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        ★ 生態礦山 ★

        規劃引領下的煤炭資源型城市全域生態修復
        ——以山西省古交市為例

        常 江1,明 莉2,陳業東2

        (1.中國礦業大學建筑與設計學院,江蘇省徐州市,221116;2.中國礦業大學力學與土木工程學院,江蘇省徐州市,221116)

        新時代生態文明建設對煤炭資源型城市生態修復提出了更高的要求,而規劃引領是推動煤炭資源型城市生態修復的重要手段之一。在歸納分析煤炭資源型城市生態修復演進歷程的基礎上,以山西省古交市為例,以“山水林田湖草生命共同體”建設思想為指導,提出了由城鄉規劃引領的煤炭資源型城市全域生態修復模式,制定了“現狀評估-潛力分析-劃定分區-實施路徑”的古交市生態修復路徑,對古交全域進行生態保護格局規劃與生態修復分區規劃,以期為其他同類城市的生態修復提供經驗借鑒。

        關鍵詞 規劃引領;煤炭資源型城市;全域生態修復;古交市

        煤炭是整個社會發展的基礎動力,同時也是社會平穩運行的根本保障。目前我國煤炭產量由2003年的18.4億t增長至2019年的39億t,在過去10年里,我國煤炭產量均超過30億t/a,是除石油外我國擁有的最為廣泛的能源[1]。隨著煤炭資源的不斷開采形成了眾多的煤炭資源型城市,這些城市的生態環境遭到不同程度的破壞,治理和修復其生態系統成為當務之急[2]。

        通過分析煤炭資源型城市的現狀及礦區生態修復的研究發展進程,提出新時代背景下規劃引領煤炭資源型城市全域生態修復的思路及策略,并以典型煤炭資源型城市——山西省古交市為例,在對古交市的資源基礎、產業條件和環境狀況整體研究的基礎上,提出規劃引領下古交市全域生態修復的思想、規劃和實施策略,期望全面優化和提升煤炭資源型城市的生態系統功能,并為其他同類城市的生態修復提供經驗借鑒。

        1 煤炭資源型城市研究現狀

        煤炭資源的開采推動了國家經濟的快速發展,尤其是進入快速工業化階段后,煤炭資源作為主要能源,為國家的現代化發展做出了重要貢獻[3],但是煤炭資源的枯竭、生態環境本底的擾動、大量采礦跡地的出現,使煤炭資源型城市的社會和經濟發展陷入困境。因此煤炭資源型城市的發展,引起諸多學者的關注。

        我國對煤炭資源型城市的研究起始于20世紀60年代,大致可分為以下4個階段。

        (1)20世紀60年代到80年代,這一時期為我國計劃經濟時期,基于國情和現實需要,煤炭產業作為國家支柱產業,得到優先發展,先后形成了大、中、小型礦區,興建了一批煤炭資源型城市。這一時期城市環境污染雖然已經開始顯現,但并未引起重視,對煤炭資源型城市的研究主要圍繞生產力配置、工業基地建設等實踐展開。

        (2)20世紀80年代中期到1990年末,這個時期是我國計劃經濟向市場經濟轉型的時期,隨著市場的開放和城市建設的加快,煤炭工業得到長足發展;同時也帶來了一系列社會和經濟問題,所以對煤炭資源型城市的研究也逐漸突破建設工業基地的視角,開始轉向對城市的綜合研究。城市產業結構完善、基礎設施建設以及經濟的全面發展成為該領域研究的重點[4],城市可持續發展理念開始興起,城市生態環境保護的意識也開始覺醒,但重視程度還不夠。

        (3)1997年《中國21世紀人口、資源、環境與發展白皮書》發布,可持續發展戰略納入經濟和社會發展的長遠規劃,對煤炭資源型城市的研究進入第3階段,這個階段從1990年末到21世紀的前10年。隨著可持續發展理念的深入人心,對煤炭資源型城市的研究轉向經濟轉型模式,循環經濟、空間結構重構、生態環境修復成為可持續發展可選擇的路徑。

        (4)2012年11月黨的“十八大”召開,指出要重點抓好優化國土空間開發格局、全面促進資源節約、加大自然生態系統和環境保護力度和加強生態文明制度建設這4項工作。以此為契機,對煤炭資源型城市的研究進入了第4階段,本階段從2012年一直延續至今。面對資源約束趨緊、環境污染嚴重、生態系統退化的嚴峻形勢,新型城鎮化、資源轉型、生態修復、轉型政策研究等都成為煤炭資源型城市綠色發展關注的熱點[5]。

        2 煤炭資源型城市生態修復研究進程

        對煤炭資源型城市而言,生態修復是使其實現可持續發展的重要途徑。我國土地復墾及生態修復的工作起源于20世紀50年代[6],那時雖然礦區生態環境問題引起一些礦山企業的關注,但由于生態保護的意識尚未引起重視,相關的研究與實踐工作都處于零散、自發的狀態,直到1988年《土地復墾規定》的頒布實施,我國煤炭資源型城市生態修復才走上了法制化軌道[7],大量的相關研究與實踐工作也隨之展開。

        在中國知網(CNKI)期刊全文數據庫以“礦區”“煤炭資源型城市”“生態修復”“規劃”為關鍵詞進行模糊檢索,共檢索出論文853篇。分析發現,煤炭資源型城市生態修復發表的文獻數呈逐年增加的趨勢,且1998年后文獻數量增速加快,2012年以后增速更加明顯。

        本研究根據生態修復研究進展及相關的政策法規,將我國煤炭資源型城市生態修復相關研究分為3個階段。

        2.1 恢復原用途的土地復墾階段(1988-1998年)

        1988年的《土地復墾規定》及1989年《中華人民共和國環境保護法》的頒布實行,標志著我國對煤炭資源型城市的生態修復工作從分散、自發狀態走向有組織有計劃的修復治理。在此階段,研究工作主要圍繞礦區生態環境破壞規律及其預測控制技術、礦區土地復墾工程技術等方面展開,并取得卓有成效的進展,如卞正富[8] 等研究人員提出了預防及整治塌陷地的4類工程措施;張瑜[9]對礦山地表沉陷的研究和預測方法及其在礦區土地復墾中的作用進行了研究;吳侃[10]等研究人員開發了礦區開采沉陷預測的軟件,使得對礦區開采沉陷控制的研究進入由被動監測到主動預測階段;李宗禹、朱自斌[11]基于景觀生態學理論揭示了土地復墾在礦區土地利用優化中的作用,周國良[12]對采礦場與排土場復墾規劃與實施后的效益進行探究。根據1996年通過開始實施的《中華人民共和國煤炭法》第32條提出的“因開采煤炭壓占土地或造成地表土地塌陷、挖損,由采礦者負責復墾,恢復到可利用狀態”可知,當時的研究主要是針對土地退化問題,以及如何通過土地復墾恢復土地原用途,實現礦區土地的有效利用。

        2.2 以項目為主導的生態景觀重建階段(1999-2011年)

        1999年修訂后的《中華人民共和國土地管理法》正式開始施行,修訂后的《土地管理法》中加大了耕地保護力度,開始實行土地用途管制、耕地補償和基本農田保護制度[13],同時由于日益加大的煤炭開采強度所帶來的礦區環境問題,使得礦區土地復墾和生態重建研究受到了前所未有的重視,研究內涵從單一的恢復到原用途的研究延伸到對生態系統整體修復和重建的探究。謝守祥、陳小毅[14]分析了產業結構演變對礦區生態系統的影響;胡振琪[15]等研究人員對我國礦產資源開發生態補償機制進行了探索;王霖琳[16]以門頭溝區煤礦廢棄地生態修復規劃為例,對煤礦區生態修復規劃的程序及研究內容進行了探索。

        地理學、生態學、經濟管理學等多學科交叉融合地介入生態修復的相關研究,不僅對露天礦、沉陷地、煤矸石山等損毀土地復墾相關技術進一步研究,而且開始將研究重心轉向以生態環境安全為目的的生態恢復。這一時期國家重視落實科學發展觀,加強環境保護,堅持生態保護與治理并重,在2009年《綠色礦業公約》中明確提出必須始終把土地復墾和生態建設作為礦產資源開發的重要任務,礦山企業必須承擔相應的責任,針對礦區大量的采礦跡地要制定合理的土地復墾和利用規劃。2004年11月,原國土資源部發布《關于申報國家礦山公園的通知》,提出要將礦山公園建設與礦山環境恢復治理工作緊密結合,各地在開展礦山環境恢復治理工作的同時,在有必要、有條件的地區,開展礦山自然、文化遺跡的保護,并建設相關服務性設施,從而讓礦山環境恢復治理和礦山公園建設有機結合,發揮出更大的綜合效益,這標志著礦區環境治理邁出了新的一步。國家礦山公園的建設必須首先要編制國家礦山公園總體規劃,項目的推進和實施,必須在總體規劃的指導下完成。

        綜上所述,本階段針對不同礦區的土地復墾和生態修復,開展了多種多樣的實踐研究,這些研究主要結合實際項目案例展開,雖然有些學者已經將礦區所在區域的自然、社會、經濟、文化等因素納入到礦區生態修復過程中,通過生態景觀建設實現了礦區的生態恢復,但研究尺度較小,基本停留在項目層面,以城市和區域為背景的系統研究尚未真正展開。

        2.3 規劃引領下的礦區生態修復(2012年-至今)

        2012年黨的“十八大”后加大了生態環境保護的力度,生態修復的相關研究得到長足發展,眾多學者圍繞生態修復不斷開發新技術、新方法和新方向。生態修復的相關研究逐步實現 “從點到面”的轉變,由最初重視生態修復技術探索與應用,逐漸轉變為重視人地關系、生態修復區規劃和生態修復效果評價等方面。林祖銳[17]等研究人員以江蘇省徐州市為例,在生態文明和城鄉協調發展的思想指導下,探討了采煤塌陷地生態修復的規劃思路和方法,并編制了《徐州市采煤塌陷區生態修復規劃》;馬麗[18]等研究人員從生態本底的脆弱程度、對重要生態功能區的空間脅迫性以及對重要生態環境因子的脅迫程度等多個層面,探索黃河流域礦產資源開發的生態環境影響并提出管控路徑;孔令偉[19]等研究人員研究了不同建植技術對露天煤礦排土場生態修復效果的影響。

        同時在這一階段,國家高度重視城市生態環境的問題,首先作為國家的發展戰略規劃——《國家新型城鎮化規劃(2014-2020)》出臺,對生態環境給予了前所未有的高度重視。2015年,住建部將海南省三亞市列為“城市修補、生態修復(雙修)”首個試點城市之后,開啟了全國范圍內的城市“雙修”活動。在此背景下,針對城市的生態環境修復,提出了全面調查評估城市自然環境質量、加強規劃引導以確定城市總體空間格局和生態保護建設要求,以及根據評估和規劃統籌制定“城市雙修”實施計劃的基礎工作,從而有計劃、有步驟地修復被破壞的山體、河流、濕地、植被等。2018年我國組建自然資源部,進一步落實國土空間規劃,推動山水林田湖草一體化保護和修復。我國對生態修復規劃由早期的單一要素研究,逐漸走向國土空間生態系統多要素綜合研究,并且生態修復規劃研究的尺度,由土地整治、水環境治理、生物多樣性保護等單一指向性獨立工程[20],逐步轉向構建國土空間生態安全格局、加強生態系統基礎網絡建設等的多尺度研究[21]。

        綜上所述,自20世紀90年代起隨著對生態環境保護重視的逐漸加強,對礦區生態修復研究經歷了“就地論地-項目集成-綜合治理”這3個階段,在理論研究及實踐方面均取得了較大進展,在理論上汲取了生態學、地理學、管理學等多學科的新成果,在方法上運用計算機技術及地理信息系統,使分析研究由定性走向科學定量,在實踐對象上由小尺度、單一對象,向城市、區域多要素綜合治理發展。針對煤炭資源型城市的生態修復,規劃的統籌和引領作用得到不斷強化,使各獨立的環境治理工作實現了“合奏”效果,這是多年研究探索的結果,也是社會發展的必然需要。

        3 規劃引領下古交市全域生態修復

        3.1 古交市概況

        古交市位于山西省的核心腹地、省會太原市中心城區西側,是太原都市圈的樞紐城市。境內地貌類型復雜,汾河干流從龍尾頭由西向東貫穿市區中部,與屯蘭川、原平川、大川河三條季節性河流形成“一河三川”的河川谷生態空間。當前古交市土地利用類型分為12類,其中林地面積最大,占比為67.19%;其次為草地,占比為13.08%;建設用地占比為5.28%,古交市土地利用如圖1所示。

        古交市的煤炭儲量為98.3億t,70%以上是優質焦煤,煤炭和電力等傳統資源型產業占主導地位,是我國最大的煉焦煤生產基地之一。古交礦區因地理位置、勘測年代和交通運輸情況的獨特性,1978年國家將其列為獨立建設項目。2009年實施兼并重組后,共有35座煤礦,是我國重要的煤炭資源型城市。古交市煤炭礦山分布如圖2所示。

        圖1 古交市土地利用

        圖2 古交市煤炭礦山分布

        3.2 古交市生態環境問題

        古交市因長期煤炭開采活動給當地地質地貌以及生態環境帶來嚴重破壞,影響了城市的發展。因而,摸清古交市目前存在的生態環境問題與潛在的地質危害對古交市全域生態修復規劃以及城市可持續發展至關重要?;凇豆沤皇械刭|災害詳細調查報告》和《古交市礦山生態環境詳細調查報告》以及接近半年的實地調研、走訪和考證可知,古交市的生態環境問題具有復雜、多樣、動態和離散的特征,具體體現在以下兩大方面。

        3.2.1 采煤活動直接帶來的生態污染和地質災害

        古交市所面臨的主要生態問題是因采礦活動對生態系統造成的破壞。主要表現在:一是古交市煤礦類、建材類企業沿河分布,導致污染較多、水質較差;二是古交市境內目前共有98處矸石山,大量的煤矸石堆放侵占土地資源,并且煤矸石受降水沖刷會使重金屬滲入土壤,侵害土壤的養分并造成污染,同時也對水環境造成極大影響;三是因采礦活動造成古交市境內潛在的嚴重地質災害,目前有崩塌16處、滑坡22處、不穩定斜坡170處、泥石流7處、地裂縫61處,對地質地貌造成嚴重影響,危害性較大。

        3.2.2 采煤活動間接帶來的影響

        古交市的城市空間主要分布于汾河沿岸,村莊主要分布于屯蘭川、原平川、大川河沿岸,其建設用地主要沿“一河三川”分布。古交市境內98處矸石山共占地3.733 km2,多分布于汾河及獅子河沿岸,壓占建設用地情況嚴重,影響了城市空間的發展,古交市矸石山位置如圖3所示。

        圖3 古交市矸石山位置

        因煤炭開采對地下巖土結構造成破壞,導致城市出現大面積的塌陷區域,后期導致道路變形、村莊搬遷、基礎設施損壞、塌陷地圍城,嚴重制約了城市的空間發展,對居民生活造成較大影響。古交市主要地質災害分布如圖4所示。

        圖4 古交市主要地質災害分布

        3.3 古交市全域生態修復規劃主導思想

        針對古交市現存的地災隱患較大、環境污染較嚴重、地貌景觀與生態系統被破壞以及過度利用土地資源等特征問題,在古交市政府的主導下,中國礦業大學和山西省煤炭地質局聯合組成研究團隊,編制了《古交市山水林田湖草整體生態修復規劃》。研究團隊將生命共同體的概念引入到古交市生態修復工作中,提出重塑生態本底,以修復促發展,為系統構建古交市山水林田湖草全域生態修復規劃框架,提出以下基本原則。

        3.3.1 堅持規劃引領,統籌各類生態資源,兼顧復合生態效益

        基于對煤炭資源型城市生態本底的綜合評估,考慮各要素系統性,注重空間完整性,統籌設計山水林田等生態系統的整體保護,實現城市生態系統最大整體效益的發揮。

        3.3.2 堅持問題導向,開展全域性生態修復,實現“山、水、林、田”等生態系統的治理

        生態系統的修復是一個因地制宜的過程,需要針對不同的問題做專業的研究調查,對城市生態問題突出、亟需修復的區域進行重點修復,消除城市內各類顯性、隱形的地質災害和環境污染,進而引導城市“山、水、林、田”等各類生態要素的修復與改善。

        3.3.3 堅持項目帶動,落實區域實踐的行動計劃

        理論聯系實踐,注重全域生態修復前期研究的同時,要落實后期項目實踐。在統籌“山、水、林、田”等修復系統工作的基礎上,探索生態修復工作方法,制定城市生態修復行動計劃,推進有實效的生態修復項目落地,并建立可推進的長效生態修復機制。

        針對古交市環境污染較嚴重、過度利用土地資源等特殊生態問題,制定了“現狀評估-潛力分析-劃定分區-實施路徑”的古交市生態修復路徑,以求使古交市生態修復工作達到范圍覆蓋全域性、規劃統籌引領性、對象聚焦生態性、行動實施持續性,為打造煤炭資源型城市生態修復的“古交模式”奠定理論基礎。煤炭資源型城市生態修復框架體系示意圖如圖5所示。

        圖5 煤炭資源型城市生態修復框架體系示意圖

        3.4 古交市全域生態保護總體規劃

        結合古交市的現狀調研和生態重要性評估,將古交全域的生態格局劃分為嚴格保護區、一般保護區、優化協調區、重點建設區,形成滿足城市生產、生活和生態需求的空間格局,古交市全域生態保護空間總體布局規劃圖如圖6所示。

        3.4.1 嚴格保護區

        以晉祠泉域和森林公園為核心。以生態涵養及保育恢復為主,需嚴格執行項目準入制度和“一事一議制度”的分級管理辦法,嚴禁可能導致生態污染、破壞生態功能的經營活動。

        3.4.2 一般保護區

        生態敏感性高且生態系統服務功能強的地區。該地區不適宜大規模開發,在不影響人文、自然景觀保護與發展的前提下,可進行適度的旅游開發活動,但應采取一定的資源補償措施。

        3.4.3 優化協調區

        以農田、林地要素為主的區域。有條件地區可發展生態農業、經濟林項目,控制開發強度并保持生態廊道的完整性,嚴禁進行高污染、高排放、破壞農田環境和林業環境的經營活動,并在開發活動中采取適當的生態修復措施,包括低沖擊開發、邊坡生態修復、水系整治等。

        圖6 古交市全域生態保護空間總體布局規劃圖

        3.4.4 重點建設區

        以建設用地為主的地區。有條件進行規?;擎偘l展的區域,應嚴格執行相關法律法規及法定規劃,合理控制人均建設用地、人口布局及開發建設強度,還需注意綠地系統的建設,打造生態、舒適、宜人的生產和生活環境。

        3.5 古交市全域生態修復規劃

        3.5.1 古交市全域生態修復分區規劃

        通過對古交的現狀評估及潛力分析后,并基于全域生態紅線、地質災害、采礦跡地與生態重要性作為分區依據,最終將古交生態修復空間劃分為重點修復區(Ⅰ)、一般修復區(Ⅱ)和生態保育區(Ⅲ),分別采用生態重建、輔助再生和保護保育的模式進行修復,其中重點修復區為452.32 km2,一般修復區為419.72 km2,生態保育區為640.31 km2。古交市全域生態修復分區如圖7所示。

        (1)重點修復區,以汾河、原平川流域兩岸及屯蘭川中游地區為主。該區域地質災害與采礦跡地分布密集,造成的一系列環境問題嚴重影響了居民生活,因此該區域生態修復規劃以地質災害防治、礦區環境治理、水源地涵養為主要目標,并采用生態重建的修復模式。

        (2)一般修復區,以屯蘭川上游及大川河中游地區為主。該區域位于林地密集區與中心城區的緩沖帶,采礦跡地的存在對居民生活影響不大,但生態環境亟需修復治理,因此該區域生態修復規劃以水土保持、污染治理為主要目標,采用輔助再生的修復模式。

        圖7 古交市全域生態修復分區

        (3)生態保育區,以閣上鄉與河口鎮北部為主。該區域地質災害分布零散且距離生活區較遠,因此該區域生態修復規劃以林地保育為主要目標,采用保護保育的修復模式。

        3.5.2 古交市山水林田生態修復規劃

        山水林田等生態系統的修復規劃應著眼于全域,針對不同的問題進行專項研究調查,針對各系統提出不同的規劃策略,以此引導城市“山、水、林、田”等各類生態要素的修復與改善。

        (1)山體修復規劃。以消險減災為前提、以合理利用為目標、以生態綠色為導向,對山體地形地貌及其森林植被資源進行全面保護與管控,逐步恢復山體生態功能,針對山體破損的實際情況,分為山體禿斑補植治理、露采礦山修復治理、各類地質災害治理這3種思路開展山體生態修復。

        (2)水體修復規劃。以“一河一策,分級分類治理”為導向,規劃分為“一河三川”開展水體生態修復,從“水安全-水質量-水生態”這3個維度著重進行水體生態修復規劃,將生活、生產、生態與水體修復聯系起來。

        (3)林地修復規劃。通過山體公園、街頭公園、濱河公園的建設,構建“一河三川”綠色基礎設施廊道,加強城市建設與公園綠地的融合;優化樹種結構,加強林相改造,營造生態與經濟兼顧、多樹種混交林的林地生態系統;完善綠地空間連續性、整體性,優化綠地服務功能,構建集約高效的綠化空間。

        (4)農田修復規劃。以高效農田建設和采煤沉陷區、矸石山治理為關鍵抓手,統籌實施土地整治、高標準農田建設、遺留工礦廢棄地復墾,著力加強耕地數量、質量、生態“三位一體”保護。

        4 結語

        自建國以來,煤炭資源型城市的生態修復從萌芽、產生、發展逐步走向了成熟,其生態修復規劃歷經土地整理規劃、生態景觀建設階段,目前進入到山水林田湖草一體化生態修復規劃的新階段,其發展歷程充分反映了我國各級政府、學術機構、規劃管理者和人民群眾對人類與自然關系認知的多維轉變及完善。

        目前,煤炭資源型城市全域生態修復規劃的理論體系及實踐方法尚處于起步階段,各個城市都在進行努力嘗試,山水林田湖草生命共同體的修復和保護規劃并不是呈現在圖紙上的美麗圖片,而在于一系列的制度安排和頂層設計的制定,使得各方力量能被巧妙地導向公共利益和城市復興。這不僅僅是學術界和相關專業人員的任務,更與全社會息息相關,值得人們長期地關注參與和進行深層次的思考。

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        Comprehensive ecological restoration of coal resource-based cities under the planning guidance——a case as Gujiao city of Shanxi province

        CHANG Jiang1, MING Li2, CHEN Yedong2

        (1.School of Architecture & Design, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China;2. School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China)

        Abstract The construction of ecological civilization in the new era has demanded more from the ecological restoration of coal resource-based cities, while the planning guidance was an important strategy to promote the ecological restoration of coal resource-based cities. On the basis of summarizing and analyzing the evolution process of ecological restoration of coal resource-based cities, taking Gujiao city of Shanxi province as a case, under the guidance of the construction idea of life community of mountain, water, forest, field, lake and grass, a planning mode of ecological restoration of coal resource-based cities under urban and rural planning guidance was put forward, and an ecological restoration path of Gujiao city, including current situation assessment, potential analysis, zoning, implementation path, was formulated to carry out ecological protection pattern planning and ecological restoration zoning planning for the whole region of Gujiao city, so as to provide experience and reference for similar ecological restoration of other cities.

        Key words planning guidance; coal resource-based city; comprehensive ecological restoration; Gujiao city

        中圖分類號 X321

        文獻標志碼 A

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        引用格式:常江,明莉,陳業東. 規劃引領下的煤炭資源型城市全域生態修復——以山西省古交市為例[J].中國煤炭,2021,47(5):83-90.doi:10.19880/j.cnki.ccm.2021.05.013

        CHANG Jiang,MING Li,CHEN Yedong. Comprehensive ecological restoration of coal resource-based cities under the guidance of planning —— a case as Gujiao City of Shanxi Province[J]. China Coal, 2021,47(5):83-90. doi:10.19880/j.cnki.ccm.2021.05.013

        基金項目:國家自然科學基金青年科學基金項目——“城市雙修”視角下棕地的綠地轉型潛力、機制及規劃響應研究(51808543)

        作者簡介:常江(1968-),男,山西太原人,教授,博士生導師,主要從事礦業城市更新、礦區生態重建、礦區可持續發展等方面的研究工作。E-mail:changjang102@163.com

        (責任編輯 王雅琴)

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