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发展30典型国家和地区城市森林的形成与发展
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典型国家和地区城市森林的形成与发展
一、国外城市森林的形成与发展概述
当前由于低价的国际航空运输业、数字化技术以及自由化的贸易促使世界经济以超常的速度发展(warpspeeds),而世界经济的焦点一直是在城市中进行。
据统计,世界城市人口已达到30亿,超过1000万人口的城市有10座,100万人口以上的城市有392个,而城市化的进程仍然在继续。
专家们预计,2030年世界上城市人口将超过60%,其中亚太地区城市化的速度为2.7%,几乎高于世界平均水平27%,而城市人口的绝对值已是发达国家的3倍。
我国城市化水平则以2.47%的速度在增加,这样迅速城市化的同时带来了严重的环境问题。
因为城市对自然资源的消耗和对环境的影响大大超过其行政管辖的范围,例如伦敦的生态范围是其本身的120倍,而拥有65万人口的北美典型城市则需要大约3万km2的土地才能满足需要,尚不包括工业对环境资源的要求;同样规模的城市如在印度,也需要2800km2的土地面积。
因此,各国对城市生态环境建设一直十分重视,而其中重要的措施之一就是在城市环境中增加植被来改善环境,营造良好的居住条件。
因此,城市森林应运而生,它主要经历以下几个阶段:
1.萌芽阶段:
1962年以前
城市森林的无意识实践阶段有相当长的历史。
这一时期,人们把管理城市树木作为一种职业。
如在北美洲主要由树艺工作者、树木管理员来经营城市树木,他们一般介于公园和风景管理部门。
在这漫长的无意识实践过程中,人们对城市树木和景观的重要意义有了进一步的认识和提高,为城市林业概念的形成创造了条件。
2.兴起阶段:
1962年~1973年
随着城市化和工业化的发展,城市不仅是区域政治、经济、文化和商业活动的中心,也成为人们娱乐和生活的主要场所。
人类不仅需要物质文明,而且还需要良好的生存环境和空间。
在环境日益恶化的情况下景观生态受到重视。
这一阶段诞生了“城市林业”学科和“城市森林”名词。
1962年,美国肯尼迪政府在户外娱乐资源调查中,首次使用“城市森林”(Urbanforest)这一名词。
1965年,加拿大多伦多大学ErikJorgenson首先提出了城市林业(Urbanforestry)的概念,并率先开设了城市林业课程。
同年,美国林务局代表在美国国家森林公园白宫会议上,提出了城市森林发展计划。
1967年,美国农业和自然资源教育委员会出版了《草地和树木在我们身边》一书,从科学的角度阐明现代生活方式与城市生态环境之间的关系和相互影响,既然城市存在着森林,这种森林就是在城市地理景观上存在的一种特殊类型的森林。
这个森林是以人为主体的森林生态系统。
以上对森林确切含义的理解,就为城市林业的形成提供科学和应用的依据。
美国纽约州立大学的Rowantree指出5.5~28m2/hm2立木地径断面积所表现的生物量密度、足以影响温度、降雨和野生动物的生活,他认为大多数的城市都能达到这一标准,从而把城市木本植物群落都纳入到森林这一定义范围之内。
1968年,美国娱乐和自然学居民咨询委员会主席向美国总统提出关于城市和城镇树木计划报告,鼓励研究城市树木问题,为建设和管理城市树木提供资金和技术,当时总统接受了这个报告。
自此,美国官方承认了城市林业和城市森林的概念。
1970年,美国成立PinZhot环境林业研究所,研究城市森林对人口密集区居住环境的影响及改善的途径,并召开三次城市林业会议。
1972年,美国国会通过一项提案,修正了1952年的“合作的林业资助法”后才确立了城市林业的地位,并明确指出:
“在城市环境中保护、改良和营造树木。
”这样就把传统林业的经营活动所涉及的对自然资源管理,木材生产、林地上的指导延伸到城市中来。
同年国会通过《城市森林法》,美国林学会成立了城市林业专业组,城市林业在美国获得法律地位。
第十届世界林业大会把城市林业纳入人会议题,国际树木栽培协会召开了城市林业会议。
3.繁荣发展阶段
1973年,国际树木栽培协会召开了城市林业会议。
1978年,美国国会制定的《合作森林资助法》,其中第六部分是发展城市森林,对城市森林管理、病虫害防治、森林防火等予以资助。
联邦政府授权树木栽培协会,为州林业工作者提供经验和技术援助。
同年,国际树木栽培协会成立了城市林业委员会。
从1978年以来,美国举行了35次全美城市林业会议,研究城市林业的发展。
1979年,加拿大建立了第一个城市林业咨询处,研究、回答城市林业的有关问题,并于1981年创办了《城市林业》杂志。
北美城市林业和城市森林的兴起与发展影响并带动了其他国家和地区。
法国、德国和瑞士等国家也纷纷将城市森林在城市生活中的作用列为环境科学研究的重点。
目前,加拿大、美国等许多国家有关院校开设了城市林业课程。
其中,美国已有33所大学开设城市林业课,设有硕士、博士的教学科目,出版两本《城市林业》,并在市政府设立了林务官员专门管理城市森林。
华尔街日报也将城市林业包括在“绿色产业”之中,列为最有发展的十大产业之一。
新加坡也出版了专著。
1975年,德国通过了“联邦自然保护法案”,该法案的实施有效地防止了城市周围绿带和森林被开发破坏。
现在许多大城市如法兰克福、斯图加特、慕尼黑、纽约堡等,城市周围都保留有大面积的绿地和森林。
危地马拉市于1986年开展“绿色城市”运动,试图改善城市形象与生态环境。
1987年9月,伦敦实施伦敦森林计划,目的不单是植树,而是通过对城市森林功能的研究和宣传,提高市民对林木和环境污染之间的关系的认识。
这项计划对英国城市林业的发展影响极大。
1988年后英国普遍承认并接受了“城市林业”这个名词。
厄瓜多尔的基多是一个拥有130万人口的大城市,1988年在NGO及美国和平组织的资助下,实施城市林业的强制性计划。
1990年墨西哥城“每户一棵树”的绿色行动,取得明显成效,市区共种植150万株树木。
其他国家,如北欧的挪威、丹麦、俄罗斯、日本、奥地利、瑞典等很多国家也都陆续开展了城市森林的研究,城市林业在国外迅速发展。
二、城市森林发展现状
1.美国城市森林现状
美国经常这样评价其城市面貌,“从天空俯视,1/3是树冠、1/3是草地、1/3是建筑”基本上反映了城市森林的格局。
GaryMoll将美国的城市森林划分为4个部分,从城市中心向外依次为:
市中心商业区的树木,城市边缘高密度的住宅区,近郊住宅区,郊区的残留片林。
他认为,健康的城市森林生态系统包括不同的树种、不同尺度的树木,拥有足够的生长大树的土壤空间,为城市居民提供许多有益的服务功能。
例如,树木减少地表径流并减小洪峰,减少大气污染,改善水的质量,降低能源消耗,以及为野生动物提供栖息的环境等。
行道树:
行道树是美国城市森林中维护、管理最为全面的类型,但是在整个城市森林组成中所占的比例实际上大约只占15%~25%。
据Kielbaso估计,全美大约拥有6165万株行道树,平均每人0.4株,每1.6093km(1英里)道路植有102株树木,平均株距31.39m,但目前52%的道路无行道树,对这部分行道树的补植将是增加城市森林面积的主要途径。
根据全美320个城市统计表明,行道树树种单纯,栎类、松类、挪威槭、白蜡树、银槭、榆类、糖槭、红槭、四照花9类树种占了全部行道树的55%。
在行道树的配置上,以街道或街区为单位选择和栽植不同树种的方法,同时注意引种,例如从东亚引种银杏、榔榆、白榆、臭椿,从欧洲引种英国栎、挪威槭等来增加行道树的多样性。
从全美行道树的径级结构的情况分析,直径在60cm以上的大树只占全部行道树的8.12%,其中8类树种占了全部大树的77%,它们是栎、榆、银槭、悬铃木、糖槭、挪威槭、白蜡树和松类。
行道树中,小树(胸高直径(DBH)8~30cm)的比例最高,为44.48%;幼树(DBH<8cm,新植的树)占了21.49%.在这些幼树中,除了传统选择的栎,松类以外增加了四照花、紫薇、海棠等小树冠的观花树种,显示选择的范围拓宽了,而且更注重美化的效果。
行道树的生长情况比较好,可评为良好以上的占71.4%,明显定为生长不良的只有8.3%。
1987年全美林学会组织调查20个城市的行道树,发现行道树的状况呈下降的趋势,50%的被调查城市表明每年只能补植25%的树木,1/3的城市每失去8棵行道树只能补植一株。
纽约市10年中行道树减少了175000株,占全市行道树的25%。
1993年国会议员Vento的报告中指出,“最近的调查表明城市林业仍然没有明显的改善,因此虽然美国和全世界一样都在强调森林的重要作用,但是城市森林的减少在继续,我们在自己居住的社区毁坏树木与森林”。
树木覆盖率:
树木的覆盖率是城市森林量和质的主要指标之一,当然城市生态系统远比仅仅是树木要复杂,但树木覆盖率是城市生态系统健康与否的指示这一点则是有共识的。
在城市环境中由于土壤条件、生长空间的限制,树冠幅度6m以上大树的生长十分困难,美国城市树木的平均年龄为32年,而在市中心只有7~10年,而相同的树木在乡村也许就可以生长200年。
美国城市按其主要的功能划分为3个大区,其树木覆盖率的建设目标为:
商业区(BusinessDistricts)15%;居住区(UrbanResidential)25%;郊区(Suburban)50%。
总的说来美国城市的树木覆盖率偏低,例如对Atlanta,Austin,Baltimore和Milwaukee,4个大都市包括城市边际以外5km范围地区的调查表明,平均树木覆盖率分别为27%、34%、31%、18%,远低于美国城市森林覆盖率40%的建设目标。
而在干旱地区,城市森林覆盖率一般比湿润地区平均低10%。
研究认为,如果城市地区植树使树木覆盖率达到40%,能明显的改善城市环境。
这些现有的树木覆盖带来的生态效益是十分可观的,而美国的相关研究一直处于世界领先水平。
如在改善大气质量方面,Atlanta城市树木的价值达到1500万美元,Austin、Baltimore、Milwaukee城市树木的价值分别达到3100万美元、1100万美元和800万美元;在减低暴雨的地表径流方面,Atlanta城市树木的价值为88300万美元,Austin、Baltimore、Milwaukee城市树木的价值分别为142300万美元、340000万美元和305000万美元。
如果以上4个城市地区平均树木覆盖达到了40%,那么每年可增加的效益为:
在大气质量的改善方面,Atlanta增加700万美元、Austin增加600万美元、Baltimore增加300万美元、Milwaukee增加1000万美元;在地表径流方面,Atlanta增加35800万美元、Austin增加9700万美元、Baltimore增加10200万美元、Milwaukee增加22000万美元。
按城市平均树木覆盖率27%计算,美国现有的树木覆盖大约为城市地区提供了4000亿美元水利效应,如果城市树木覆盖增加到40%,则可另外增加1000亿美元。
2.欧洲国家的城市森林
欧洲国家不同于北美,历史上是封建贵族统治的政治体系,遗留下来许多私人领地如庄园、狩猎场等,大多位于城市附近,19世纪后半期地方政府与国家才开始拥有城市森林,但传统上一直采用绿地经营(greenspacemanagement)这一术语,城市林业的概念与理论并非经常地被引用。
今天,欧洲绝大多数的人口居住在城市,城市化对欧洲的森林带来很大的压力,乡村与森林不断的成为城市区域,这使得城市林业开始受到注意。
特别是由于人们对于森林游憩的要求愈来愈多,为经营者带来了新的问题,因此欧洲的城市森林经营更大程度是针对城市附近的森林。
至今,欧洲并没有系统的城市林业的研究,但是在造林实践主要发生在城市附近,这样自然就提出了一些问题,例如:
如何营造市郊森林,怎样吸引公众的注意以增加投资等。
为此,荷兰瓦根宁根大学专题研究欧洲城市林业政策的制订,以及在10万人口以上城市的执行过程。
(1)瑞典的城市森林
瑞典是世界上森林资源最丰富的国家之一,约有2300万hm2、占国有土地的5%。
其1/3的森林位于针叶林带,主要树种是欧洲赤松、欧洲云杉、桦木等。
20世纪的70年代,瑞典开始改变对森林的理解,从单一的木材生产转向森林的多种用途的利用,而邻近城市的森林则主要成为城市居民的游憩地。
以后森林多用途的概念得到发展,特别重视于生物多样性的考虑,九十年代森林的社会作用得到重视,出现城市林业的概念。
瑞典把城市森林定义为仅位于城市边缘的森林类型。
按此定义,瑞典的城市森林约占全国森林面积的1%;60%的城市森林属市政府所有,主要用于城市居民的户外活动或作为保护地。
①瑞典的城市森林结构受英国、德国的景观设计思想的影响,20世纪30年代在建设城市环境中出现功能主义(functionalism)思想,使得原来的农村景观与新建的住宅区混合,同时努力地保留城市中的自然公园。
另外,由于建筑技术的发展,在建造新的建筑时仅占很少的土地,因此那些靠近建筑地的树木得以保留。
因而瑞典的城市周围拥有大量的森林面积。
但是在20世纪60~70年代,郊区迅速发展使得这一城市规划思想发生改变,当时认为人工建设的绿地要比原始的自然景观好,采用新技术可彻底改变现有的地形与植被。
因此在原来的农业用地上发展起来的新住宅区,出现了大面积的人工绿地,植物种类不多、结构缺少变化。
70年代末,英国及荷兰出现的生态型公园及类似自然的人工林经营思想影响了瑞典的城市区域设计,在80年代开始注意到应在新建住宅区保护邻近的树木。
整个80年代,瑞典对于住宅的需求激增,政府允许在城市的一些空地营造住宅,使得城市的树木覆盖从1977年的45%下降到38%(1990)。
今天83%的人口居住在城市,城市树木的功能得到进一步的重视。
瑞典的城市森林产生于工业林,在建于上世纪60年代前的一些住宅区附近,常常保留了处于演替后期阶段的生产性森林;而建于70年代的建筑区,大多在原来的农地或采伐迹地上发展起来的,通常用云杉与其他阔叶树种混交构成人工植被,它们已与建筑群或新的郊区融为一体,一些废弃的农地、城乡间的空地、工业废弃地逐渐的种上了树木,结果在城市中心的森林大多是老林、成熟林,而郊区或城市边缘却是新造的人工林。
②瑞典城市森林的功能
瑞典的城市森林主要用于户外活动及游憩。
游憩功能估计每年有200万人到森林中去活动,几乎每个人在一年中都要去森林住一夜,其中55%的人主要去城市森林。
游憩(recreation)有十分广泛的含义,包括社交、锻炼、观赏、休息、轻松的学习等,瑞典人最喜欢的活动是在森林中散步,80%的瑞典人一年至少会去森林拾一次野果,这已成为瑞典的一种文化,因此法律容许人们可自由的进入私人林地。
城市森林是儿童的活动场所居住在离自然景观较近的儿童更容易了解自然与人类的关系,儿童游玩并不一定需要很大的地方,但他们一般似乎不愿意总在大人指定的地方游玩,因此结构多变的自然场所总要比人工环境好。
瑞典的森林公司在1983年设计了一个称为“校园森林”(forestinschool)的资助项目,目的是帮助教师教育儿童了解森林的经济价值及巨大的环境效益。
至今已建立了数百个学校森林,该项目于1998年获联合国金奖(GoldenWorldAwardoftheUnitedNations)。
城市森林的生态功能由于城市森林提供了野生动物的居息环境,瑞典城市地区鹿(Capreoluscapreolus)已成为常见的动物,獾就在城市森林中繁殖,其他如野兔、豪猪、松鼠、狐狸等也会季节性的光顾,这显然为城市带来无穷的野趣。
而城市森林中的水面及湿地更增加了野生动物的居息环境,也更丰富了森林的游憩作用。
③瑞典城市森林及城市林业的现状
城市森林的经营开始于上世纪70~80年代,目的是为公众提供“美的、有吸引力的森林”。
主要通过延长采伐周期、增加老龄树木的比重,改变原来的皆伐作业为择伐,保留30%的各类阔叶树种等的方法,同时应用与城市区域内的森林作业。
在新建的住宅地区采用乔、灌、草植物结合,构成类似自然森林的种植方法。
今天,森林的生态功能更加受到重视,特别强调生物多样性的作用,在首都斯德哥尔摩建造了中心公园,许多城市也将所属的森林划为自然保护区,维持其自然的演替而不加人为的经营活动,成为主要的城市森林类型。
瑞典的城市森林主要有以下5种类型:
ⅰ住宅、建筑附近的树林。
多数居民乐意在接近自然的环境居住,但如果过分靠近树林可能会感到不舒服、或产生不安全的感觉。
因此采用一种称为“异龄灌木矮林作业”的方法,在住宅与森林间造成过渡性的绿地,一般在30m左右。
ⅱ住宅区森林。
是最临近住宅的森林,老人与儿童经常光顾的城市森林类型,森林经营作业主要考虑如何使这类森林更能适合他们的需要。
城市绿地是一种分散的、更靠近住宅的城市森林,由于其拥有十分广泛的边缘地带,因此对居民所起的观赏作用、游憩的意义更大。
因此特别注重边缘的设计,一般城市森林边缘保持较复杂的结构、有乔灌木树种的混合,可提供更多的动植物居住的环境。
ⅲ区域性的城市森林。
由于60~70年代的建设高潮,住宅区远离老的城镇,当时的规划称此为分散建筑区(Decentralisation),在建筑区之间保留了中等大小的森林,城市居民经常来此锻炼,一般情况这一类的森林其边缘设计较差。
居民比较喜欢的是有着开阔地带的森林而不是密林,因此传统森林经营方法面临着挑战,森林经营者必须考虑附近居民的要求以免造成冲突。
目前主要的措施是在小面积的森林中采用小规模的经营技术,尽可能提供更多的森林类型以供居民使用。
ⅳ休憩性质的森林。
一般面积超过60hm2,不同类型间的变化是逐渐的,一般0.5hm2设计一种变化,提高森林的观赏性,主要为老年人提供散步、锻炼的场所。
ⅴ生产性的森林。
对此类森林主要采用以获得较高的木材生产的同时满足森林多种用途繁荣经营方式。
④瑞典城市森林研究的主要领域
ⅰ对维持森林与自然演替状态的社会反应与公众舆论。
瑞典的许多城市森林被列为保护区,目的是保护生物的多样性,但这样的措施是否会失去或降低森林的游憩价值,颇受公众的关注,因此居民对城市森林经营的反应成为主要的研究课题。
ⅱ城市森林的更新。
主要研究更新技术、树种选择,以及社会对这些经营活动的反应。
ⅲ城市森林的边际效应,以及适合城市地区的特殊经营技术。
例如,城市森林的林中空地大小、形状,空地的生态效应、景观价值,林缘的设计与经营技术等。
ⅳ城市森林的设计原则。
包括城市森林的结构、变化、最适合的面积等,由于人们对于自然景观的要求有很大的变化,因此需要居住人群反应的研究。
(2)德国的城市森林
德国位于中欧,是近代工业化林业的发源地,拥有大面积的人工针叶林,同时在城市森林的经营方面也有很长的历史。
例如法兰克福一直被看作是世界城市林业最为活跃的城市之一,很早就将城市森林作为城市废水的净化所;另外如柏林,周围有4片大面积森林、市区有7个较小的片林,总面积达到7963hm2,占城市面积的16.2%,成为真正意义上的城市绿肺。
德国的森林在近一个世纪内经历了很大的变化,高度集约、工业化经营的思想完全改变了德国的自然森林结构,原来以栎树、山毛榉为主的森林,在19世纪后几乎全部被松林所代替,成为以木材生产、放牧为主的工业林。
二战以后林学家们开始反思,逐渐营造阔叶林及针阔混交林并存,提出接近自然的森林经营。
德国城市森林的主要功能与瑞典相仿。
①城市森林在城市水供给中起着重要的作用。
西柏林城市用水主要取自地下水,以及附近的河流。
由于河水污染必须经过净化处理,德国采用城市森林来净化水,首先采用机械方法除去水中的杂质,随后将污染的水引进森林中的灌溉渠,或直接送入森林土壤,经过森林土壤的净化作用进入地下水系或河道。
②游憩功能。
主要提供游憩作用的城市森林定位在城市周边180km(2hr)的范围内。
为了避免过多的人群进入森林,设计了称为“环状活动”的森林,按不同人群的游憩习惯、环型的设计不同类型的森林,维持森林的美学效果,平衡木材生产与其他功能是德国森林经营的主要内容。
第一圈,是森林的边缘,靠近住宅区,主要供儿童活动。
第二圈,为青年人活动的主要场所,为了便于交往密度很高的道路系统,密度达100~150m/hm2,远大于德国的其他地方(20~30m/hm2),同时设计停车场、饭店等社交活动场所。
第三圈,稍远离居民住宅区,主要用于散步等活动。
目前德国森林经营的主要方法为:
改变传统的小面积皆伐(3~5hm2)为小块状皆伐(1hm2);采用较长的采伐周期(140~160年);主要生产45cm直径的木材,树木达到12m高时修剪6m以下的侧枝,林冠下种植栎类、山毛榉等阔叶树;游憩为主的森林沿路30~40m的林带,采用阔叶树,密度从低到高逐渐变化,近路边种植花灌木或小乔木等。
(3)英国的城市森林
英国在城市美化、绿化方面有着悠久的历史。
早在1685年就有景观运动(landscapemovement),把所有的自然景观看作是公园,人们对自然的态度发生改变,从人是自然的主宰转变为人与自然相融合,而森林则是提供自然的最有价值的成分。
同时把自然与艺术的关系看作公园设计中的主要原则。
在英国风景公园的设计中,主要的自然成分是地形、水面、花草、树木,如在树林中采用常绿的树木来划定空间、采用花草增加树林边缘的变化及色彩。
18世纪英国迅速的城市化,使得城市的社会与物理环境成为人们关注的焦点。
这时出现了所谓的空地运动(Openspacemovement)来保护与改善环境,以后出现新的、自然主义的景观设计思想等一系列保护城市自然景观的作法;近代则明确提出在城市规划与景观设计中应用生态方法的原则,生态方法就是在公园设计及经营中,人与自然统一考虑的设计原则。
20世纪70年代后期城市森林概念进入英国,1983年英国举行第一次城市林业研讨会,80年代中期以后随着大量的城市林业文献被介绍到英国,以及英美两国有关人员的频繁交往,在英国的一些城镇开始实行城市林业的发展项目。
其中“伦敦森林”(TheforestofLondon)是主要的城市森林项目之一,开始于1987年并延续了15个月,产生极大的影响。
“伦敦森林”是受洛杉矶“百万株树运动”(Milliontrees)的影响提出的,目的是发动伦敦居民参与植树,提高伦敦人对首都树木的责任感与感情,鼓励社会参与投资来种植及养护首都的树木。
(4)莫斯科的城市森林
莫斯科建于茂密的森林之中,是历史悠久的城市,至今在其近郊仍然保留着相当面积的林地。
市区有100条林荫大道、98个市(区)级公园、800多个街心花园;郊外的18万hm2防护林带以及森林公园从8个方向楔入城市,将城市公园与周围的森林公园相连,构成城市森林的基本格局,据规划2010年市郊的防护林带将增至27.5万hm2。
莫斯科城市森林的一个主要特点是,城郊拥有大面积的森林公园。
200年前彼得大帝在莫斯科郊外建立依兹马依洛夫森林保护区,在周围保留了大面积的森林,1934年莫斯科把其周围50km范围的森林纳入具有特殊意义的森林类型,成为构成城市森林的最主要部分。
郊区的森林划分为三类:
第一类,为近郊10km带状的施业区与森林公园,面积为4.6万hm2;第二类,为10km以外方圆50km范围的森林公园经营区,面积7.4万hm2,由于靠近莫斯科市、交通方便、具有十分重要的保健与景观作用,是重要的游憩场所;第三类,面积为39万hm2的外围森林。
近郊森林带的主要组成树种有山杨、桦、云杉、松、落叶松、椴、栎等。
莫斯科对市郊森林制定的经营方向是:
首先,保证作为大规模保健休息场所的森林游憩作用;其次,发挥水源涵养的作用;第三,提高森林生产力满足对木材的需求;第四,发展狩猎、养蜂业等。
3.亚洲城市的城市森林
(1)香港的城市森林
香港面积近1000km2,人口600万,是世界人口密度最高的城市。
尽管如此,香港却有近一半的土地是森林、灌丛;以森林覆盖的山坡成为香港城市的背景。
香港的城市森林包括
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