摘要:運用因子分析法對2009年河南省18個地級市城市化發(fā)展水平進行測度,在此基礎(chǔ)上采用全局和局域空間關(guān)聯(lián)分析法對河南省城市化發(fā)展的空間分異規(guī)律進行分析,并探討其主要影響因子。研究表明:①2009年河南省區(qū)域城市化發(fā)展水平差異顯著,整體上呈西北向東南遞減的趨勢;②河南省城市化水平全局Moran’s I值為0.369 5,整體上呈顯著的正相關(guān)性,在空間上具有較強的集聚性和依賴性;③局域空間關(guān)聯(lián)分析顯示河南省城市化發(fā)展水平存在局部空間集聚現(xiàn)象,而大部分地區(qū)空間關(guān)聯(lián)性并不顯著;④河南省城市化空間差異的主要驅(qū)動因子有經(jīng)濟發(fā)展因子、社會發(fā)展因子、基礎(chǔ)設(shè)施因子、城市擴張因子和非農(nóng)化因子。
關(guān)鍵詞:城市化;空間差異;因子分析;空間自相關(guān);河南省
中圖分類號:C979 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2013)02-0472-06
對城市化的研究一直是相關(guān)學科研究的熱點,學術(shù)界對其研究的方法和評價測度技術(shù)也日趨成熟[1,2],學者們以不同的研究尺度、研究內(nèi)容和研究方法對城市化區(qū)域差異問題進行了深入的研究:在研究尺度上,多尺度的綜合研究和比較研究不斷增多[3-5]。在研究內(nèi)容上,主要有城市化的空間形態(tài)與特質(zhì)[6]、城市化空間格局的特征研究[7,8]、城市化的空間過程研究[9]和城市化的空間機理研究[10,11]等。而研究的方法更是日趨多樣化,從原來的定性研究、統(tǒng)計描述等方法[12]逐步過渡到空間分析、數(shù)理模型模擬等多種分析方法綜合應(yīng)用的階段[13]。
本研究擬選取反映區(qū)域城市化水平的綜合指標建立評價指標體系,運用因子分析方法和探索性空間數(shù)據(jù)分析方法(Exploratory spatial data analysis,ESDA),結(jié)合GIS軟件對影響城市化水平的綜合指標進行定量分析,探討2009年河南省城市化水平的空間差異及其影響因素,以期為促進河南省城市化協(xié)調(diào)發(fā)展,推進中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè),實現(xiàn)中原崛起和河南振興提供參考依據(jù)。
1 研究區(qū)概況
河南省位于中國中部地區(qū),介于東經(jīng)110°21′-116°39′,北緯31°23′-36°23′之間;2009年全省經(jīng)濟總量為19 480.46億元,位居中國第五位。由于河南省人口基數(shù)大,農(nóng)村勞動力數(shù)量眾多,河南省城市化水平較低,僅為37.7%,較全國平均城市化水平46.6%低8.9個百分點,與相鄰6個省份和中部6省的城市化水平相比也處于最低水平(表1)。2009年河南省有縣級以上城市38個;城區(qū)面積4 025.8 km2,其中建成區(qū)面積為1 913.3 km2,比2000年增加839.3 km2;城鎮(zhèn)人口由2000年的2 201萬增加到了2009年的3 758萬;城市化水平也較2000年增加了14.5個百分點,年均增加1.6個百分點。按照美國城市地理學家諾瑟姆(Ray.M.Northam)1975年提出的城市化過程“S”型曲線發(fā)展規(guī)律[14],目前河南省城市化水平正處在快速上升階段,加快城市化進程成為河南省社會經(jīng)濟發(fā)展的重要推動力。
2 研究方法
2.1 評價指標體系構(gòu)建
為能全面、準確、客觀地反映區(qū)域城市化發(fā)展的綜合水平,在構(gòu)建評價指標體系時,結(jié)合本研究的研究目的,借鑒了已有的綜合評價指標體系成果[15-19],遵循簡明科學性、系統(tǒng)整體性,以及有效性、層次性、可比性、可錄性和可行性原則,結(jié)合城市化的表現(xiàn)形式和內(nèi)涵,歸納為人口城市化、空間城市化、經(jīng)濟城市化和社會城市化等四個方面內(nèi)容,共21個指標(表2)。
2.2 研究方法與模型
2.2.1 因子分析方法 因子分析(Factor analysis)是一種尋找隱藏在可測變量中不能或不易直接觀測到,但影響或支配可測變量的潛在因子,并估計潛在因子對可測變量的影響程度及潛在因子之間關(guān)聯(lián)性的多元統(tǒng)計分析方法。其原理是找出共性因子變量,估計因子模型,計算共性因子變量的取值和對共性因子變量做出合理的解釋[20,21]。其具體評估步驟為:
1)為了避免因量綱不同造成的影響,對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理:
xi=(xi-xi)/Si (1)
式中:xi為第i個指標的均值,Si表示第i個指標的標準差。
2)求相關(guān)系數(shù)矩陣R及R的特征根和特征向量。相關(guān)矩陣:
R=XTX (2)
式中:X為指標體系中各指標值組成的矩陣,求出相關(guān)矩陣R的特征根及其所對應(yīng)的特征向量A,A即為因子載荷矩陣。
3)建立因子模型。通過對可觀測變量X1,X2,…,XP的分析,挖掘出影響這些變量的公共因素F1,F(xiàn)2,…,F(xiàn)q(q
Xi=■aijFj+ei (3)
式中:Fj為主因子,ei為第i個變量的構(gòu)造因子的特殊因子,aij為特征向量矩陣A中的元素。
4)確定因子貢獻率和累計貢獻率。貢獻率可衡量出每個因子所占原始數(shù)據(jù)的信息量的多少,同時以公因子的累計貢獻率大于80%作為因子個數(shù)的選擇依據(jù)。
5)因子載荷的變換。為得出較明確的分析結(jié)果,通過旋轉(zhuǎn)坐標軸,使每個因子載荷在新的坐標系中都能兩極化。
6)計算每個城市的總得分值。通過旋轉(zhuǎn)和計算,得到新的較為理想的因子載荷矩陣和因子得分系數(shù)矩陣。則每個城市的得分值計算公式為:
Si=■djfij (4)
式中:fij為第i個城市第j個公因子的得分,dj作為權(quán)重是第j個公因子的貢獻率,m為選定的公因子個數(shù)。
2.2.2 空間自相關(guān)分析模型 全局Moran’s I(Global Moran’s I)指數(shù)是一種應(yīng)用非常廣泛的全局自相關(guān)統(tǒng)計量,Moran’s I指數(shù)反映的是空間鄰接或空間鄰近的區(qū)域單元觀測值的相似程度[22]。其具體計算公式如下:
I=■ (5)
式中S2=■■(xi-■)2,式中■=■■xi (6)
式中:xi、xj為觀測值;■為觀測值的平均值;wij為空間權(quán)重矩陣,當區(qū)域i和j相鄰接時,wij取1,其他,wij取0;S2為方差。
Moran’s I指數(shù)的取值在-1~1之間,當Moran’s I為正時,表示觀測值之間存在顯著的正相關(guān),呈現(xiàn)高高集聚和低低集聚的空間分布格局;當Moran’s I為負時,表示觀測值之間存在負相關(guān),則高觀測值的區(qū)域與低觀測值的區(qū)域集聚在一起,呈現(xiàn)空間離散分布格局;當Moran’s I為0時,表示不存在空間自相關(guān),觀測值在空間上呈獨立隨機分布格局。對于全局Moran’s I指數(shù),可以用標準化統(tǒng)計量Z來檢驗空間自相關(guān)的顯著性水平。其計算公式為:
Z=■ (7)
式中:E(I)=■為期望值;VAR(I)為變異系數(shù)。
2.2.3 空間關(guān)聯(lián)分析模型 通過全局Moran’s I指數(shù)能夠判斷出現(xiàn)象在空間上的整體分布情況,但難以探測出空間集聚的具體位置及區(qū)域相關(guān)的程度,忽略了空間過程的潛在不穩(wěn)定。而局域空間關(guān)聯(lián)LISA(Local indicators of spatial association)可揭示局部空間單元上某一屬性值與相鄰區(qū)域上同一屬性值的相關(guān)程度[22],其方法有局域Moran’s I(Local Moran’s I)和局域Geary系數(shù)兩種。本研究選用應(yīng)用較廣泛的局域Moran’s I:
Ii=Zi■wijZj (8)
式中:Zi和Zj分別是對于均值和標準差的標準化變量。
此外,Moran散點圖是用來分析兩個變量之間相關(guān)程度的一種圖形。Moran散點圖中,第一、三象限代表正的空間關(guān)聯(lián),第二、四象限代表負的空間關(guān)聯(lián)。其中第一象限(HH)表示本區(qū)域的值高,相鄰區(qū)域的值也高;第二象限(LH)表示本區(qū)域的值低,相鄰區(qū)域的值高;第三象限(LL)表示本區(qū)域的值低,相鄰區(qū)域的值也低;第四象限(HL)表示本區(qū)域的值高,而相鄰區(qū)域的值低。
3 河南省城市化空間差異分析
3.1 河南省城市化綜合評價結(jié)果
利用SPSS 17.0進行計算分析得到因子的特征根和貢獻率,根據(jù)特征根大于1的主因子選擇原則,選取了特征根分別為10.785、2.655、2.092、1.457、1.141,累計貢獻率為86.333%的5個主因子F1、F2、F3、F4、F5,這5個主因子能夠充分解釋并提供原始數(shù)據(jù)所能表達的足夠的信息(表3)。對所選取的5個主因子F1、F2、F3、F4、F5建立因子載荷矩陣,為了便于對各因子載荷進行合理的解釋,采用方差極大法正交旋轉(zhuǎn)得到更清楚的因子載荷矩陣(表4)。
從表4中可以看出,第1個主因子在每萬人擁有圖書數(shù)量、人均GDP,二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP的比重,恩格爾系數(shù)、城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诘谋戎?、城?zhèn)居民人均可支配收入、每萬人擁有醫(yī)生和護士人數(shù),二三產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)比重,千戶擁有互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)、每萬人擁有公交車輛數(shù)上有較大的載荷;第2個主因子在全社會固定資產(chǎn)投資、城鎮(zhèn)社區(qū)服務(wù)設(shè)施基本情況、人均社會消費品零售總額、每萬人擁有在校大學生人數(shù)上有較大的載荷;第3個主因子在燃氣普及率、自來水普及率上有較大的載荷;第4個主因子在人均公園綠地面積、城鎮(zhèn)密度、建成區(qū)面積占轄區(qū)面積的比重上有較大的載荷;第5個主因子在市區(qū)人口密度、人均城市道路面積上有較大的載荷。根據(jù)各主因子中載荷較大的評價指標分布情況,可確定提取的5個主因子F1、F2、F3、F4、F5分別是經(jīng)濟發(fā)展因子、社會發(fā)展因子、基礎(chǔ)設(shè)施因子、城市擴張因子和非農(nóng)化因子。根據(jù)公式(4)計算得到2009年河南省18個地市的城市化水平綜合得分(表5),該分值越大,說明該地市的城市化水平越高,反之越低;其中得分大于零表明城市化水平在全省平均水平之上,得分小于零則表明位于全省平均水平之下。
為表現(xiàn)河南省城市化水平分布的概括性特征,通過SPSS 17.0計算得到2009年各地區(qū)的城市化水平綜合得分的頻率分布特征(表6)并繪制其頻數(shù)分布圖(圖1)。通過分析可以可知:①數(shù)據(jù)的偏度值較大,為4.147,說明數(shù)據(jù)偏離中心且正偏(右偏)態(tài)分布明顯,即河南省區(qū)域城市化水平綜合得分的頻數(shù)分布形態(tài)與正態(tài)分布相比是正偏(右偏)態(tài)的,且數(shù)據(jù)的極端值分布在右端,由計算結(jié)果可知該極端值對應(yīng)的地區(qū)為鄭州;②數(shù)據(jù)的峰度為1.456,大于零,說明頻數(shù)分布較正態(tài)分布的坡度要陡峭,呈尖頂峰狀,即河南省城市化水平綜合得分較高和較低的城市所占的比重均較小,城市化處于中等水平的城市占有較大比重;③中位數(shù)為4.953,大于平均數(shù)0,無眾數(shù),全距為1 230.375,標準差為283.523,均較大;說明河南省各地區(qū)的城市化水平差距很大。
結(jié)合表5中2009年河南省區(qū)域城市化水平綜合得分情況,應(yīng)用MapInfo 7.0軟件,采用自然劃分法,創(chuàng)建2009年河南省城市化發(fā)展水平空間分布圖(圖2),將河南省各地區(qū)按城市化水平綜合得分劃分為高城市化水平區(qū)域、較高城市化水平區(qū)域、中等城市化水平區(qū)域、較低城市化水平區(qū)域和低城市化水平區(qū)域5個類型。由圖2可知:①鄭州屬于高城市化水平區(qū)域;②焦作、濟源、洛陽屬于較高城市化水平區(qū)域;③安陽、鶴壁、新鄉(xiāng)、三門峽、平頂山、許昌、漯河屬于中等城市化水平區(qū)域;④濮陽、開封、商丘、南陽屬于較低城市化水平區(qū)域;⑤周口、駐馬店、信陽屬于低城市化區(qū)域。從整體上看,2009年河南省區(qū)域城市化水平整體上呈現(xiàn)由西北向東南遞減的趨勢;從局部上來看,在以鄭州為中心的中原城市群地區(qū)呈現(xiàn)由中心向邊緣遞減的趨勢,呈現(xiàn)出“中心—外圍”的發(fā)展格局。
3.2 河南省城市化空間自相關(guān)分析
3.2.1 河南省城市化全局空間自相關(guān)分析 本研究運用軟件GeoDa來實現(xiàn)空間自相關(guān)分析,得到2009年河南省城市化水平的Moran's I值為0.369 5,對Moran's I值進行檢驗后,得到對應(yīng)的P值為0.001 0,說明在99.9%的置信度下,2009年河南省城市化水平存在明顯的空間自相關(guān)特征,且為顯著的正相關(guān),呈現(xiàn)高城市化水平區(qū)域與高城市化水平區(qū)域集聚在一起和低城市化水平區(qū)域和低城市化水平區(qū)域集聚在一起的空間格局。以2009年河南省城市化水平綜合評價值為橫軸,對應(yīng)的空間滯后向量值為縱軸,形成2009年河南省城市化水平的Moran散點圖(圖3)。由圖3中可以看出,位于第一(HH)、三(LL)象限的地區(qū)比較多,即這些地區(qū)呈現(xiàn)正的空間關(guān)聯(lián),這類城市占到總數(shù)的5/6,說明2009年河南省城市化水平在空間上呈現(xiàn)明顯的集聚性,即城市化水平高(低)的地區(qū)一般與城市化水平高(低)的地區(qū)相鄰接;其中高值被高值包圍的“高—高集聚”的地區(qū)有:鄭州、焦作、濟源、洛陽、鶴壁、新鄉(xiāng)、許昌、平頂山;低值被低值包圍的“低—低集聚”的地區(qū)有漯河、南陽、商丘、信陽、周口、安陽、駐馬店;說明這些地區(qū)城市化水平與鄰近地區(qū)的城市化水平差異較小。而位于第二、四象限的地區(qū)有濮陽、開封和三門峽,這三個地區(qū)城市化水平呈現(xiàn)負的空間自相關(guān),即城市化水平高(低)的地區(qū)被城市化水平低(高)的地區(qū)所包圍,說明這三個地區(qū)城市化水平與鄰近地區(qū)存在較大的差異。此外,位于第三象限(LL)的地區(qū)仍占到1/3以上,說明實現(xiàn)河南省的城市化的協(xié)調(diào)發(fā)展仍是任重而道遠。
3.2.2 河南省城市化局域空間關(guān)聯(lián)分析 通過計算2009年河南省各地市的城市化水平的LISA值,應(yīng)用軟件GeoDa分析輸出2009年河南省城市化空間關(guān)聯(lián)分布圖(圖4),從圖4中可以看出,2009年河南省城市化水平分布存在著局部空間集聚現(xiàn)象。鄭州、焦作和洛陽連成一片,呈現(xiàn)“高—高集聚”的正關(guān)聯(lián),即這些城市化水平較高的地區(qū)被同樣具有較高城市化水平的地區(qū)所包圍;駐馬店和信陽連在一起,呈現(xiàn)“低—低集聚”的正關(guān)聯(lián),即較低城市化水平的地區(qū)被同樣是較低城市化水平的地區(qū)所包圍。說明這些地區(qū)與鄰近地區(qū)之間的城市化水平差異較小,并對鄰近的地區(qū)有明顯的擴散效應(yīng);而且“高—高集聚”的地區(qū)出現(xiàn)一個城市化發(fā)展的“增長極”,“低—低集聚”的地區(qū)則出現(xiàn)了一個城市化水平的低谷。除鄭州、焦作、洛陽和駐馬店、信陽5個地區(qū)外,其他大部分地區(qū)與相鄰地區(qū)之間關(guān)聯(lián)性并不顯著,且本地區(qū)與相鄰地區(qū)之間存在極化作用,表現(xiàn)為城市化水平空間差異將趨于擴大。
3.3 河南省城市化空間差異影響因子分析
3.3.1 經(jīng)濟發(fā)展因子 通過因子分析法計算得出經(jīng)濟發(fā)展因子的特征根為10.785,貢獻率為51.357%(表3),其貢獻率在5個因子中比重最大,可見其對城市化發(fā)展的影響也是最顯著的;這與大多數(shù)文獻研究顯示城市化綜合水平與經(jīng)濟發(fā)展水平存在著很強的正相關(guān)是相吻合的,即經(jīng)濟水平越高的地區(qū),城市化水平也相應(yīng)越高。根據(jù)表5中的數(shù)據(jù),結(jié)合圖2可以發(fā)現(xiàn):鄭州是區(qū)域內(nèi)城市化水平最高的地區(qū),與其鄰近的焦作、濟源、洛陽、新鄉(xiāng)、平頂山、許昌、漯河的地區(qū)城市化水平均較高,而且這些地區(qū)工業(yè)化程度比較高,二、三產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)和產(chǎn)值均占有較大比重,人均GDP、恩格爾系數(shù)在區(qū)域內(nèi)均處于前列。而處于黃淮地區(qū)的信陽、周口、駐馬店以及與之相鄰的南陽、商丘等地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平一直處于較低的水平,一方面由于這些地區(qū)人口眾多、資源較少,二、三產(chǎn)業(yè)不發(fā)達,另一方面也是受到自然條件和歷史發(fā)展的影響。
3.3.2 社會發(fā)展因子 由表3可知,社會發(fā)展因子的特征根為2.655,貢獻率為12.645%,可見社會發(fā)展對城市化發(fā)展仍有相當大的影響,具體可反映到城市商業(yè)服務(wù)、科教、醫(yī)療等各個方面。鄭州、焦作、洛陽處于高城市化水平的片區(qū),其社會發(fā)展水平在河南省的排名相當靠前,反映到具體指標上就是城鎮(zhèn)社區(qū)服務(wù)設(shè)施比較完善、每萬人擁有在校大學生人數(shù)較多等,也與該地區(qū)社會固定資產(chǎn)投資和社會消費品零售額較高等因素密切相關(guān)。而處于低城市化片區(qū)的信陽、駐馬店、周口、南陽等地區(qū),其科教水平相對落后、農(nóng)村人口比重大,其社會固定資產(chǎn)投資及社會消費品零售總額均較低,其城市化發(fā)展也較為緩慢。
3.3.3 基礎(chǔ)設(shè)施因子 由表3可知,基礎(chǔ)設(shè)施因子的特征根為2.092,貢獻率為9.961%,可見其對城市化的影響也是比較廣泛的?;A(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是城市發(fā)展的基礎(chǔ),以燃氣、自來水普及率為主要指標的基礎(chǔ)設(shè)施因子起著至關(guān)重要的作用,顯然城市化水平越高的地區(qū),其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也越完善,這樣才能滿足更多的城鎮(zhèn)居民的生活需求。因此在城市化發(fā)展水平較高的鄭州、焦作、洛陽等地區(qū),其基礎(chǔ)設(shè)施都是相當完善的,燃氣、自來水普及率基本都在90%以上;而城市化水平較低的信陽、駐馬店、周口、南陽等地區(qū)其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平相對落后,普及率僅為50%~80%,明顯制約了其城市化的發(fā)展進程。
3.3.4 城市擴張因子 由表3可見,城市擴張因子的特征根為1.457,貢獻率為6.936%,可見其對城市化發(fā)展仍有相當大的影響。城市的擴張體現(xiàn)為城區(qū)面積的擴大、城鎮(zhèn)個數(shù)的增加。更具體的可表現(xiàn)在城市建成區(qū)面積的增加、城市公園綠地面積的擴大等。隨著越來越多的人口由農(nóng)村涌向鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市,將有更多的集鎮(zhèn)發(fā)展成為城鎮(zhèn)的一部分,也必然要擴大城區(qū)面積來容納這部分人口。以城市化水平最高的鄭州來說,2000年建成區(qū)面積133.22 km2,2009年達到了337 km2,是2000年的2.5倍多,城市擴張的速度由此可見一斑。
3.3.5 非農(nóng)化因子 從表3還可看出,非農(nóng)化因子的特征根為1.141,貢獻率僅有5.433%,雖對城市化仍有一定影響,但影響程度已經(jīng)比較低。城市化的過程也可以看作是非農(nóng)化的一個過程,它不僅表現(xiàn)為人口的非農(nóng)化,也包括土地的非農(nóng)化;市區(qū)人口密度的增加即是人口的非農(nóng)化,而土地的非農(nóng)化則可表現(xiàn)在城市道路面積的增加。僅從鄭州地區(qū)來說,2000年市區(qū)人口密度為每平方公里2 696人,人均道路面積為6.21 m2;到2009年時,市區(qū)人口密度已達到每平方公里10 060人,人均道路面積6.91 m2。顯然,非農(nóng)化因子在城市化進程中也產(chǎn)生了很大的影響。
4 結(jié)語
1)通過因子分析得出結(jié)果可知,2009年河南省城市化水平較低的地區(qū)仍占較大比重,且區(qū)域之間城市化水平差距較大;中原城市群地區(qū)城市化水平呈現(xiàn)由中心向邊緣遞減的趨勢,符合“中心—外圍”理論的發(fā)展規(guī)律,而整體上則呈現(xiàn)由西北向東南遞減的趨勢。
2)2009年河南省城市化水平的全局Moran's I值為0.369 5,說明2009年河南省各地區(qū)的城市化水平存在顯著的正相關(guān)性,整體上具有較強的空間集聚性和空間依賴性。由Moran散點圖可知河南省5/6的地區(qū)城市化水平存在正相關(guān)。
3)由局域自相關(guān)分析得到的LISA集聚圖可以看出,2009年河南省城市化發(fā)展水平存在局部的空間集聚現(xiàn)象:鄭州、焦作、洛陽為“高—高集聚”區(qū)域,駐馬店、信陽為“低—低集聚”區(qū)域,其余大部分地區(qū)的空間關(guān)聯(lián)性并不顯著。
4)通過對影響河南省城市化水平空間差異的諸多因子進行分析,發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展因子、社會發(fā)展因子、基礎(chǔ)設(shè)施因子、城市擴張因子、非農(nóng)化因子對河南省城市化發(fā)展均有比較顯著的影響,其中經(jīng)濟發(fā)展因子的影響程度最深。
需要指出的是,本研究仍存在著不足:①不同的領(lǐng)域定義標準會得出不同的空間權(quán)重矩陣,從而影響空間自相關(guān)分析的結(jié)果,在這方面仍需進一步研究;②在研究區(qū)域的選取上,小尺度(縣域尺度)的研究可更全面地揭示河南省城市化發(fā)展水平的空間差異規(guī)律,這也是下一步深化研究的方向;③研究區(qū)域不僅與省內(nèi)地區(qū)有相鄰關(guān)系,與相鄰省份的部分地區(qū)也有相鄰關(guān)系,本研究沒有涉及與相鄰省份地區(qū)之間的聯(lián)系,在研究上尚有不足之處,今后的研究工作應(yīng)更全面、更科學,以使研究結(jié)果更具科學性和現(xiàn)實合理性。
(感謝華東師范大學環(huán)境科學系達良俊教授對本文的指導和幫助。)
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