□ 鄒 非 朱慶華 王 菁

(1.大連理工大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部,遼寧 大連 116024;2.浙江東方職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 溫州 325011;3.浙江工業(yè)大學(xué) 經(jīng)管學(xué)院,浙江 杭州 310000)

中國(guó)建筑業(yè)二氧化碳排放的影響因素分析

□ 鄒 非1,2朱慶華1王 菁3

(1.大連理工大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部,遼寧 大連 116024;2.浙江東方職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 溫州 325011;3.浙江工業(yè)大學(xué) 經(jīng)管學(xué)院,浙江 杭州 310000)

對(duì)中國(guó)建筑業(yè)1991年到2013年間的二氧化碳排放進(jìn)行了計(jì)量,運(yùn)用嶺回歸的方法分析了人口、財(cái)富和技術(shù)等因素對(duì)建筑業(yè)二氧化碳排放量的影響。結(jié)果表明,建筑業(yè)從業(yè)人員數(shù)量對(duì)二氧化碳排放量有正向影響但不顯著,人均GDP對(duì)二氧化碳排放量有顯著正影響,萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消費(fèi)量對(duì)二氧化碳排放量有顯著負(fù)影響。根據(jù)上述研究,提出了技術(shù)進(jìn)步是減少建筑業(yè)二氧化碳排放的關(guān)鍵所在,要大力提倡新技術(shù)在建筑領(lǐng)域的運(yùn)用;深化供給側(cè)改革,做好建筑業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的加減法;提高建筑人整體素質(zhì),全員減排增效;努力打造建筑業(yè)綠色供應(yīng)鏈等相應(yīng)的政策建議。

二氧化碳排放;建筑業(yè);STIRPAT模型;嶺回歸

一、引 言

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),全球氣候不斷變暖,人們焚燒固體燃料產(chǎn)生的溫室氣體是主要原因,二氧化碳則是溫室氣體的主要組成部分,約占溫室氣體的70%。全球從化石燃料燃燒和工業(yè)過(guò)程(水泥和金屬生產(chǎn))中產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)排放量,在2013年增加到創(chuàng)記錄的353億噸(GT),排放量增長(zhǎng)趨勢(shì)放緩,但仍然比2012年增長(zhǎng)了2%[1]。世界銀行(WBI)的數(shù)據(jù)表明,2011年全球CO2的排放量達(dá)到了人均1 132.940 48公噸,比1990年增加了35.9%,比2000年增加了6.72%[2]。

2014年11月,習(xí)近平主席出席20國(guó)集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)人第九次峰會(huì)第二階段會(huì)議的時(shí)候就宣布,中方計(jì)劃2030年左右達(dá)到二氧化碳排放峰值,這意味著黨和國(guó)家已經(jīng)把減少二氧化碳排放列為國(guó)家最高發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃之一[3]。2016年3月,中國(guó)氣候變化特別代表解振華認(rèn)為,2015年全球碳排放沒(méi)有增加的“主要貢獻(xiàn)是中國(guó)”[4]。中國(guó)在減少二氧化碳排放方面做了最大努力,但整體二氧化碳排放量還在不斷上升。2014年中國(guó)建筑業(yè)產(chǎn)值達(dá)到176 713億元,占國(guó)民生產(chǎn)總值的27.78%,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位[5]。同時(shí),建筑業(yè)二氧化碳排放也不容忽視,根據(jù)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)統(tǒng)計(jì),建筑業(yè)在消耗大量能源的同時(shí),碳排放比例高達(dá)36%。

本文測(cè)算了建筑業(yè)二氧化碳排放量,建立了二氧化碳排放量與其影響因素的關(guān)系,期望為我國(guó)建筑業(yè)早日實(shí)現(xiàn)低碳、環(huán)保、節(jié)能生產(chǎn)提供理論支撐。

二、文獻(xiàn)回顧

隨著時(shí)代的進(jìn)步,建筑業(yè)低碳綠色環(huán)保理念逐漸深入心,學(xué)者們對(duì)此展開了深入的研究。

Sandanayake等[6]建立了基于流程的定量方法來(lái)估算建筑業(yè)材料、運(yùn)輸和使用設(shè)備的溫室氣體排放,通過(guò)層次分析法獲得了溫室氣體排放影響因子的權(quán)重:材料,設(shè)備和運(yùn)輸?shù)臏厥覛怏w排放的比重平均分別達(dá)到67%,19%和14%;基礎(chǔ)施工中設(shè)備和運(yùn)輸?shù)臏厥覛怏w排放的比重較高。Lu等[7]通過(guò)計(jì)算中國(guó)建筑業(yè)1994到2012年的碳排放,認(rèn)為中國(guó)的建筑行業(yè)所大量使用的材料和設(shè)備是CO2排放的主要影響因素。Zhang和Wang[8]運(yùn)用流程分析法,分析了2005至2012年間中國(guó)建筑業(yè)一個(gè)生命周期(包括建材制造,建材運(yùn)輸,建筑施工,建設(shè)運(yùn)營(yíng),建筑物拆除以及拆建(C&D)垃圾處理六個(gè)階段)的二氧化碳排放,結(jié)果表明,中國(guó)建筑業(yè)的二氧化碳排放量自2005年溫和上升,2010年以后上升較快,全部CO2排放主要源于建材制造階段(73%)和建筑作業(yè)階段(24%)。Si m等[9]以韓國(guó)公寓樓為研究對(duì)象,測(cè)量了公寓樓一個(gè)生命周期的7種類型的氣體排放,該研究評(píng)估了廢氣排放,結(jié)果顯示二氧化碳排放量最大。Chou和Yeh[10]以建筑業(yè)為例,開發(fā)了二氧化碳排放評(píng)價(jià)體系和環(huán)境成本計(jì)算方法,模擬考慮化石燃料,電力和水的消耗。At maca[11]以土耳其加濟(jì)安泰普為例,研究了建筑物施工、運(yùn)營(yíng)和拆遷三個(gè)階段,發(fā)現(xiàn)住宅建筑的主要能源的使用和排放分別落在約10～40 GJ/m2和1～10 t CO2/m2。Jacobsen和Kotchen[12]研究了美國(guó)住宅電力和天然氣的消費(fèi),評(píng)估了能源代碼應(yīng)用于電力和天然氣的住宅計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)的影響,能源代碼的變化與4%的電力消耗的降低和與6%天然氣消耗的降低相關(guān)聯(lián)。

張宏艷等[13]研究了北京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)其碳減排目標(biāo)的影響;胡穎和諸大建[14]利用L MDI分解模型,對(duì)我國(guó)建筑業(yè)CO2排放的影響因素進(jìn)行了分解;馮博等[15]以省際建筑業(yè)為研究對(duì)象,發(fā)現(xiàn)我國(guó)各省建筑業(yè)二氧化碳排放量和能源效率均存在較大差異,其影響因素有建筑業(yè)規(guī)模、人口比重、建筑材料流動(dòng)性和城市化率等。

從已有文獻(xiàn)可以看到,學(xué)者們對(duì)建筑業(yè)的節(jié)能減排研究越來(lái)越重視,分別從宏觀層面和微觀層面對(duì)影響建筑業(yè)的二氧化碳排放因素進(jìn)行了探討,但已有文獻(xiàn)對(duì)建筑業(yè)二氧化碳排放與環(huán)境之間的關(guān)系研究較少。本文以STIRPAT模型為基礎(chǔ),測(cè)算我國(guó)建筑業(yè)二氧化碳排放量,探討影響二氧化碳排放量的因素。

三、理論基礎(chǔ)

(一)建筑業(yè)二氧化碳排放與環(huán)境之間的關(guān)系

研究環(huán)境影響因素的經(jīng)典方法是Ehrlich和Holdr en[16]提出的IPAT模型。該模型將影響因素歸納為人口、富裕度和技術(shù)水平。在此基礎(chǔ)上,Dietz和Rosa[17]、Yor k等[18]分別在1994年和2003年提出了基于IPA T模型的隨機(jī)回歸影響模型,即STIRPAT模型:

在上式中,I表示二氧化碳排放量,P表示人口數(shù)量,A代表人均財(cái)富,T代表技術(shù)水平,t為相應(yīng)時(shí)間,ε為隨機(jī)干擾項(xiàng),a為常數(shù)項(xiàng),b,c和d分別為P(人口)、A(富裕度)和T(技術(shù)水平)對(duì)應(yīng)的系數(shù)。

為了計(jì)算方便,通常對(duì)STIRPAT模型兩邊取對(duì)數(shù),即:l nI t=l na+bl nP t+cl nA t+dl nT t+l nεt

本文以我國(guó)1991—2013年建筑業(yè)二氧化碳排放量I(噸)、從業(yè)人口數(shù)量P(萬(wàn)人)、從業(yè)人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值A(chǔ)(萬(wàn)元/人)和技術(shù)水平T(以萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消費(fèi)量為衡量標(biāo)準(zhǔn),噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元)為研究樣本,對(duì)我國(guó)建筑業(yè)二氧化碳排放強(qiáng)度與從業(yè)人口、人均財(cái)富和技術(shù)水平之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系進(jìn)行測(cè)度。

(二)二氧化碳排放總量的計(jì)算方法

為計(jì)算燃料類能源排放的二氧化碳總量,本文采用2006年政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)制定的國(guó)家溫室氣體清單指南第二卷(能源)給出的參考計(jì)算方法:

公式中,TC n表示各類能源的消費(fèi)量;C n表示各類能源的碳排放系數(shù)(tc/TJ);C on表示各類能源碳氧化率(%),本文設(shè)定為1;表示二氧化碳的相對(duì)分子質(zhì)量與碳的相對(duì)原子質(zhì)量之比;J n表示相應(yīng)能源平均低位發(fā)熱量;n=1,2,…,8分別代表以上8種燃料能源。由于本文采用的是平均低位發(fā)熱量數(shù)據(jù),故CO2排放系數(shù)取95%置信區(qū)間下限的數(shù)值。

此外,由于一般建筑企業(yè)都采用外購(gòu)電的方式作業(yè),參考中國(guó)臺(tái)灣電力公司有關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),外購(gòu)電力的CO2排放系數(shù)定為0.62噸CO2/M W H。

四、數(shù)據(jù)來(lái)源說(shuō)明和相關(guān)計(jì)算

(一)能源消耗的數(shù)據(jù)來(lái)源

建筑業(yè)各類能源消耗的數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局[19]的解釋,建筑業(yè)能源消費(fèi)總量定義為:一定區(qū)域內(nèi)(國(guó)家或者地區(qū))建筑業(yè)行業(yè)在一定時(shí)期消費(fèi)的各種能源的總和。由于早期部分年份能源統(tǒng)計(jì)沒(méi)有對(duì)“能源消費(fèi)總量”進(jìn)行統(tǒng)計(jì),因此缺失的數(shù)據(jù)利用“終端能源消費(fèi)量”代替。其中1995年、2000—2013年的數(shù)據(jù)來(lái)自于“分行業(yè)能源消費(fèi)總量”部分,1991—1994年、1996—1999年的數(shù)據(jù)來(lái)源于“中國(guó)能源平衡表(實(shí)物表)終端消費(fèi)量”。

按照能源統(tǒng)計(jì)年鑒的統(tǒng)計(jì)口徑,將能源分為煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣、電力來(lái)匯總計(jì)算。

建筑業(yè)GDP、人口數(shù)量、萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消費(fèi)量(噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元)數(shù)據(jù)來(lái)源于歷年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國(guó)建筑統(tǒng)計(jì)年鑒》。為消除通貨膨脹影響,本文將各年GDP的數(shù)值折算成基準(zhǔn)年1991年的不變價(jià)格。各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

(二)相關(guān)計(jì)算

根據(jù)STIRPA T模型,數(shù)據(jù)全部采用對(duì)數(shù)形式,可以有效減少異方差;各時(shí)間序列分別記為l nI、

表1 建筑業(yè)CO2排放、從業(yè)人員數(shù)、建筑業(yè)人均GDP、萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消費(fèi)量

圖1 1991—2013年建筑業(yè)STIRPAT模型數(shù)據(jù)趨勢(shì)

首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸,結(jié)果如表2所示?？梢钥闯?盡管調(diào)整R2和F統(tǒng)計(jì)值尚可,但VIF的檢驗(yàn)值均大于10,據(jù)此推斷該模型存在多重共線性,所得回歸結(jié)果不可靠。

表2 直接線性回歸結(jié)果

針對(duì)這種情況,本文采取嶺回歸的方法進(jìn)行解決。嶺回歸分析是一種改良的最小二乘法,是一種專門用于共線性數(shù)據(jù)分析的有偏估計(jì)回歸方法,其本質(zhì)就是用增加一個(gè)偏倚量,使得模型估計(jì)更加穩(wěn)定和顯著。當(dāng)自變量間存在多重共線性,|X′X|≈0時(shí),給X′X加上一個(gè)正常數(shù)據(jù)矩陣k I(k＞0),那么X′X+k I接近奇異的程度就會(huì)比X′X接近奇異的程度小得多。在計(jì)算時(shí),首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,目的是統(tǒng)一量綱,標(biāo)準(zhǔn)化后的設(shè)計(jì)陣仍然用X表示,定義為:

上式為β的嶺回歸估計(jì),其中k為嶺參數(shù),得到的嶺回歸估計(jì)^β(k)實(shí)際上是回歸參數(shù)β的一個(gè)估計(jì)族,嶺參數(shù)k不是唯一確定的。當(dāng)嶺參數(shù)k在(0,∞)內(nèi)變化時(shí),^βj(k)是k的函數(shù),根據(jù)其描畫的曲線稱為嶺跡。嶺回歸的關(guān)鍵在于確定嶺參數(shù)k值,可以采取嶺跡法、方差擴(kuò)大因子法、由殘差平方和確定k值等方法[20]。本文采用嶺跡法估計(jì)k值,在SPSS中新建一個(gè)syntax(語(yǔ)法)窗口,調(diào)入嶺回歸語(yǔ)句。所用語(yǔ)法如下:

本文采用SPSS軟件和Evie ws軟件相結(jié)合進(jìn)行嶺回歸分析,由Eviews軟件計(jì)算VIF值,其余參數(shù)SPSS由軟件給出。輸出結(jié)果如表3所示,相應(yīng)的嶺跡圖如圖2所示。計(jì)算嶺參數(shù)k對(duì)應(yīng)的l nP、l nA、l nT方差膨脹因子(VIF),如表3所示。

表3 中國(guó)建筑業(yè)能源消耗嶺跡表(R-SQUARE and Beta Coefficients f or Esti mated Values of K)

圖2 嶺跡圖(Ridge Trace)

表4 嶺參數(shù)k對(duì)應(yīng)ln P、ln A、ln T的方差膨脹因子(VIF)

表5 嶺回歸估計(jì)結(jié)果

根據(jù)輸出結(jié)果,所得嶺回歸方程為:

(三)結(jié)果分析

根據(jù)嶺回歸方程,可以看到中國(guó)建筑業(yè)人口數(shù)量、財(cái)富和技術(shù)對(duì)該行業(yè)二氧化碳排放量的影響。

人口與中國(guó)建筑業(yè)二氧化碳排放量是正相關(guān)關(guān)系,有一定影響,但不顯著。當(dāng)建筑業(yè)從業(yè)人員增加一個(gè)單位時(shí),二氧化碳排放量增加0.053 1。建筑業(yè)企業(yè)從業(yè)人員數(shù)已從1991年的1 058.3萬(wàn)增加到2013年的4 528.36萬(wàn),人員增加了4倍,導(dǎo)致對(duì)能源的需求增加,從而造成二氧化碳排放量增加。這說(shuō)明中國(guó)建筑業(yè)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展吸納大量勞動(dòng)力的同時(shí),也增加了對(duì)環(huán)境的壓力,但人員因素并非二氧化碳排放量增加的主要因素。

財(cái)富與中國(guó)建筑業(yè)二氧化碳排放量是顯著正相關(guān)關(guān)系,影響較大。當(dāng)建筑業(yè)人均GDP增加一個(gè)單位時(shí),二氧化碳排放量增加0.144 7。建筑業(yè)的人均GDP已經(jīng)從1991年的1.478(萬(wàn)元/人),猛增到2013年的35.414(萬(wàn)元/人),年均增幅達(dá)到16%;建筑業(yè)已經(jīng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有舉足輕重的地位,能源的消耗必然不斷增加,進(jìn)而導(dǎo)致二氧化碳的排放量不斷增加。

技術(shù)與中國(guó)建筑業(yè)二氧化碳排放量是顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,影響巨大。當(dāng)建筑業(yè)萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消費(fèi)量增加一個(gè)單位時(shí),二氧化碳排放量就減少0.214 83。1991年建筑業(yè)萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消費(fèi)量是5.12(噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元),到2013年則降低到了0.8(噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元),降幅顯著,技術(shù)進(jìn)步是關(guān)鍵因素。建筑業(yè)在綠色節(jié)能材料的使用、生產(chǎn)工藝的革新、清潔能源的使用等方面的進(jìn)步,降低了能源的消耗,從而有效的減少了二氧化碳的排放。

五、結(jié)論與政策建議

本文對(duì)中國(guó)建筑業(yè)1991年到2013年的二氧化碳排放總量排放量進(jìn)行了計(jì)量,運(yùn)用嶺回歸的方法定量分析了人口、財(cái)富和技術(shù)等因素對(duì)建筑業(yè)二氧化碳排放量的影響。結(jié)果表明,建筑業(yè)從業(yè)人員數(shù)量對(duì)二氧化碳排放量有正向影響但不顯著;建筑業(yè)人均GDP對(duì)建筑業(yè)二氧化碳排放量有顯著正影響;建筑業(yè)萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消費(fèi)量對(duì)建筑業(yè)二氧化碳排放量有顯著負(fù)影響。

基于以上結(jié)論,提出如下建議。

第一,技術(shù)進(jìn)步是減少建筑業(yè)二氧化碳排放的關(guān)鍵所在,要大力提倡新技術(shù)在建筑領(lǐng)域的運(yùn)用。本文的研究證明,技術(shù)對(duì)減少二氧化碳排放起著決定性的作用,要大力提倡先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用,改變粗放的生產(chǎn)方式。在工業(yè)4.0時(shí)代即將到來(lái)之際,建筑業(yè)要迎頭趕上,在清潔能源、綠色環(huán)保材料、先進(jìn)施工設(shè)備使用等方面動(dòng)腦筋,想辦法。在技術(shù)創(chuàng)新方面要引進(jìn)來(lái)與走出去相結(jié)合,即一方面加大引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)工藝、設(shè)備,吸收消化再創(chuàng)新;一方面自主創(chuàng)新并及時(shí)把先進(jìn)成果應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。盡量使用節(jié)能環(huán)保建筑材料,在源頭上就遏制二氧化碳的排放。

第二,深化供給側(cè)改革,做好建筑業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的加減法。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),我國(guó)建筑業(yè)GDP的平均增長(zhǎng)速度達(dá)到了20.8%,遠(yuǎn)超工業(yè)等傳統(tǒng)第二產(chǎn)業(yè)的水平,發(fā)展勢(shì)頭迅猛,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。然而,與此同時(shí),除個(gè)別年份建筑業(yè)二氧化碳排放增幅略有降低外,其他年份均是增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),建筑業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模對(duì)二氧化碳排放有重要影響。因此,政府應(yīng)深化建筑業(yè)供給側(cè)改革,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),注重適度控制規(guī)模,鼓勵(lì)行業(yè)龍頭企業(yè)做大做強(qiáng),控制產(chǎn)能過(guò)剩類行業(yè)工程的增加,適時(shí)對(duì)“低、小、散”企業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)。

第三,提高建筑人整體素質(zhì),全員減排增效。從本質(zhì)上講,人的活動(dòng)會(huì)絕對(duì)增加二氧化碳的排放量,同時(shí),人又是生產(chǎn)中活的要素,其能動(dòng)性對(duì)生產(chǎn)非常重要,處理好人與減排工作的關(guān)系非常重要。企業(yè)要建立良好的文化氛圍,從精神、制度、物質(zhì)等三個(gè)層次建設(shè)節(jié)能環(huán)保文化,加強(qiáng)宣傳教育,使節(jié)能減排意識(shí)深入人心。因此,要教育建筑人從我做起,人人爭(zhēng)當(dāng)環(huán)保標(biāo)兵,做減排模范。要注重提高員工整體素質(zhì),適當(dāng)控制人員數(shù)量,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。另外,除了建筑業(yè)員工本身身體力行外,還要把好的環(huán)保意識(shí)和作風(fēng)帶到每個(gè)家庭,讓家庭成員也都樹立起減排意識(shí),以良好的家風(fēng)帶動(dòng)整個(gè)社會(huì)的環(huán)保減排。

第四,努力打造建筑業(yè)綠色供應(yīng)鏈。建筑業(yè)不僅要做好自身節(jié)能減排工作,還要帶動(dòng)整個(gè)供應(yīng)鏈條積極參與減排活動(dòng)。建筑業(yè)龍頭企業(yè)要率先示范,要加強(qiáng)對(duì)供應(yīng)鏈上下游企業(yè)的指導(dǎo),比如要求上游供應(yīng)商通過(guò)各類相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證才有資格參與招投標(biāo),對(duì)下游客戶大力宣傳節(jié)能減排的重要意義并進(jìn)行適當(dāng)激勵(lì)。由于建筑業(yè)中小企業(yè)眾多,情況千差萬(wàn)別,其節(jié)能減排工作難度很大。因此,建筑行業(yè)中規(guī)模較小企業(yè)要結(jié)合自身特點(diǎn),采取各類措施,盡可能減少二氧化碳的排放。建筑業(yè)綠色供應(yīng)鏈的打造將有助于實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的減排,對(duì)整體減排增效有重要意義。

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國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(NSFC71472021);973課題(2011CB013406)。