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地科导复习资料
地理科学导论
IntroductiontoGeographyScience
该课程系统介绍地理科学的性质、研究对象、学科体系，以及地理科学认识与研究世界的视角、科学维度、科学思维与研究方法等地理学的方法论方面的知识；比较全面地反映了地理学学科、学术思想发展过程和现代地理学的发展及趋势概况；课程还对我国目前地理学专业及其课程结构、设置做了系统介绍。
通过该课程的学习，使大家对地理科学有初步的了解与认识，为今后地理学专业的学习打下基础。
第一章地理学概述
第一节地理学及其研究对象
●一、什么是地理学
物理学，是研究物体的理；化学，是研究物质的"理"；地理学，是研究"地"的"理"；"地"是人类赖以生存的地球的表层空间。
更具体的说，地理学就是研究地球表层中发生的空间尺度的现象、过程、机理和规律等的的学科。
人地关系就成为研究地理学的核心。
●二、地球表层系统与地理环境
（一）地球表层系统的组成：
地球表层的圈层组成主要有五部分的内容：
1.岩石圈：
岩石圈是地球表层的固体岩石部分，包括地壳的全部和地幔的一部分。
岩石圈的表层还可分为土壤圈和沉积岩石圈。
2.水圈水圈即指地球表层中的各种水体，包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川以及岩石、土壤孔隙中的地下水，最大厚度约20公里左右。
地球上的总水量为138，600km3,海洋水占96.5%，面积占71%，陆地淡水占3.5%（其中冰川占1.74%，地下水占1.7%），地表淡水仅占0.6%。
地球上的水通过蒸发-输送－降水－径流的形式进行周而复始地循环，有其大循环与小循环。
3.大气圈大气圈即指地球的气体部分。
从上到下主要分为：
电离层——中间过渡层——平流层——对流层。
对流层的厚度约为8—18km,平流层厚度为从对流层顶到50km，中间层为从平流层顶到85km,逸散层为从85km往外的空间范围。
电离层又可分为三层，最外的层次称为逸散层,次外层称为暖层.大气中氮、氧成分占99%（N2占78%，O2占21%），此外还有少量的Ar、CO2、O3、H2O以及微粒物质。
对流层中集中了大气成分的3/4，其中99.9%的大气集中于大气层50km高度以下。
4.生物圈生物圈即地球上的所有生物（动物、植物、微生物）及其生存环境的总和。
其中绝大多数生物都集中生活在岩石圈、土壤圈、水圈、大气圈相互接触交融的地带，大致在地面、水面上下100—200米范围以内。
地球上有动物100多万种，植物有34万种，微生物4万种，植物占生物有机质量的90%。
5.人类圈人类圈又称为智慧圈、技术圈、文化圈等，指人类及人类所创造的人工物质环境。
"智慧圈"的概念是前苏联学者维尔纳茨基在1945年提出的。
他认为：
"智慧圈是地球新的地质现象，在这里首次成为巨大的地质力量。
他能够而且应该以自己的劳动和思想改造自己的生存领域，与过去比较是根本的改造"。
人类虽然也是生物的一个组成部分，但是，它是由生物进化而来的，它具有新的，自己所独有的特性，因而，使它作为一个单独的圈层与生物圈分开，但是却渗透于自然演化形成的生物圈，二者相互共存。
它是现代科学研究的对象。
（二）各圈层构成的地球表层系统
地球表层是一个整体。
各圈层间不是绝对的、彼此截然分开的，而是互相影响互相渗透的。
但除了固体岩石圈和大气圈以外，其他圈层也不都是处处连续的。
因此对各个圈层的划分应从宏观上、整体上相对的去理解。
1.地球各个圈层构成了地球表层系统。
2.地球表层系统的能量与物质转换与循环
（1）物理循环：
大气、海洋的环流及其相关联的热量输送、水分循环；地壳升降、平移运动及其带来的物质、能量循环等过程。
（2）化学循环：
岩石、矿物溶解成分以及其在土壤中的循环；大洋中的碳酸盐等的沉积过程；大气中氧气的生成与消耗过程。
（3）生物循环：
生物的生长、繁殖过程，生物之间的食物链等与生命活动相联系的过程。
（4）所有这些的循环过程是有机联系的整体，共同作用影响到地球表层系统的物质、能量平衡、转化与循环。
（三）地球表层的空间结构与基本特征
1.地球表层的空间结构指各要素组成部分在空间上排列组合形成的稳定的分布与配置关系。
分层结构：
各自然地理要素按照环境条件而发生的垂直方向上的分异，各自集中于地球表层的一定空间部位形成的空间结构。
上下圈层结构、表面的垂直地带性。
地域结构：
地球表层的地域分异，及其形成的地域子系统的次一级地域单元之间通过地域联系而形成的空间结构。
包括了自然地域系统、人类社会的政区系统。
自然地域分异：
纬度地带性特征；海陆梯度地带性特征；自然地理区划
2.地球表层的基本特征1.是由自然演化形成得不同圈层组成的一个复杂的综合整体。
2.各圈层层面特别是岩石圈表面是不均一的，存在明显的地域差异。
太阳能辐射分布、控制表面变化的内能分布、人类的体质、习性、文化与经济活动的不同等。
3.地球的表层是在不断变化的。
如：
海陆变迁、地壳活动；气候变迁、演化与交替；人类活动的发展等
（四）地理环境
地理学的研究对象是地球表层系统，或者称为地理环境。
地理学有着悠久的研究历史，是一个庞大的科学体系，在发展过程中从不同学科视角对地理学的研究对象也有着不同的理解。
地理环境这一概念是法国地理学家E.雷克吕（Reclus）于1876年提出的，他把地理环境理解为"围绕人类生存的自然现象的总称"。
通常地理学中所谓的地理环境与其看法不完全一致，它既包括自然环境也包括人文环境。
我国相当多的地理学家（特别是人文地理学家），将地理环境作为地理学的研究对象。
地理环境中自然环境与人文环境是两个不同的概念，是从不同的视角对地理环境的相对划分。
人文环境是一个动态的概念，随着人类社会和科学技术的进步,其内涵和范围不断扩大。
自然环境是人类赖以生存和发展的基本环境，是一个综合各自然要素的整体，相当于地球表层的范围。
但二者不是截然分开彼此孤立的，它们在空间和结构上又是互相重叠、相互联系的，构成统一的整体地理环境。
随系统论的出现，一些地理学家开始将之用于研究理论地理学。
1963年，前苏联地理学家索恰瓦提出用地理系统的概念替代自然地理学中"地理壳"、"景观壳"等概念，70年代发表了《地理系统学说导论》，从系统论角度建立自然地理的研究体系。
80年代以后我国地理学家也十分重视用系统论思想研究地理学，提出了"自然地理系统"（牛文元，1981）、"人地关系地域系统"（吴传钧，1979）等概念。
地理系统是自然—经济—社会复合系统，是各种地理要素相互作用、相互影响，人类及其生存环境有机结合的动态系统。
地理系统就其组织水平来看，是一个开放的复杂巨系统。
它与外界不断地进行物质、能量交换，由众多子系统构成，具有不同的层次，如全球地理系统、区域地理系统、局地地理系统等。
将地理系统作为地理学的研究对象，反映了现代地理学对自身研究对象整体性、层次性、有序性等方面的深刻认识。
（五）地理系统
系统思想是现代人类认识客观世界整体性的一次飞跃。
随系统论的出现，地理学家们提出以地理系统的概念替代以前的"地球表层"、"地理环境"等概念，先后提出"地理系统"、"自然地理系统"、"人地关系地域系统"等。
地理系统应当是一个自然－经济－社会复合的系统；有机结合的动态系统，是一个复杂、开放的巨系统。
地理系统的特征：
1.整体观点。
一切部分、要素都是一个系统，是由地球表层各部分有机结合的整体，各个孤立部分性质和活动方式的集合，简单相加不能形成高一级组织水平，"整体大于部分之和"。
2.动态观点。
地理系统中一切有机体都处于积极运动状态，生命不等于机器。
3.等级观点。
各种有机体都是按严格的等级组织起来的，具有层次性。
●三、地理学研究的核心：
人地关系的研究
地理学研究对象是地球的表层系统，始终都紧密围绕着人类与地球表面的地理环境之间的联系、相互关系问题而形成发展的，逐渐形成了为人类服务的、人与地球表层自然环境关系研究的核心。
1.地理学自形成以来经历了纯自然环境-自然环境对人类的影响-人类活动对自然环境的影响的变化过程；2.二十世纪以来不同时期地理学的中心任务有所变化，可是虽然这些中心任务名称和具体内容有较大差别，但始终未脱离人类活动与地理环境之间的关系研究；3.地理学的研究地球表层空间系统，是从空间的视角、是从人类与其环境之间关系的视角来进行研究的，这就形成了地理学研究的"空间视角"与"环境视角"（或生态视角）
●复习思考题、作业题：
1、简述地理学的基本概念。
2、试述地球的圈层结构主要内容。
3、地理环境、自然综合体、地理系统三个概念的基本联系是什么？
如何用系统论的观点认识地理学的研究对象？
第二节地理学的性质与科学体系
●地理学的性质
长期以来，科学被习惯地分成哲学、自然科学和社会科学三大类，一般科学面对这种分类都必须作出非此即彼的选择。
每种科学，要么是自然科学，要么是社会科学，相互不可逾越。
这种划分的根源在于二元论的科学观，即自然现象有自然现象的规律，社会现象有社会现象的规律，两者之间没有综合的整体的规律。
这种科学观给地理学的发展带来严重障碍。
上世纪60年代以前的苏联地理学曾普遍认为地理学不是一门独立的科学，自然地理学属于自然科学，经济地理学属于社会科学，甚至于有的学者干脆认为经济地理学不属于地理学，而是经济科学的一个分支。
这种认识破坏了地理学的整体性，阻碍了地理科学的发展。
60年代以后，科学在继续分化的同时，综合的趋势日趋明显。
地理系统是一个整体，它既包括人文内容也包括自然内容，地理学所要研究的不是这两个方面的机械组合，而是作为系统的整体联系与规律。
因此它既不单纯属于自然科学也不属于社会科学，而具有综合性，是两种科学相结合的独立科学系统，
●地理学的科学体系
地理学至今还没有形成一个公认的分类体系。
（一）传统地理学科学体系传统地理学是单一层次的，平面的。
一般地说，仅从学科研究的性质特征分为区域地理学、系统地理学、数理地理学三大类。
（二）现代地理学科学体系从发展趋势上看，具有三个明显特点：
一是重视地理学基础理论的研究；二是重视应用地理学理论和方法的研究；三是以信息技术为中心的地理技术迅速发展。
按照对地理科学大科学性质的理解，现代地理科学分三个层次。
1.基础理论层次，又分三个亚层次：
（1）理论地理学：
是研究地理学的方法论、认识论。
是关于研究地理学思想的。
地理哲学、地理学思想史、地理科学学等。
（2）地球表层学：
是以地球表层物质体系的整体规律为对象，关于地球表面规律的更高层次的综合和概括。
（3）区域地理学、系统地理学和类型（部门）地理学。
2.技术理论层次（应用理论层次）这个层次和以下的应用技术层次是地理学发展较快的领域。
技术理论层次包括：
建设地理学、区域开发学、国土整治学、自然环境保护学、自然资源学以及与部门地理相对应的应用理论学科，如应用地貌学、应用气候学、水资源开发学等等。
3.应用技术层次这是地理科学最先端的层次，指直接为生产实践服务的工程技术。
如遥感地理技术、地理信息系统、地理制图、景观生态设计、土地管理与规划、城市规划、自然灾害预报等等。
●地理学的科学特征地理的科学特征是区域性、综合性，表现在以下方面：
（1）地球表面最显著的特征，就是它的自然现象和人文现象空间分布的不均一性。
如果没有区域间差异刺激和吸引人们去探索自己生活域内和域外的未知世界，那么地理学就不会有今天的发展了。
我国地理学家林超指出：
"区域概念是地理学的基本观点，区域地理是地理学的核心。
（2）区域研究是地理学的空间视角的体现，现代地理学将区域研究已经提高到了一个新的水平，不仅限于认识世界而且直接参与指导改造世界的实践。
（3）地理学研究空间系统在于揭示各要素间的关系，在于认识其整体性。
这就涉及地理学的第二个特征，即综合性的问题。
（4）现代系统论更科学的指出，系统的功能产生一种质变，这种质变是各部门机械相加所不及的。
地理学的精髓，地理学的优势就在于它是从各个组成要素综合分析上认识地理系统及其各个区域的规律。
●地理学与其他相邻学科的关系地理学在其发展过程中不断地分化、派生出新的学科。
他们运用地理学的理论和方法，吸收其他学科营养独立成为新的学科体系。
另一方面地理学本身也从关系密切的其他学科中吸收新思想新方法改造自身。
（一）地理学与地学
地学即地球科学，最早两者是一回事；现代地理学与地学至少有以下几点区别：
1从科学性质上，地学属于自然科学，而地理学是自然科学和社会科学的汇合；2从研究尺度上，地学研究整个地球，而地理学研究地球表层；3从时间尺度上，地学研究数10亿年的地球历史，而地理学仅研究作为人类环境的地球表层，比起地学来要短的多。
无论从空间和时间上来说地学研究的都是地理学对象的环境，很多地球表层发生的现象都与表层外部环境有密切的关系，所以地理学家要深刻理解表层地理规律也必须有地学知识，特别是地质时代最近的一纪，即有冰期发生和人类出现的第四纪的知识对地理学尤为重要。
（二）地理学与生态学
（1）生态学是研究生命体与环境关系的科学。
它的产生于发展与地理学有着密切关系，洪堡开创的植物地理学是生态学的三大来源之一（林奈的植物分类学、达尔文的进化论、洪堡的植物地理学）。
（2）生态学经历了个体生态学、群体生态学阶段，到本世纪60年代以后进入了人类生态学阶段，生态学全球化、社会化，这时与研究人类环境的地理学关系更为密切了。
两者有着大量相重合、融合的研究内容。
（3）生态学中的生态系统思想、生物地理群落思想都对地理学发展产生深刻影响，生态化方向是现代地理学重要的发展方向之一，景观生态学（又称地生态学）是地理与生态学之间的边缘学科。
所不同的是地理学除研究生态环境外更注重区域与空间的研究。
（三）地理学与环境科学
（1）环境科学是研究物质环境与人类关系的科学。
人类对环境的保护治理基本包括两大方面：
一是对"三废"（废水、废气、废渣）造成污染的治理;另一方面是对不合理的自然开发造成的环境问题（如水土流失、森林破坏、水系破坏、草原破坏等）的治理。
地理学与后者的关系更为密切，其本身也是地理学的重要研究任务之一。
（2）环境地学已成为地理学与环境科学间的边缘学科。
两个科学虽然有交叉重复，但两者研究的视角不同，领域也不完全相同。
环境科学更多的侧重于环境治理方法、治理技术，而地理学不仅注重环境整治，更重视对人类自身的研究、对空间地域的研究、对资源开发利用的研究，着眼于人类环境地域系统的整体规律。
（3）地理学在自身发展过程中必须不断地从相邻学科吸收营养丰富自己，并运用地理学思想和方法积极参与相邻学科的发展和建设，为解决人类面临的重大的人口—资源—环境—发展问题做出贡献。
●复习思考题、作业题：
1、地理学是什么性质的科学？
2、地理学的科学体系和科学特征是什么？
3、地理学与相关学科的关系怎样？
第三节地理学视角与科学维度
一、地理学视角
地理学与科学、社会的关联问题是一套独特而综合的视角而产生的，所有的现象都在空间中存在而有其地理（正如所有现象都在时间中存在而有其历史），因此地理和历史就成为我们了解世界的核心。
地理学像其他科学一样，也具有一套发育完善的视角。
1、通过地方、空间和尺度的透视观察世界的地理方法。
2、地理学始终未脱离人类活动与地理环境之间的关系问题，形成了地理学研究的"环境（生态）视角"。
3、地理学的综合领域：
综合是地理学家常用的一种方法，这种方法超越传统上的各种自然科学、社会科学和人文科学分离的边界，借以对选定现象进行广泛分析。
这种方法不仅借用其他学科常常用以单独处理某个问题的分析思想，而且利用对不同学科研究同一种现象的各种方法的反义与矛盾的彻底研究。
综合研究将环境—社会动态，把人类活动与自然环境，环境动态与自然系统，人类社会动态与经济、社会和政治系统联系起来。
4、应用图像的、语言的、数学的、数字的和认知的方法的空间表述。
地理视角矩阵
地理学观察世界的方法——通过对地方和尺度（横坐标）的聚集，穿越其三个综合领域：
人类—社会动态，环境动态，环境—社会动态（纵坐标）。
空间表述（矩阵的第三维）加强了并有时驱动了其他地理学分支的研究。
二、地理学观察世界的方法
地理的要旨是了解十分多样的过程和现象时，"区位要紧"。
位置是地理学观察过程和现象的横断途径，而其他学科则往往孤立的看问题。
地理学注重现实世界中的现象与过程之间的关系与相互依赖性，而任何位置或地点的特征就是由这些现象和过程所决的。
地理学还寻求了解地方之间的关系。
地理学研究地方特征的"垂直"综合性，也研究地方之间的"水平"联系。
地理学还注重这些关系（在实践与空间上）的尺度问题。
这些关系的研究使地理学能充分认识到地方和关系的复杂性，而其他学科往往只是抽象处理。
（一）地方的综合地方是研究过程和现象之间复杂关系的天然实验室。
地理学长期研究不同过程和现象是如何在各区域和地点间相互作用的，包括了解这些相互作用是如何赋予地方以独特性质的。
对在某地起作用的社会、经济、政治和环境过程做系统分析，就能提供对该地独特性或特征的综合理解。
当这种系统分析应用到许多不同地方时，就出现了对地理差异性的理解。
当然，还要对社会、经济、政治和环境的过程分析的地理上的可达性分析。
（二）地方间的相互依赖性地理学着重于现实世界中现象和过程之间的关系和相互依赖性，而任何位置或地点的特征又是由这些现象和过程所决定的。
地理学家认为"地方"的定义不仅依靠其内部特征，而且还要依靠来自他处的物质、人员和思想的流动。
这些"流"导致地方之间的相互依赖性。
地理学的一个重要侧重点是了解这些"流"及其对各地方的影响。
这样的关系有着复杂的非线性系统的一切特征。
这是对现代地理学研究的一个挑战。
（三）尺度间的相互依赖性尽管地理学对空间和时间两种尺度都关心，但视角的持久视野乃是空间尺度—从全球到高度局部地方性尺度—的重要性。
改变分析的空间尺度能提供深入了解地理过程和现象的洞察力，能了解这些过程和现象在不同尺度上如何相互联系的。
地理学长期关注的"区划"问题，即根据共同的地理特征划分连片地区的问题。
地理学家认为地理区域的内部复杂性和差异性是由尺度决定的。
"一套特定的区域总是对地理变化的不完全的，而且可能是误导的表述"。
确定能最大限度地表现某些现象变化的尺度，能提供有关控制机理的地理、时间和规模的重要线索。
三、地理学的综合领域
地理学偏离其他学科专业的根本出发点是：
关注人类如何利用与改造支持生命的生物环境和物理环境（bio-physicalenvironment）,或环境—社会动态（environmental-societaldynamics）。
地理学中还有两个重要的综合领域：
（1）研究不同生物物理过程或环境动态间的关系。
（2）综合经济、政治、社会和文化机制，即社会动态（socialdynamic）。
这两个领域都径直的取自对地方（place）的关心，把对地方的研究放到地理学观察世界的方法中。
（一）环境—社会动态
这是地理学科长期以来关注的学科分支，研究联系着社会与生物物理环境的动态，这是目前世界都日益十分关注的核心研究方面，这包含在三个相互重叠的研究领域。
1.人类对环境的利用和影响
（1）调查、查明人类对环境影响，地方性和区域性水平上的研究阐明了人为景观改造，作出评估。
（2）研究社会开发自然资源的途径，以及在开发过程中如何导致资源退化和维护或重新定义自然资源库的途径，探究为什么以他们的方式改造环境和自然资源。
（3）研究环境退化过程中承载力和人口压力作用。
（4）注意不同文化对环境的理解和利用方式。
2、环境对人类的影响生物物理环境改变对人类的后果，也是地理学传统的关注点，这些方面的研究工作重点研究个人、团体和地理区域不同的脆弱性。
3、人类对环境变化的感知和反应
（1）人类与环境的关系不仅极大地受到特定的活动和技术的影响，而且还受到不同社会对环境所持的态度和观念的影响。
（2）环境变化对人类种群的影响，能够因人类的行动而大大舒缓甚至可以避免。
准确地感知这种变化及其后果是成功地采取舒缓策略的关键因素。
如人类社会对灾害风险的研究：
对风险的感知；风险信息系统；对可用于舒缓策略的精确认识是本领域的重要方面。
（二）环境动态
地理学以其自然科学的优势进行环境动态研究。
1、人类活动作为导致环境变化许多相互联系的机制之一进行分析。
2、环境过程（包括人类活动在内）中各种反馈研究也是地理学对环境动态研究的中心。
此领域的研究是自然地理学的范畴，自然地理学三个主要分支是生物地理学（与生态学有密切的联系）、气候学和地貌学，但现在已发展成许多相互重叠的子学科。
这是自然地理学家的综合性和横断研究发展的必然。
自然地理学这三大子学科不仅分享着自然科学的视角，而且之间的界限也变得有些模糊，只是在侧重点方面有所不同。
（三）人类社会动态
综合的第三个领域着重于相互联系着的社会、经济、政治和文化过程的地理学研究。
地理学通过解决两类问题寻求对此类过程的综合研究与了解：
1、影响某地发育的那些过程的途径。
2、空间布局和位置的影响和我们对那些过程的了解。
因此，空间和地方问题日益成为地理学研究的核心。
1.地方的社会综合研究地方中的社会过程，地理学家倾向于把重点放在微观与中观的尺度上。
（1）城市与乡村景观及其变化的研究。
（2）城市内部空间结构的研究。
（3）城镇、街区不同社会和民族集团的生活状况和经济前景。
（4）地方和区域发育特征，历史发展与过程的研究。
2、空间、尺度和人类—社会动态对各地方间联系的社会后果的研究，侧重于尺度的变化。
（1）研究空间的认知与个别决策，以及个别行为对整体格局的影响，这方面的研究为各地方之间相互作用地理结构模型的建立提供框架。
（2）在城市和区域尺度上，研究工业区位与集聚的全国性转移以及城市间迁移的格局。
（3）对个人行为与宽尺度社会结构，个人决定如何受到社会结构和制度的影响，又是怎样影响社会结构和制度的。
（4）各地社会差异不仅是个别地点特性的差异，而是这些地方如何在更大尺度上起作用的社会过程影响的差异。
（5）侧重于组织机构行为的空间表述，企业采取影响不同的分区定位、营销和影响不同地方发展可能性的行动及方法；国家结构的研究区域一体化和分裂化问题；国家机构在不同地理尺度上履行的职责与权力的发展差异；区域向的政治经济竞争问题等。
四、空间表述
地理空间表述的方法与一整套核心的空间概念（包括区位、区域、分布空间相互作用尺度和变化）紧密联系，构成了地理学的视角，成就了地理学怎样去描述他们观察的世界。
1.地理空间通过地图的视觉表达，一直是地理学研究的基石。
传统地图占据着视觉表述形式连续统一体的中心位置，这一个连续统一体可用尺度大小（原子—宇宙）和抽象程度（从印象到线条素描）来解释。
地图的中心位置为制图而形成的概念影响了所有的空间表述形式。
电脑科学认为地图是科学可视化所用许多概念的基本来源。
2.地理学空间表述的一个活跃领域：
视觉地理表述"语言"的程式化，改善对地表的描述，如高程数字库支持的晕渲法制作的晕渲地图，数字高程模型（DEMs）进行综合。
3.文字对景观现象的描述。
现在努力把文字与图像联系起来，当前研究领域涉及为研究和教学应用两方面设计的媒体文件。
"地理脚本"引导人们了解复杂的地图网络、图解、图画和提供某个特殊问题的信息文字描述。
4.数学表述侧重于位置、区域和分布的空间模型，功能组合模型，以及侧重于空间相互作用和变化的过程模型。
可视化地图是以空间数学模型为基础的，能用以表明地理位置在地图上的一切描绘，根本上就是从地球表面到书页或电脑屏幕上的数学转换。
5.数字表述，由于地理信息系统和电脑制图的广泛使用，是表述研究中最活跃和最有影响力的焦点，在开发支持GIS和电脑制图系统的描述方案，地理学起着核心作用。
上述空间表述问题因数字化表述而日益联系起来，用数字表述作为中间步骤，从一种表述形式转换成另一种形式（如数学表述转为图像表述）已成常规。
6.
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