劉德軍,孫華臣,王 安
(山東省宏觀經(jīng)濟(jì)研究院,山東濟(jì)南250014)
近年來,環(huán)境污染事件頻發(fā),霧霾天氣持續(xù)席卷我國中東部地區(qū),給人們生產(chǎn)生活及身體健康帶來了嚴(yán)重的負(fù)面影響。部分污染事件甚至升級為群體性事件,影響社會(huì)的和諧穩(wěn)定,環(huán)境污染已經(jīng)成為困擾經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重要因素。在此背景下,黨的十八大將建設(shè)生態(tài)文明放在突出地位,提出能源消費(fèi)總量控制,從源頭上減少污染物排放的措施。2013年6月,國務(wù)院常務(wù)會(huì)議出臺(tái)了防治大氣污染的十條措施,明確重點(diǎn)行業(yè)主要大氣污染物排放強(qiáng)度到2017年底下降30%以上,倒逼經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級,實(shí)現(xiàn)“穩(wěn)增長”與“控污染”雙贏。
基于行業(yè)生產(chǎn)特征和污染物排放特征差異,污染物排放與增長可能會(huì)呈現(xiàn)“倒U型”關(guān)系。Grossman and Krueger①利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了“倒U型”關(guān)系的存在,提出了著名的“環(huán)境庫茲涅茨假說”:隨著人均收入水平的提高,環(huán)境污染會(huì)經(jīng)歷一個(gè)先加重后改善的過程。鑒于此,我們可以提出疑問:環(huán)境污染拐點(diǎn)會(huì)自動(dòng)到來嗎?跨過拐點(diǎn),環(huán)境質(zhì)量會(huì)顯著改善嗎?這也是本文關(guān)注的焦點(diǎn)。正如Borghesi②所指出的:在環(huán)境庫茲涅茨曲線的同質(zhì)性假定下,假設(shè)所有區(qū)域遵循同樣模式與區(qū)域間存在較大差異的事實(shí)不符。由于省內(nèi)區(qū)域差異比不同省份間差異要小,采用省內(nèi)不同城市數(shù)據(jù)比國內(nèi)不同省份數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)檢驗(yàn),研究結(jié)論更有說服力。山東是沿海開放大省,經(jīng)濟(jì)總量一直居于全國前列,但同樣面臨著較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。從結(jié)構(gòu)上看,山東經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)等與全國趨同,某種程度上,山東已經(jīng)成為全國的一個(gè)縮影。因此,研究山東環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系,具有典型性和代表性。
在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新階段,人們的環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng),對環(huán)境質(zhì)量提出了更高的要求。經(jīng)濟(jì)增長背景下,探究環(huán)境污染的深層次原因、判斷環(huán)境污染的演變軌跡成為經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。Grossman and Krueger①的開創(chuàng)性研究揭示了環(huán)境質(zhì)量與收入變化間存在的倒U型關(guān)系,掀起了兩者關(guān)系研究的高潮。在此之后,眾多文獻(xiàn)基本圍繞環(huán)境庫茲涅茨假說的理論基礎(chǔ)、環(huán)境庫茲涅茨假說的驗(yàn)證與拓展兩個(gè)方向展開。
直觀判斷和實(shí)證檢驗(yàn)證明了環(huán)境庫茲涅茨曲線的存在,許多學(xué)者從理論上給予解釋。Grossman③探討了經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的變動(dòng)通過三種機(jī)制,從規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)、技術(shù)效應(yīng)分析了經(jīng)濟(jì)發(fā)展對環(huán)境的影響,在三種力量的共同作用下,環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展間呈現(xiàn)出倒u型關(guān)系。Antle and Heidebrink④提出環(huán)境變遷理論,從環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展權(quán)衡的視角分析了經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量改善間存在的特殊路徑:在產(chǎn)權(quán)模糊的情況下,低收入水平下的經(jīng)濟(jì)增長通常伴隨著環(huán)境的惡化;當(dāng)達(dá)到一定的收入門檻時(shí),人們對于環(huán)境質(zhì)量的要求將隨之提高。Yandle等⑤將環(huán)境要素視為一種商品,環(huán)境要素的需求收入彈性隨收入水平的不同而發(fā)生變化,環(huán)境質(zhì)量隨著收入提高而逐漸改善。但是,環(huán)境質(zhì)量改善的前提是必須存在某種排他性的產(chǎn)權(quán)⑥,因此在EKC曲線背后在某種程度上隱含著產(chǎn)權(quán)不斷進(jìn)化的過程⑦。
而Roca⑧的研究超越了傳統(tǒng)消費(fèi)者行為理論的范疇,他認(rèn)為環(huán)境質(zhì)量更多的受政治因素的影響,利益集團(tuán)的政治力量是導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量由惡化走向改善的決定因素,進(jìn)而從政治經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度討論了環(huán)境庫茲涅茨曲線的演變路徑。
更多文獻(xiàn)關(guān)注的是對EKC假說的驗(yàn)證與擴(kuò)展。由于缺乏長時(shí)間的環(huán)境數(shù)據(jù),絕大部分研究采用的是跨國面板數(shù)據(jù),環(huán)境指標(biāo)涵蓋了空氣質(zhì)量、水質(zhì)量以及其他環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)。
以空氣質(zhì)量為例,通常來講,空氣質(zhì)量與收入水平間存在顯著地倒U型曲線關(guān)系,但不同空氣質(zhì)量指標(biāo)的拐點(diǎn)存在較大差異,如氮氧化物的拐點(diǎn)要明顯高于SO2與懸浮顆粒物⑨。由于研究對象的不同,在同一指標(biāo)下拐點(diǎn)的出現(xiàn)也存在極大差異,如Selden and Song⑩關(guān)于懸浮顆粒物拐點(diǎn)的估計(jì)三倍于Shafik?的研究。
跨國研究隱含性的假定了所有國家都遵循相同的模式,而這一假設(shè)似乎并沒有得到經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的支持。為解決這一問題,后期文獻(xiàn)嘗試從一國數(shù)據(jù)出發(fā),考察環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長間的關(guān)系。對于環(huán)境質(zhì)量與收入水平間是否存在倒U型曲線關(guān)系,中國學(xué)者采用不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行了大量的實(shí)證研究。
包群和彭水軍?綜合考察了經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境變化間存在的雙向反饋機(jī)制,并采用中國1996-2000年的省級面板數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)證檢驗(yàn),其研究結(jié)果表明:在污染方程中,除工業(yè)廢水中污染物化學(xué)需氧量外,其余5類污染指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平間均存在倒U型關(guān)系,產(chǎn)出方程證明了環(huán)境因素對經(jīng)濟(jì)增長存在反作用機(jī)制。張成等?則對“環(huán)境庫茲涅茲假說”暗含的同質(zhì)假設(shè)提出了質(zhì)疑,并使用中國31個(gè)省份的數(shù)據(jù)進(jìn)行整體與分組檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系具有多種表現(xiàn)形態(tài),這主要取決于地區(qū)和污染指標(biāo)的選取,具體會(huì)呈現(xiàn)單調(diào)遞減、“U”型、倒“U”型、“N”型和倒“N”型五種關(guān)系。高宏霞等?對工業(yè)粉塵排放量、工業(yè)廢氣排放量、SO2以及工業(yè)煙塵排放量的研究發(fā)現(xiàn),廢氣和二氧化硫的排放量數(shù)據(jù)均與EKC模式吻合,而煙塵的曲線是呈線性增加的,某些污染物無法隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展自動(dòng)進(jìn)入EKC的下降區(qū)間。
部分文獻(xiàn)采用更為微觀的城市環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)檢驗(yàn),如黃菁?對中國2003-2007年278個(gè)城市的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行的實(shí)證分析,其實(shí)證結(jié)果表明EKC假說在中國城市得到了驗(yàn)證,但不同污染物排放與經(jīng)濟(jì)增長之間可能存在著完全不同的影響機(jī)制,拐點(diǎn)也不相同。
為驗(yàn)證環(huán)境庫茲涅茨假說在省域經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的存在性與適用性,我們采用簡化形式的回歸方程(reducedform equation)進(jìn)行分析。按照 Grossman and Krueger?的觀點(diǎn),簡化形式下方程的估計(jì)結(jié)果不僅能告訴我們收入對環(huán)境污染的凈影響,同時(shí)也避開了采集一個(gè)區(qū)域污染監(jiān)管與科技進(jìn)步數(shù)據(jù)的難題,因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)是難以觀測的,數(shù)據(jù)的可靠性往往也受到質(zhì)疑。計(jì)量模型具體設(shè)定為以下三次函數(shù)形式:
其中,i表示山東省內(nèi)的17個(gè)城市,t表示年份(2001-2010),μi表示不隨時(shí)間變化的地區(qū)固定效應(yīng),εit表示與解釋變量無關(guān)的隨即擾動(dòng)項(xiàng)。
方程左側(cè)是模型的被解釋變量—區(qū)域環(huán)境污染程度(pollution)。我們考慮以下三類污染物的排放,分別為:廢水排放量、二氧化硫排放量及工業(yè)粉塵排放量。此外,為去除城市規(guī)模的影響,用每種污染物排放量除以人口總量,得到人均污染物排放量作為區(qū)域環(huán)境污染程度的衡量指標(biāo)。
方程右側(cè)為解釋變量,其中為核心解釋變量—區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,采用2001年為基準(zhǔn)平減后的人均GDP進(jìn)行衡量。在計(jì)量模型中,β1、β2與β3的號共同決定了環(huán)境污染與收入水平間可能存在五種形式:β2=β3=0,則環(huán)境污染與收入水平間存在單調(diào)的線性關(guān)系;β1>0,β2<0,β3=0,則呈倒 U 型的 EKC 形態(tài);β1<0,β2>0,β3=0,則呈 U 型形態(tài);β1>0,β2<0,β3>0,則表現(xiàn)為 N 型形態(tài);β1<0,β2>0,β3<0,則為倒 N 型形態(tài);拐點(diǎn)處的收入水平為:-β1/2β2。
X為其它控制變量,主要包括:1)人口密度。單位面積內(nèi)人口規(guī)模的增加,將導(dǎo)致更多的資源消耗與污染物排放。Grossman & Krueger?、Panayotou?、Harbaugh 等?的研究都將人口密度作為影響環(huán)境質(zhì)量的重要因素。采用區(qū)域內(nèi)戶籍人口數(shù)量除以區(qū)域面積,獲得一個(gè)區(qū)域的人口密度。
2)城鎮(zhèn)化水平,采用非農(nóng)戶籍人口的比重進(jìn)行衡量。城鎮(zhèn)化水平的提高意味著城市規(guī)模的擴(kuò)大,從而創(chuàng)造巨大的城市基礎(chǔ)設(shè)施和住宅投資需求?。相應(yīng)的,水泥、建材和鋼鐵等高耗能行業(yè)也將保持一定的增長勢頭,并且這些行業(yè)往往都會(huì)產(chǎn)生較多的污染,導(dǎo)致污染物排放量的增加。
3)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),采用第二產(chǎn)業(yè)在GDP中的比重進(jìn)行衡量。環(huán)境庫茲涅茨曲線的出現(xiàn),與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化緊密相連:與農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)相比,一般意義上工業(yè)生產(chǎn)過程對自然資源與化石能源的消耗較大,工業(yè)化過程也通常意味著對資源的過度采伐以及廢棄排放物的迅速增加?。正如Panayotou?所指出的,當(dāng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)由農(nóng)村轉(zhuǎn)向城市、由農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)向工業(yè),環(huán)境惡化的趨勢就會(huì)增加,而當(dāng)?shù)诙a(chǎn)業(yè)由能源密集型的產(chǎn)業(yè)向服務(wù)業(yè)與技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型時(shí),環(huán)境質(zhì)量又會(huì)得到改善。
4)外貿(mào)依存度,衡量指標(biāo)采用進(jìn)出口貿(mào)易額占GDP的比重。對外貿(mào)易的發(fā)展固然給中國經(jīng)濟(jì)帶來了巨大的拉動(dòng)力,但隨著而來的副作用也不容忽視,能源與資源的巨大消耗對環(huán)境帶來了越來越大的壓力。在國際貿(mào)易過程中,產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移也可能會(huì)帶來“污染避難所”(pollution haven)效應(yīng),污染較重、耗能較高的產(chǎn)業(yè)由環(huán)境規(guī)制較強(qiáng)的發(fā)達(dá)國家轉(zhuǎn)移到規(guī)制較弱的發(fā)展中國家?。
5)機(jī)動(dòng)車保有量。伴隨機(jī)動(dòng)車數(shù)量的持續(xù)增長,機(jī)動(dòng)車尾氣所造成的污染成為環(huán)境污染物的重要來源。以廣東為例,大、中型城市80%的污染物來自于機(jī)動(dòng)車輛尾氣排放?。動(dòng)車尾氣所包含的氮氧化物、SO2以及顆粒物,對空氣質(zhì)量及人類健康造成了嚴(yán)重的威脅。對于機(jī)動(dòng)車保有量的衡量,我們采用各市民用汽車的百人擁有量進(jìn)行衡量。
以上數(shù)據(jù)主要來源于2002-2012年《山東省統(tǒng)計(jì)年鑒》,對于少數(shù)的數(shù)據(jù)缺失,我們采用前后兩年取均值的方法進(jìn)行了補(bǔ)充。對各主要變量進(jìn)行的描述性統(tǒng)計(jì)如表1所示。
表1 變量含義及描述性統(tǒng)計(jì)分析
估計(jì)過程是在Stata/SE 11.2軟件下進(jìn)行的,分別采用了混合最小二乘法(Pooled OLS),固定效應(yīng)模型(Fixed Effect,F(xiàn)E)與隨機(jī)效應(yīng)模型(Random Effect,RE)進(jìn)行檢驗(yàn),面板數(shù)據(jù)F檢驗(yàn)的結(jié)果表明存在非常顯著的個(gè)體效應(yīng)。為比較固定效應(yīng)與隨機(jī)效應(yīng)模型的適用性,還進(jìn)行了Hausman檢驗(yàn),表2報(bào)告了基本的估計(jì)結(jié)果。
表2 基本的估計(jì)結(jié)果
從估計(jì)結(jié)果來看,山東省污染物的排放與人均GDP間并不一定呈現(xiàn)出倒U型的關(guān)系,不同類型的污染物表現(xiàn)出不同的變化趨勢:
(1)人均廢水排放量與人均GDP之間存在倒N型關(guān)系,即二者之間關(guān)系呈改善、惡化、再改善的過程,拐點(diǎn)分別發(fā)生在人均GDP為1785與25091元的水平上。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期,伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高社會(huì)可以供養(yǎng)更多的人口,而由于此時(shí)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)占主要地位,生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大并沒有導(dǎo)致人均廢水排放量的提高;但這一趨勢僅維持很短的時(shí)間,隨著工業(yè)化進(jìn)程的啟動(dòng),人均廢水排放量會(huì)不斷增加,帶來的水體污染越來越嚴(yán)重,這也是中國工業(yè)化進(jìn)程初期的真實(shí)寫照。此時(shí),會(huì)存在經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量之間的權(quán)衡,收入水平越高,人們逐步提高對水質(zhì)質(zhì)量的要求。因此,當(dāng)人均GDP達(dá)到25091元的水平時(shí),人均廢水排放量伴隨收入水平的提高,重新回到下降的軌道。
(2)人均二氧化硫排放量與人均GDP間存在N型的關(guān)系,表現(xiàn)出“先惡化后改善再惡化”的趨勢。在人均GDP為2677元時(shí),人均二氧化硫排放量即伴隨收入水平的提高進(jìn)入下降的趨勢;但在人均GDP達(dá)到13533元時(shí),又出現(xiàn)了隨收入水平的提高人均二氧化硫排放量不斷增加的狀態(tài)。
同樣,人均工業(yè)粉塵排放量與人均GDP間亦存在N型的關(guān)系,但與人均二氧化硫的排放相比,拐點(diǎn)的水平存在較大的差異。人均工業(yè)粉塵排放量由增變減的拐點(diǎn)發(fā)生在人均GDP為7718元的水平上,是人均二氧化硫排放量拐點(diǎn)的2.88倍;由減變增的拐點(diǎn)則發(fā)生在29638元的收入水平上,是人均二氧化硫排放量拐點(diǎn)的2.19倍。
(3)從其它控制變量的估計(jì)結(jié)果來看,人口密度、城市化水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等因素對不同類型的污染物排放并沒有產(chǎn)生顯著的、一致的估計(jì)結(jié)果。其中,人口密度的提高對二氧化硫與工業(yè)粉塵的人均排放量存在顯著的負(fù)面影響。這是因?yàn)樵谌丝诿芏仍礁叩牡貐^(qū),二氧化硫與工業(yè)粉塵對人體所造成的危害也將越嚴(yán)重,故人們會(huì)更為重視對二氧化硫以及工業(yè)粉塵等空氣污染物的治理。人口密度對人均廢水排放量的影響盡管沒有通過顯著性檢驗(yàn),但從影響方向以及后文進(jìn)一步的檢驗(yàn)中可以看到,人口密度對廢水排放存在正向的影響,人口密度越高的地區(qū)將會(huì)產(chǎn)生更多的廢水排放。
同樣值得注意的是城市化水平對污染物排放量的影響,城市化水平與人均廢水排放量顯著正相關(guān),而與人均工業(yè)粉塵排放量顯著負(fù)相關(guān),在一定程度上反映了中國城市化進(jìn)程的一些特點(diǎn)。與農(nóng)村地區(qū)相比,城市在污水處理等方面擁有更為良好的基礎(chǔ)設(shè)施,用水也更有效率,伴隨城市化水平的提高,人均廢水排放量呈現(xiàn)下降的趨勢。而在快速的城市化進(jìn)程中,大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及工業(yè)企業(yè)的聚集,會(huì)使城市區(qū)域產(chǎn)生大量的工業(yè)粉塵,導(dǎo)致城市環(huán)境中空氣質(zhì)量的急劇下降,這在很多的城市都有所體現(xiàn)。
為進(jìn)一步證明以上結(jié)論的可靠性,我們從以下幾個(gè)方面進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn):
在前文的估計(jì)過程中,對于污染物排放量的衡量我們采用的是人均水平,這也是絕大部分實(shí)證文獻(xiàn)所采用的指標(biāo)。但由于在人口統(tǒng)計(jì)過程中,由于人口的流動(dòng),戶籍人口并不一定在戶籍登記區(qū)域長期生活,且同一年度內(nèi)也往往存在較大的變動(dòng),這樣就使得人均污染物排放量的計(jì)算存在一定的偏差。因此,我們采用一種區(qū)域相對穩(wěn)定的指標(biāo),即區(qū)域的面積。用污染物排放總量除以區(qū)域面積,得到單位面積的污染物排放量,采用這一指標(biāo)對環(huán)境污染與收入水平間的關(guān)系進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn)。
人均收入水平越高的地區(qū),人們會(huì)將更多的消費(fèi)用于購買機(jī)動(dòng)車,進(jìn)而引起機(jī)動(dòng)車保有量的增加,因此人均收入水平與機(jī)動(dòng)車保有量間可能存在內(nèi)生性問題。我們采用機(jī)動(dòng)車保有量的滯后一階作為工具變量,在一定程度上可以緩解上述內(nèi)生性問題。
表3 穩(wěn)健性檢驗(yàn)
濟(jì)南與青島作為兩個(gè)計(jì)劃單列的副省級城市,在環(huán)境政策的實(shí)施過程中,可能與其他城市存在較大的差異,因此我們剔除濟(jì)南與青島兩個(gè)城市,對環(huán)境污染與收入水平間存在的關(guān)系進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn)。
穩(wěn)健性檢驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)一步證明了前文結(jié)論的可靠性,即廢水排放與收入水平間存在倒N型曲線關(guān)系,而二氧化硫及工業(yè)粉塵排放量與收入水平間呈現(xiàn)N型曲線關(guān)系。其它變量的方向及大小,保持了較強(qiáng)的一致性。
對資源的過度依賴以及環(huán)境的持續(xù)惡化正不斷侵蝕中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的成果,環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系也成為研究的熱點(diǎn)。環(huán)境庫茲涅茨曲線能否得到中國經(jīng)驗(yàn)的支持,大量文獻(xiàn)朝這一方向展開了努力。但正如Borghesi指出的:一國內(nèi)的跨區(qū)域研究,往往由于區(qū)域間較大的不可觀測效應(yīng)影響了結(jié)論的可靠性。為此,我們嘗試從差異性更小的區(qū)域出發(fā),采用山東省內(nèi)不同城市間的污染物數(shù)據(jù),對環(huán)境污染與收入水平間的關(guān)系進(jìn)行再檢驗(yàn),以進(jìn)一步消除區(qū)域間的不可觀測效應(yīng)。
實(shí)證檢驗(yàn)的結(jié)論表明,收入水平對環(huán)境污染的影響因污染物類型的不同而存在較大的差異:廢水排放量與人均GDP之間存在倒N型關(guān)系,呈“先改善后惡化再改善”的過程;而二氧化硫及工業(yè)粉塵的排放與人均GDP間呈現(xiàn)N型曲線關(guān)系,表現(xiàn)為“先惡化后改善再惡化”的特征,二者間的差異體現(xiàn)為拐點(diǎn)的不同。經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染間的關(guān)系因污染物類型的不同而存在差異,增長并不一定能夠成為治理污染的良方,“魚”和“熊掌”兼得需要更強(qiáng)力的制度推動(dòng)。某些污染物并不會(huì)伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高而進(jìn)入下降的通道,必須配合以更為有效的治理措施,才能緩解污染水平不斷加重的狀況。
[注釋]
①Grossman G M,Krueger A B.Environmental Impacts of a North American Free Trade Agreement.NBER Working Paper No.3914,1991.
②Borghesi S.The Environmental Kuznets Curve:a Survey of the Literature.FEEM Working Paper No.85-99,1999.
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