卜海月，華　爽，朱冬雷

（西南大學(xué)，重慶 400715）

城鄉(xiāng)差異、區(qū)域差異與食物碳消費(fèi)的關(guān)系──基于重慶數(shù)據(jù)和引力模型的實(shí)證分析

卜海月，華爽，朱冬雷

（西南大學(xué)，重慶 400715）

該文以渝東南、渝東北各區(qū)縣為研究對(duì)象，運(yùn)用改進(jìn)的地理空間類(lèi)比模型和spss軟件，依據(jù)食物碳含量標(biāo)準(zhǔn)和《重慶統(tǒng)計(jì)年鑒》公布的主要農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，測(cè)算渝東南、渝東北各區(qū)縣對(duì)重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈的碳引力，為政府制定補(bǔ)償農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)環(huán)境治理政策提供依據(jù)。

區(qū)域；差異；引力；碳消費(fèi)

0　引言

在新中國(guó)成立之初，我國(guó)推行重工業(yè)和城市優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略，選擇資本集約型工業(yè)發(fā)展模式，資本過(guò)度集中在工業(yè)和城市，勞動(dòng)力過(guò)度集中在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村，擴(kuò)大了城鄉(xiāng)居民收入和消費(fèi)差距。我國(guó)實(shí)施城鄉(xiāng)一體化發(fā)展戰(zhàn)略［1］，目的在于促進(jìn)農(nóng)業(yè)人口向非農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)移，增加農(nóng)村居民收入。改革開(kāi)放以來(lái)，農(nóng)村人口不斷地向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，農(nóng)村勞動(dòng)力缺乏的問(wèn)題卻又顯現(xiàn)出來(lái)。我國(guó)通過(guò)推行發(fā)展“石油農(nóng)業(yè)”［2］，既能解決農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力不足的問(wèn)題，也能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)業(yè)收入。大工業(yè)化生產(chǎn)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必然影響生態(tài)環(huán)境，甚至污染環(huán)境。農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)地在農(nóng)村，而消費(fèi)地主要在城市，城市應(yīng)分擔(dān)治理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染的責(zé)任。我國(guó)還沒(méi)有制定城市補(bǔ)償農(nóng)村治理環(huán)境污染費(fèi)用的政策，農(nóng)村環(huán)境污染問(wèn)題難以解決。雖然農(nóng)業(yè)是比較利益較小的產(chǎn)業(yè)，但是農(nóng)業(yè)是維持人類(lèi)生存和發(fā)展最基本的產(chǎn)業(yè)［3］，而且為城市居民提供了大面積的生態(tài)足跡，城市補(bǔ)償農(nóng)村環(huán)境治理費(fèi)用符合基本的經(jīng)濟(jì)規(guī)則。

本文根據(jù)生態(tài)足跡理論，以重慶為例，分別計(jì)算城市和農(nóng)村消費(fèi)糧食、蔬菜、食用油、豬肉、魚(yú)蝦的碳盈余量，并運(yùn)用引力模型，計(jì)算重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)貧困區(qū)縣（渝東南、渝東北）的引力，分析重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)農(nóng)村的環(huán)境影響，為政府制定城市補(bǔ)償農(nóng)村環(huán)境治理費(fèi)用政策提供客觀的依據(jù)。

1　文獻(xiàn)回顧

在20世紀(jì)90年代，著名的加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家 WilliamRees在 Odum（1975，1989）、Carton （1982）、Vitousek和Hartwick等人的研究成果的基礎(chǔ)上，提出了生態(tài)足跡的概念，認(rèn)為生態(tài)足跡是指能夠持續(xù)地提供資源或消納廢物的、具有生物生產(chǎn)力的地域空間。他的學(xué)生Wackemagel構(gòu)建了生態(tài)足跡模型［4］。

1997年聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約（UNFCCC）第三次締約方大會(huì)通過(guò)《京都議定書(shū)》，規(guī)定以碳作為國(guó)際定價(jià)的一種標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了碳交易市場(chǎng)形成［5］。

從18世紀(jì)開(kāi)始，愈來(lái)愈多的社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)家把牛頓的物理學(xué)法則用來(lái)研究社會(huì)問(wèn)題，產(chǎn)生了社會(huì)物理學(xué)。1942年Zipf首先把萬(wàn)有引力定律用于城市體系空間相互作用的研究［6］，奠定了城市體系空間相互作用理論基礎(chǔ)。引力模型被廣泛地應(yīng)用于距離衰減效應(yīng)和空間相互作用研究。Russon［7］，Djankov［8］，Matsumoto［9］等人修正了引力模型。雖然在國(guó)內(nèi)城市與區(qū)域之間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系研究起步較晚，但是研究范圍廣泛，研究?jī)?nèi)容包括空間流、空間運(yùn)輸聯(lián)系、經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的空間結(jié)構(gòu)、空間組織、經(jīng)濟(jì)區(qū)劃分等。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)用區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系指標(biāo)研究區(qū)域間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度的成果很多，如孟德友、陸玉麒（2009）運(yùn)用引力模型研究江蘇區(qū)域之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系方向和強(qiáng)弱程度。

運(yùn)用萬(wàn)有引力類(lèi)比公式難以計(jì)算系數(shù)（G），因此Wlison構(gòu)建了Wlison空間相互作用模型［10］，得到不少學(xué)者的高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為這個(gè)模型才是真正具有地理意義的引力模型。陳彥光（2009）把這個(gè)模型還原為負(fù)冪函數(shù)形式，進(jìn)一步完善了引力模型［11］。

本文借鑒生態(tài)足跡理論，把碳作為衡量指標(biāo)，并把農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)量折算成碳消費(fèi)量和盈余量［14］，并對(duì)傳統(tǒng)的牛頓萬(wàn)有引力模型的地理空間類(lèi)比模型［12-16］進(jìn)行改進(jìn)，計(jì)算重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)貧困區(qū)縣的碳引力。

2　模型建構(gòu)及數(shù)據(jù)來(lái)源

本文以重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈以及渝東南、渝東北的17個(gè)區(qū)縣為對(duì)象，應(yīng)用牛頓萬(wàn)有引力模型的地理空間類(lèi)比模型，研究重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)渝東南、渝東北17個(gè)區(qū)縣的碳吸引力。引力模型表示為：

在式（1）中，Iij是i對(duì)j的引力，Mi、Mj分別是i和j的“質(zhì)量”，dij是i與j間的距離，G為引力系數(shù)。由于G對(duì)測(cè)度結(jié)果沒(méi)有影響，取值為1；r為引力衰減系數(shù)，取值為2［17］。

2.1重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)重慶貧困地區(qū)的碳引力模型

假定引力是矢量，具有方向性，重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈是農(nóng)產(chǎn)品的消費(fèi)地，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)地渝東南和渝東北的引力為正數(shù)，不考慮消費(fèi)地的生產(chǎn)盈余，將牛頓萬(wàn)有引力模型的地理空間類(lèi)比模型簡(jiǎn)化為：

在式（2）中，I是重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)貧困地區(qū)的碳吸引力，C1為重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈的碳盈余量，Cj為j地區(qū)的碳盈余量，d為j地區(qū)與重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈之間的距離。

本文假定重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈的碳盈余量為正值，渝東南、渝東北各區(qū)縣的碳盈余量為負(fù)值。

2.2區(qū)域碳消耗量模型

根據(jù)《重慶統(tǒng)計(jì)年鑒（2014）》的農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，選擇重慶居民的糧食、蔬菜、食用油、豬肉和魚(yú)蝦等五種主要農(nóng)產(chǎn)品的消費(fèi)指標(biāo)，計(jì)算2013年重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈和渝東南、渝東北17個(gè)區(qū)縣的城市居民農(nóng)產(chǎn)品消耗量、農(nóng)村居民農(nóng)產(chǎn)品消耗量和城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民農(nóng)產(chǎn)品消耗總量。再根據(jù)食物成分表［18］中各農(nóng)產(chǎn)品的碳折算系數(shù)，即糧食、蔬菜、食用油、豬肉和魚(yú)蝦分別為0.3268克、0.0274克、0.7666克、0.2546克、0.1433克，計(jì)算重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈、渝東南、渝東北三區(qū)域的碳盈余總量分別為-86 517.78噸、1 000 101.72噸、489 930.10噸。

本文運(yùn)用人均食物碳消費(fèi)和碳總消費(fèi)模型［19］，并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。模型推導(dǎo)公式如下：

（3）（4）（5）式中，Wc是食物的碳總量；Wci是i地食物的碳總量；Wj是j地食物的碳盈余量；ri是食物的碳折算系數(shù)；Di是食物的總生產(chǎn)量；Oi是食物的總消費(fèi)量；n是食物種類(lèi)數(shù)。

2.3區(qū)域間的距離

各區(qū)縣政府所在地往往是該地的經(jīng)濟(jì)中心，能輻射和帶動(dòng)周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。假定以各區(qū)縣政府所在地作為該區(qū)縣的幾何中心。重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈與各區(qū)縣間的鐵路運(yùn)輸量占全部貨物運(yùn)輸量的比例較小，高速公路運(yùn)輸量占全部貨物運(yùn)輸量的比例較大。由于對(duì)生鮮農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)囊筝^高，而且農(nóng)產(chǎn)品物流不平衡。因此，靈活快速的中短途公路運(yùn)輸更適合農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸。假定重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈與各區(qū)縣間的農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸方式均為公路運(yùn)輸。以區(qū)縣政府所在地為基點(diǎn)，計(jì)算渝東南、渝東北17個(gè)區(qū)縣與重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈之間的運(yùn)輸距離，計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1　渝東南、渝東北各區(qū)縣與重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈間的距離　單位：km

3　重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)渝東南、渝東北各區(qū)縣的碳引力分析

根據(jù)表1，運(yùn)用（2）式計(jì)算重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)渝東南、渝東北17個(gè)區(qū)縣的引力I。由于I值比較大，所以利用Spss17.0對(duì)I值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理得到I1。由于I1的值有正值和負(fù)值，不利于表達(dá)引力的意義，因此對(duì)I1進(jìn)行線(xiàn)性平移兩個(gè)單位得到I2，其值都是正值。計(jì)算結(jié)果如表2所示。

3.1農(nóng)產(chǎn)品碳盈余總量的碳引力分析

從表2的數(shù)據(jù)表明，重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)墊江縣、豐都縣、梁平縣等地的碳引力較大，原因在于這些地區(qū)不僅糧食產(chǎn)量高，而且與重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈的距離d值較小，碳盈余量較大；雖然城口縣與重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈之間的距離d不是最大，而且城市化水平較低，自產(chǎn)自消量少，但是城口的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平低，導(dǎo)致重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)其碳引力最小。石柱縣不僅山多地少、地多田少、大塊耕地少、農(nóng)業(yè)人均耕地少，而且耕作和灌溉條件差，區(qū)域性特征明顯，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化、組織化、規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，農(nóng)業(yè)抗氣候風(fēng)險(xiǎn)、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的能力差。因此農(nóng)業(yè)生產(chǎn)落后，重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)其碳引力也較小。開(kāi)縣一直保持農(nóng)業(yè)領(lǐng)先地位，不僅農(nóng)業(yè)特色突出，而且農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)明顯，雖然與重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈的距離較遠(yuǎn)，但是重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)其碳引力較大。

表2　重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)17個(gè)區(qū)縣的吸引力——以總碳盈余量計(jì)算

綜上分析，表2的結(jié)果基本反映了重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)渝東南、渝東北各區(qū)縣的實(shí)際碳引力情況，說(shuō)明引力模型合理。

3.2食物消費(fèi)類(lèi)別的差異分析

不僅要分析食物消費(fèi)總量，而且還要分析食物消費(fèi)的結(jié)構(gòu)差異和區(qū)域差異。從表1的結(jié)果表明，渝東北生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)和渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)的糧食和蔬菜碳盈余量均為正值，說(shuō)明重慶都市發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)圈對(duì)渝東南、渝東北各區(qū)縣都有一定的碳引力作用。下面分類(lèi)分析各類(lèi)農(nóng)產(chǎn)品的碳盈余量。

3.2.1食用油的碳盈余量引力分析

計(jì)算食用油碳盈余量的結(jié)果如表3所示。作為糧食生產(chǎn)大區(qū)萬(wàn)州區(qū)的食用油碳盈余量為負(fù)值，這是政府實(shí)施“一圈兩翼”發(fā)展戰(zhàn)略的結(jié)果。萬(wàn)州作為渝東北的區(qū)域中心［20］，城市化率達(dá)到44%，僅低于主城區(qū)，導(dǎo)致居民的飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，食用油消耗量較大。由于豐都、忠縣與重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈的距離較近，而且農(nóng)業(yè)產(chǎn)量高，豐都和忠縣食用油的碳盈余量較大。萬(wàn)州區(qū)和云陽(yáng)縣的食用油為凈流入，不僅沒(méi)有減輕重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈消費(fèi)食用油的碳負(fù)擔(dān)，反而還給其它區(qū)縣增加了一定程度的負(fù)擔(dān)。

表3　重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈和17個(gè)區(qū)縣食用油的碳盈余量

3.2.2豬肉的碳盈余量引力分析

計(jì)算豬肉碳盈余量的結(jié)果如表4所示。從表4表明，雖然豐都、石柱和萬(wàn)州區(qū)距離都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈較近，但是這三個(gè)區(qū)縣對(duì)都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈的引力并不大，三區(qū)縣豬肉的碳負(fù)擔(dān)較輕；墊江、梁平兩地豬肉的碳負(fù)擔(dān)較重，這是因?yàn)閮傻夭粌H距離重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈較近，而且兩地的豬肉生產(chǎn)量大和消費(fèi)能力有限。

表4　重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈和17個(gè)區(qū)縣豬肉的碳盈余量計(jì)算

3.2.3魚(yú)蝦的碳盈余量引力分析

計(jì)算魚(yú)蝦的碳盈余量結(jié)果如表5所示。從表5表明，重慶多數(shù)區(qū)縣魚(yú)蝦的碳盈余量為負(fù)值，只有6個(gè)區(qū)縣魚(yú)蝦的碳盈余量為正值，且基本上分布在渝東北地區(qū)。豐都、忠縣、萬(wàn)州和開(kāi)縣位于三峽庫(kù)區(qū)，是重點(diǎn)發(fā)展?jié)O業(yè)的區(qū)縣，魚(yú)蝦的碳盈余量明顯高于其它區(qū)縣。雖然梁平縣境內(nèi)無(wú)大江大河，但水資源豐富，水庫(kù)眾多，政府大力扶持水產(chǎn)業(yè)發(fā)展，魚(yú)蝦的碳盈余量較大。

水產(chǎn)業(yè)對(duì)水域的污染主要源于投放的飼料。在自然條件下，水產(chǎn)生物對(duì)水質(zhì)具有凈化作用。忠縣和開(kāi)縣大力發(fā)展水產(chǎn)示范項(xiàng)目和濕地漁業(yè)，對(duì)環(huán)境影響不大，對(duì)水產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展具有重要的作用。云陽(yáng)縣擁有地理位置優(yōu)勢(shì)，水產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間巨大。

表5　重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈和17個(gè)區(qū)縣的魚(yú)蝦碳盈余量

續(xù)表5

4　對(duì)有效引力進(jìn)行聚類(lèi)分析

本文運(yùn)用Spss17.0軟件分析工具和聚類(lèi)分析方法，分析重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)各區(qū)縣的引力進(jìn)行分類(lèi)分析。碳盈余量為正數(shù)，部分區(qū)縣的食用油和魚(yú)蝦的碳盈余量為負(fù)數(shù)，超出了引力模型的解釋范圍，本文只用碳盈余總量和豬肉的碳盈余量，依據(jù)重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)渝東南、渝東北17個(gè)區(qū)縣的引力I2進(jìn)行聚類(lèi)分析。選擇最小聚類(lèi)數(shù)為2，最大聚類(lèi)數(shù)為4。結(jié)合實(shí)際情況，最終選擇聚類(lèi)數(shù)為3。聚類(lèi)分析結(jié)果如表6所示。

表6　對(duì)I2的聚類(lèi)分析結(jié)果

由于部分區(qū)縣魚(yú)蝦、食用油的碳盈余為負(fù)值，所以選擇與糧食、蔬菜和豬肉相關(guān)的數(shù)據(jù)。在聚類(lèi)組數(shù)分別為2、3、4的分析結(jié)果中，聚類(lèi)組數(shù)為3時(shí)，重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)萬(wàn)州、梁平、武隆、石柱的引力大體相當(dāng)，對(duì)黔江、城口、忠縣、開(kāi)縣的引力大體相當(dāng)，聚類(lèi)分析效果較好，所以最終聚類(lèi)組數(shù)確定為3。重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)墊江的引力十分特殊，用各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算的碳引力I都明顯強(qiáng)過(guò)其他區(qū)縣，結(jié)合（2）式分析發(fā)現(xiàn)兩個(gè)原因。一是距離重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈較近。在所有的區(qū)縣中，墊江區(qū)與主城區(qū)的距離最近，d值最小，I值較大；二是農(nóng)業(yè)水平高。墊江是有名的“重慶糧倉(cāng)”，糧食、蔬菜、油菜、豬肉的產(chǎn)量都比較大。大規(guī)模養(yǎng)殖生豬，需要消耗大量的飼料，容易導(dǎo)致污染環(huán)境，碳負(fù)擔(dān)比較重。

5　結(jié)論

（1）重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)渝東南、渝東北各區(qū)縣的各類(lèi)食物的碳引力都存在明顯的差異，多數(shù)區(qū)縣魚(yú)蝦的碳盈余量為負(fù)值，對(duì)重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈碳引力較大的區(qū)縣主要集中在渝東北的“三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)廊”。

（2）雖然引力和距離之間存在明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，但是也存在特殊情況，如城口縣不是距離重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈最遠(yuǎn)的區(qū)縣，但是城口各類(lèi)食物的碳引力都較弱，說(shuō)明距離不是影響碳引力的唯一因素。

（3）墊江是“重慶糧倉(cāng)”，重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈對(duì)墊江的碳?jí)毫ψ畲?，除了食用油和蔬菜之外，墊江提供的其他食物的碳引力都最強(qiáng)。

（4）墊江、黔江等地大規(guī)模發(fā)展農(nóng)業(yè)，尤其是畜牧業(yè)，雖然為重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈提供了豐富的食物，但是要承受巨大的環(huán)境保護(hù)壓力。因此政府應(yīng)該對(duì)碳負(fù)荷較大的地區(qū)提供環(huán)保資金和環(huán)保技術(shù)支持。

（5）運(yùn)用碳引力模型，僅僅只能從某一方面描述渝東南、渝東北各區(qū)縣承擔(dān)重慶都市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)圈碳排放的壓力，還需要進(jìn)一步改進(jìn)研究方法和引力模型。

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責(zé)任編輯仇大勇

S03

A

1674-5787（2016）03-0012-07

10.13887/j.cnki.jccee.2016（3）.4

2016-05-04

卜海月（1995—），女，本科在讀，研究方向：農(nóng)村區(qū)域發(fā)展；華爽（1995—），女，本科在讀，研究方向：農(nóng)村區(qū)域發(fā)展；朱冬雷（1994—），男，本科在讀，研究方向：農(nóng)村區(qū)域發(fā)展。