模型的構建

構建基于生命特征的城市競爭生態(tài)位模型，需要從相應指標體系出發(fā)，確定各個指標及其權重系數(shù)，然后通過相應模型進行計算，得出相應數(shù)據(jù)和結論。

2.2.1 權重的確定

從基于生命特征的城市競爭生態(tài)位指標體系可以看出，需要確定各個指標的權重。目前常用的方法有加權和法、層次分析法、數(shù)據(jù)包絡分析、信息熵等[23-25]。由于在不同評價對象間差異較大的指標，其所包含的信息量較多，其權重系數(shù)也應較大，故本文采用信息熵方法來確定各指標的權重系數(shù)。信息熵是Shannon于1948年提出的，優(yōu)點是能從信息源系統(tǒng)的不確定性出發(fā)，用概率測度和數(shù)理統(tǒng)計的方法，表征系統(tǒng)的無序度。即對于一個不確定性系統(tǒng)，若用隨機變量X表示其狀態(tài)特征，對于離散型隨機變量， X={x1，x2，…，xn}，每一取值對應的概率為P={p1，p2，…，pn}（0≤Pi≤1，i=1，2，…，n），且∑Pi=1，則該系統(tǒng)的信息熵為：S=-∑Piln（Pi）。

對基于生命特征的城市競爭生態(tài)位基于信息熵的指標Fi而言，其權重βj確定的步驟如下[24]：

首先，為了克服正向、逆向以及適度指標對計算結果的影響，需要原始數(shù)據(jù)進行標準化處理。

適度指標為：

2.2.2 評價過程

基于生命特征的城市競爭生態(tài)位指標體系中，n個生態(tài)因子的標準化值記作x1，x2，……，xn，不同城市的觀測值構成n維生態(tài)向量：Xt=（xt1，xt2，……，xtn），xtj（j=1，2，……，n）是生態(tài)因子j的現(xiàn)實生態(tài)位，n個生態(tài)因子最適于居民生活和城市發(fā)展的值即最佳生態(tài)位。xaj（j=1，2，……，n）。確定基于生命特征的城市競爭生態(tài)位計算模型為：

3 實證分析——以長三角地區(qū)城市群為例

長江三角洲城市群（以下簡稱長三角城市群）在上海市、江蘇省、浙江省、安徽省范圍內，由以上海為核心、聯(lián)系緊密的多個城市組成，主要分布于國家“兩橫三縱”城市化格局的優(yōu)化開發(fā)和重點開發(fā)區(qū)域。規(guī)劃范圍包括：上海市，江蘇省的南京、無錫、常州、蘇州、南通、鹽城、揚州、鎮(zhèn)江、泰州，浙江省的杭州、寧波、嘉興、湖州、紹興、金華、舟山、臺州，安徽省的合肥、蕪湖、馬鞍山、銅陵、安慶、滁州、池州、宣城等26市，國土面積 21.17 萬 km2，2016 年地區(qū)生產總值14.72萬億元，總人口1.5 億人，分別約占全國的 2.2%、19.8%、11.0%。長三角城市群是我國經濟最具活力、開放程度最高、創(chuàng)新能力最強、吸納外來人口最多的區(qū)域之一，是“一帶一路”與長江經濟帶的重要交匯地帶，在國家現(xiàn)代化建設大局和全方位開放格局中具有舉足輕重的戰(zhàn)略地位。與國際上領先的其他城市群相比，長三角城市群存在首位城市功能相對較弱、城市群發(fā)展質量不高、城市包容性不足、城市建設無序蔓延、生態(tài)系統(tǒng)功能退化等問題，值得引起重視和關注，并采取相應的對策措施[26]。

3.1 數(shù)據(jù)標準化和計算

本文所采用數(shù)據(jù)主要來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒》（1985—2015年）[27]，以及部分上海市、江蘇省、浙江省的統(tǒng)計年鑒和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)的獲取上盡量保持一致性。通過計算，1984—2014年長三角地區(qū)26城市基于生命特征的競爭生態(tài)位計算數(shù)據(jù)見表2（由于政府中期計劃一般為5年、數(shù)據(jù)可得性等原因，為便于數(shù)據(jù)分析和比較，選取計算樣本數(shù)據(jù)的時間間隔為5年）。endprint

新陳代謝、生長發(fā)育、遺傳變異、自適應和應急性等城市競爭子生態(tài)位的計算數(shù)據(jù)分別如下：

（1）新陳代謝城市競爭子生態(tài)位計算結果見表3。分析發(fā)現(xiàn)：1984—2014年，新陳代謝子生態(tài)位增長最快的分別是泰州、安慶、滁州、紹興和金華，分別增長了832%、313%、262%、233%、169%；揚州則下降了46%，主要原因是揚州市行政區(qū)劃于1996年8月作了調整，原由揚州市代管的泰興、姜堰、靖江、興化4個縣級市劃歸泰州市管轄。

（2）生長發(fā)育城市競爭子生態(tài)位計算結果見表4。分析發(fā)現(xiàn)：1984—2014年，生長發(fā)育子生態(tài)位增長最快的分別是泰州、紹興、蘇州、寧波和南通，分別增長了278%、261%、222%、170%、117%；馬鞍山則略有下降，2015年數(shù)值僅為1985年的96%。

（3）遺傳變異城市競爭子生態(tài)位計算結果見表5。分析發(fā)現(xiàn)：1984—2014年，遺傳變異子生態(tài)位增長最快的分別是泰州、金華、滁州、南通和蘇州，分別增長了815%、551%、538%、532%、521%。

（4）自適應和應急性城市競爭子生態(tài)位計算結果見表6。分析發(fā)現(xiàn)：1984—2014年，自適應和應急性子生態(tài)位增長最快的分別是泰州、寧波、滁州、蘇州和合肥，分別增長了153%、101%、99%、62%、57%；金華、常州、蕪湖、無錫、馬鞍山則分別下降了35%、25%、24%、18%和18%，主要是保費等數(shù)據(jù)偏低，落后于城市群平均發(fā)展水平。

3.2 分析評價

綜合運用時空對比、相關性分析等方法[28-29]，對長三角城市群26個城市基于生命特征的競爭生態(tài)位相關數(shù)據(jù)進行分析，可以發(fā)現(xiàn)：城市競爭生態(tài)位總體呈上升態(tài)勢；城市競爭生態(tài)位增長不平衡；城市競爭生態(tài)位逐步出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象；城市競爭生態(tài)位距首位城市越近增長越快；遺傳變異子生態(tài)位對城市競爭生態(tài)位變化影響相對較大等。

具體如下：

（1）城市競爭生態(tài)位總體呈上升態(tài)勢。除上海、銅陵2個城市的城市競爭生態(tài)位1999年以來逐年下降外，其他24個城市的競爭生態(tài)位總體呈上升態(tài)勢，特別是其中的泰州、滁州、蘇州、寧波、紹興和合肥，2014年城市競爭生態(tài)位比1984年分別增長了309%、153%、152%、135%、128%和111%。由于城市群中城市競爭生態(tài)位的指標中，大多數(shù)正向指標的參照系為上海，故也可理解為上海的城市競爭生態(tài)位1999年以來落后于城市群中其他城市的平均增長水平。

（2）城市競爭生態(tài)位增長不平衡。上海的新陳代謝、生長發(fā)育、遺傳變異等城市競爭子生態(tài)位1984年至2014年間總體變化不大，但自適應和應急性城市競爭子生態(tài)位下降明顯，從1999年的0.914下降到2015年的0.762；第二層次城市中的蘇州城市競爭生態(tài)位自2000年以來連續(xù)超過無錫、寧波、南京和杭州，躍居至2014年的第2位，增長比較明顯，城市競爭子生態(tài)位間也比較均衡；第三層次城市中的泰州的新陳代謝、生長發(fā)育、遺傳變異、自適應和應急性等城市競爭子生態(tài)位比較均衡，城市競爭生態(tài)位增長在各城市中也遙遙領先。

（3）城市競爭生態(tài)位逐步出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象。由表2可以看出，26個城市之間由最初的差別不大，逐漸分成4個層次，即：第一層次（1個）：上海（F>0.8）；第二層次（6個）：蘇州、杭州、南京、寧波、合肥、無錫（0.25

（4）城市競爭生態(tài)位距首位城市越近增長越快。蘇州和嘉興距城市群中首位城市上海的距離均小于無錫和湖州，在1984年時蘇州（0.163）和嘉興（0.093）的城市競爭生態(tài)位均小于無錫（0.195）和金華（0.126），但到2014年時蘇州（0.409）和嘉興（0.161）的城市競爭生態(tài)位均已超越無錫（0.262）和湖州（0.145）。由此可見，距離首位城市越近，承接溢出效應的效果越明顯，對拓展自身的城市競爭生態(tài)位也更有利。

（5）遺傳變異子生態(tài)位對城市競爭生態(tài)位變化影響相對較大。以城市競爭生態(tài)位變化較大的泰州、滁州、蘇州、寧波、紹興和合肥來看，幾個城市2014年遺傳變異城市競爭子生態(tài)位分別比1984年增長了9.15倍、6.38倍、6.21倍、4.58倍、4.64倍和5.03倍，均明顯超出4.15倍的平均水平，與城市競爭生態(tài)位變化存在明顯的正相關關系。而分析遺傳變異城市競爭子生態(tài)位發(fā)現(xiàn)，其主要由固定資產投資額、金融機構存款余額、科技支出、教育支出等指標組成，故上述因素對城市競爭生態(tài)位具有明顯的促進作用。

3.3 對策建議

城市群之所以稱之為群落，在于各城市間存在一定的協(xié)作關系，并以整體的形式參與外部競爭，并獲取優(yōu)勢競爭地位。通過有關數(shù)據(jù)計算和分析，提出以下對策建議：

（1）進一步強化首位城市的功能。從首位城市——上海的有關數(shù)據(jù)看，上海的薄弱之處主要在自適應和應急性。特別是1999年以來，上海的自適應和應急性城市競爭子生態(tài)位也從1999年的0.914下降到2014年的0.762，城市的安全運行越來越脆弱，醫(yī)院床位數(shù)、醫(yī)生數(shù)、保險費收入等公共服務指標明顯跟不上發(fā)展的步伐。建議上海注重加強完善醫(yī)療、衛(wèi)生、應急等公共服務資源，加快補齊短板、均衡發(fā)展，進一步鞏固和強化首位城市的地位，引領整個城市群積極參與外部競爭。

（2）著力提升城市群發(fā)展的質量。從各城市的競爭生態(tài)位變化與新陳代謝子生態(tài)位變化來看，1984年以來各城市的新陳代謝子生態(tài)位增長了154%，而城市競爭生態(tài)位僅增長了71%?？梢?，各城市的新陳代謝增長速度遠遠超出城市群競爭生態(tài)位的增長速度，也意味著現(xiàn)有的單位城市生態(tài)位發(fā)展消耗了更多水、電、消費品等資源，總體的發(fā)展質量有待提高。建議各城市進一步注重資源節(jié)約和循環(huán)利用，加大產業(yè)轉型升級力度，提高資源的利用和轉化效率，推動實現(xiàn)與外部環(huán)境間的均衡發(fā)展。

（3）找準城市競爭策略實現(xiàn)錯位發(fā)展。具體到城市群中四個層次的城市，第一層次城市，建議采取擴充與強化的策略，全方位加強自身的生態(tài)位；第二層次城市，建議采取多種生態(tài)位競爭策略，根據(jù)不同的競爭對手，特別是根據(jù)與現(xiàn)實的和潛在的競爭對手之間競爭優(yōu)勢的對比狀況，選擇最佳的競爭策略；第三、第四層次城市，建議采取錯位競爭策略，根據(jù)自身的資源組合及其所處的外界環(huán)境條件，在區(qū)域的分工中選擇區(qū)別于競爭對手的生態(tài)位，發(fā)展經濟并承擔與其優(yōu)勢相符的城市職能。

（4）加強與首位城市或中心城市的互補發(fā)展。從有關分析結果可以看出，距離首位城市或中心城市越近，承接溢出效應的效果越明顯，對拓展自身的城市競爭生態(tài)位也更有利。首位城市以外的其他城市，需要進一步加強與首位城市或中心城市的對接，注重經濟的銜接和互補，努力將溢出效應發(fā)揮至最大。特別是隨著長三角城市群間高鐵、城際鐵路等的快速發(fā)展，時空上的差異將變得越來越小。建議更多地加強與首位城市在信息、資金、技術、人才等方面的互補，推動城市群內城市的協(xié)同和集群發(fā)展。

（5）加大固定資產投資、科技教育支出等方面的投入。從有關分析結果可以看出，遺傳變異的子生態(tài)位適宜度與城市競爭生態(tài)位存在很強的正相關關系，固定資產投資額、金融機構存款余額、科技支出、教育支出等二級指標對城市競爭生態(tài)位具有明顯的促進作用。各城市要提升自身的生態(tài)位，在新陳代謝、生長發(fā)育、遺傳變異、自適應和應急性等四個基于生命特征的子生態(tài)位指標中，應更多地從遺傳變異子生態(tài)位著力，加大固定資產投資額、金融機構存款余額、科技支出、教育支出等方面的推進力度，可以起到事半功倍的作用。

4 結 論

在借鑒國內外有關研究成果的基礎上，本文從城市生命體的角度對城市在城市群中的競爭生態(tài)位進行研究，提出了4方面19項指標的城市競爭生態(tài)位指標體系，構建了基于生命特征的城市競爭生態(tài)位計算模型，豐富了城市競爭評價的相關指標體系和評價模型，并據(jù)此對長三角地區(qū)城市進行了實證分析，并提出相應的對策建議，對城市提升自身競爭力、提高城市發(fā)展能級等具有較強的參考和借鑒作用。但在理論推導和實證研究中，也還存在評價模型的指標選擇還不夠全面，實證的樣本數(shù)量、時間跨度等存在局限。下一步，將從理論支撐、邏輯結構、實證分析等方面繼續(xù)努力，著力完善基于生命特征的城市競爭生態(tài)位相關理論和模型，進一步深化拓展城市競爭評價的方法和途徑。

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