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学科发展分析
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海洋学科发展战略报告

来源: 发布时间:2014年09月18日

一、概念与分类

(一)海洋学的内涵

海洋科学是研究发生在海洋中各种自然现象和过程的性质及其变化规律的知识体系,它的研究对象是占地球表面71%的海洋, 包括海水、溶解和悬浮于海水中的物质、生活于海洋中的生物、海底沉积和海底岩石圈, 以及河口海岸带等。因此, 海洋科学是地球科学的重要组成部分, 它与物理学、生物学、地质学、化学以及大气科学、水文科学等有着千丝万缕的联系。

海洋科学自然科学属性较强。在海洋学100 多年的发展历程中, 人们大部分时候把海洋科学作为自然科学中的一个学科群来看待。在对中国期刊全文数据库进行检索, 在1994 年至2011 年12 月发表的学术论文中, 共检出标题以“海洋科学”为主题词的论文366篇, 标题以“海洋学”为主题词的论文338篇。这些论文,共有3篇涉及海洋科学那些具有哲学社会科学属性的分支学科。换言之, 传统的海洋科学研究者只习惯于在自然科学的语境中来思考海洋科学的相关问题。

海洋学科具有交叉性。由于海洋学科的复杂性,海洋科学与其他科学的交叉和融合越来越成为一种趋势,在全球重大综合的海洋科学研究、军事活动、海洋环境保护、全球气候变化、海洋资源开发、深海探测、海洋权益维护、海洋综合管理和海洋经济发展等方面海洋学科都发挥着重要的作用。

海洋学科人文社科属性不断增强。虽然具有哲学社会科学属性的海洋科学分支学科目前真正能够自立门户的还比较少, 但海洋科学的演进规律不可逆转。对于海洋学科结构的发展前景,中国工程院院士丁德文认为:过去关注的是“海洋科学的系统”——海洋生物学、物理海洋学、海洋化学学、海洋地质与海洋物理等内容;现在着重探讨“系统的海洋科学”——资源问题、海洋社会问题、环境问题、安全问题等;将来的视野聚焦于“海洋系统的科学”——资源、环境、人类、社会、环境之间的关系。这一分析较有前瞻性,为海洋科学的发展内在逻辑提供了良好的注释。

(二)海洋学学科分类

为厘清海洋学科发展的脉络,摸清国内外海洋学科发展状况,结合现有海洋学科文献及学科的自然衍生和发展规律,国家海洋信息中心的吴恒岱对海洋学科的结构体系进行了详细的梳理。他利用《海洋文摘》、《中国海洋年鉴》和国家海洋信息中心的馆藏目录资料作为基本文献源,参考科学哲学的学科确认标准,利用海洋文献题名提取学科名称。采用《中国图书资料分类法》和《海洋科学文献分类标准》的类目划分原则,对提取后的学科名称进行等级,横向上进行学科聚类,纵向上将学科间通过渗透、交叉、汇合等相互作用产生的新学科和领域, 置于该学科之下, 成为下位类。建立学科体系树。

二、知上知下:我国海洋学发展战略和学科态势

(一)海洋发展战略

目前,关于国家级海洋发展战略的表述主要有三个出处。近日,在十八大报告中,明确提出要“提高海洋资源开发能力,发展海洋经济,保护海洋生态环境,坚决维护国家海洋权益,建设海洋强国”。这为我国海洋事业的发展提供了空前的战略和机遇。截止目前,我国有三个国家级中长期发展规划明确提出了发展海洋事业的相关战略。

1:国家级与海洋相关中长期战略发展规划

 

名称

发展战略

发展方向

《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》

坚持陆海统筹,制定和实施海洋发展战略,提高海洋开发、控制、综合管理能力。优化海洋产业结构,加强海洋综合管理,加强海洋基础性、前瞻性、关键性技术研发。

海洋油气、海洋运输、海洋渔业、滨海旅游、海洋生物医药、海水综合利用、海洋工程装备制造

《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006 -2020 年)》

发展海洋技术,保护海洋生态

海洋矿产等新型资源开发利用、浅海隐蔽油气藏勘探、海洋生物资源开发、海水利用技术、海水化学、海洋生态与环境监测、海洋工程技术、海洋遥感技术、声学探测技术、浮标技术、岸基远程雷达技术、海洋信息处理

《国家“十二五”海洋科学和技术发展规划纲要》

强化调查探测研究,突破开发关键技术,发展服务保障技术,加强生态保护研究,深化综合管理技术,健全科技创新体系,加强基地平台建设,培养造就创新人才,推动我国海洋科技自主创新发展,培育和支撑海洋战略性新兴产业发展

海洋调查和探测、物理海洋、海洋生物、海洋地质与地球物理、海洋化学、工程海洋学、极地海洋学、海洋观测技术科学、海洋生物资源开发与高效综合利用技术、海水资源综合开发利用技术、海洋可再生能源开发与利用技术、海洋油气资源勘探开发技术、海洋工程及装备技术、海洋立体观测探测技术、海洋环境灾害预警报技术、海洋生态修复与污染控制、海洋战略学、海洋权益维护、海洋管理学、海岛开发与保护

 

(二)科研经费投入

海洋学基金投入较低。2011年国家自然科学基金与海洋科学相关批准资助项目共389个,占总资助项数的2.53%;资助金额共达25009万,占总资助金额的 2.78%。杰出青年基金批准项目共6个,占总资助项数的3.03%;资助金额1200万,占总资助金额的3.08%。海外及港澳学者合作研究基金项目4项,占总资助项目的2.5%;资助金额280万,占总资助金额的7%。

(三)我国高校海洋学科发展态势

1、海洋学科研究机构较多。我国对海洋学科的研究和教育起始于20世纪20年代,几十年来为国家培养了许多在国内外有较大影响的科学家和海洋科学研究人才,并在国内外产生了一定的影响。截至目前,我国已有专门海洋科学研究单位27个,具体列表如下:

2:专门海洋科学研究单位列表

 

类别

研究单位

国家海洋局

国家海洋局第一、二、三海洋研究所,国家海洋局北海分局、东海分局、南海分局、国家海洋信息中心、国家海洋技术中心、国家海洋环境监测中心、中国极地研究中心、天津海水淡化和综合利用研究所、国家海洋发展战略研究所

中国科学院

中国科学院海洋研究所、中国科学院南海海洋研究所

部属高校

中国海洋大学、厦门大学、同济大学和大连海事大学

军队高校

大连海军舰艇学院、南京解放军理工大学

地方院校

上海水产大学、浙江海洋学院、湛江海洋大学、淮海工学院、盐城工学院、河北科技大学、天津科技大学

其他高校(涉及海洋教学和研究)

北京大学、清华大学、南京大学、中山大学、上海交通大学、河海大学、大连理工大学、华中理工大学、天津大学、浙江大学、华东船舶工业学院、华东师范大学、哈尔滨工程大学、上海海运学院、青岛远洋船员学院、哈尔滨船舶工程学院

2、重点学科分布集中在四所高校。厦门大学、中国海洋大学、同济大学、上海交通大学为海洋学发展较好高校。从重点学科高校分布角度看,目前全国有物理海洋学重点学科1个(中国海洋大学),海洋化学重点学科2个(中国海洋大学、厦门大学),海洋生物学重点学科2个(中国海洋大学、厦门大学)。海洋科学一级学科博士学位授权点2个(中国海洋大学、厦门大学)。二级学科博士点分布如下:海洋生物学、海洋化学、物理海洋学(中国科学院海洋研究所、中国科学院南海海洋研究所,);海洋地质学(同济大学,南京大学)。 海洋科学硕士学位授权单位除了上述海洋科学一级学科博士学位授权点和二级学科博士点外,还有国家海洋局第一、二、三等海洋研究所和河海大学。从2002年开始,海洋科学一级学科博士点可以自主设置学科、专业,博士点和硕士点的学科范围和数量又有新的增长(以上皆不包括军队院校)。

3、学科评估中,中国海洋大学、厦门大学、上海交大表现优秀。从学科评估角度看,全国共有2个一级国家重点学科参加评估,即海洋科学和船舶与海洋工程学科。全国共有2个二级国家重点学科参加评估,即海洋地质和船舶与海洋结构物设计制造。2007~2009年的学科评估结果显示,海洋科学最强院校中国海洋大学,厦门大学和同济大学分列二、三名。船舶与海洋工程学最强院校为上海交通大学。哈尔滨工程大学和天津大学紧随其后。

32007-2009海洋学科国家学科评估结果

 

名称

名次

分数

10423中国海洋大学

1

90

10384厦门大学

2

78

10247同济大学

3

76

10284南京大学

4

68

10491中国地质大学

4

68

10264上海海洋大学

6

65

10294河海大学

6

65

10057天津科技大学

8

64

10426青岛科技大学

8

64

10340浙江海洋学院

10

62

42007-2009船舶与海洋工程学国家学科评估结果

 

名称

名次

分数

10248上海交通大学

1

86

10217哈尔滨工程大学

2

82

10056天津大学

3

80

90038海军工程大学

4

74

10141大连理工大学

5

70

10699西北工业大学

6

69

10497武汉理工大学

7

68

10289江苏科技大学

8

62

10390集美大学

8

62

根据重点学科分布及学科评估结果,中国海洋大学、上海交通大学、厦门大学、同济大学为海洋学发展较好的高校,现对以上四高校的海洋学科发展情况统计如下:

5:四高校的海洋学科布局情况

 

名称

研究方向

下设科研单位

厦门大学

海洋浮游动物学、海洋鱼类学、海洋动物生理学、海洋生态学、海洋底栖无脊椎动物学、海洋动物生化遗传学、海洋微生物学、海洋生物生化与分子生物学、海洋生物遗传育种学、海洋生物活性物质及其功能特性

近海海洋环境科学国家重点实验室、水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室、亚热带海洋研究所、厦门大学海洋观测技术研发中心、海洋生物多样性与全球变化实验室、海洋生物技术研发中心、海洋微型生物与气候变化研究所

同济大学

孢粉、藻类学;综合地球物理;海洋沉积;大陆边缘构造与盆地分析;地震波的传播与成像;沉积与古环境;微体化石与古环境;古海洋学;地球系统演化

海洋地质国家重点实验室

中国海洋大学

物理海洋学;海洋化学;海洋生物学;海洋地质;应用海洋学;海洋资源与权益综合管理;海洋信息探测与处理;海洋地球化学;海洋地球物理学;海洋化学工程与技术

联合国教科文组织中国海洋生物工程技术中心、国家海洋药物工程技术中心、物理海洋教育部重点实验室、海洋药物教育部重点实验室、海洋遥感教育部重点实验室、海洋环境与生态教育部重点实验室、海底科学与探测技术教育部重点实验室、海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室、海水养殖教育部重点实验室、海洋材料与防护技术教育部工程研究中心、海水养殖工程研究中心教育部工程研究中心

上海交通大学

船舶与海洋工程、国际航运(水运系统技术经济分析、航运系统规划、多式联运与信息化、现代航运物流理论与实践、管理现代化)和港口航道与海岸工程

国家重点实验室 (包括:海洋工程水池、船模试验水池、空泡水筒实验室、水下工程实验室、CAD/CAM实验室、结构力学实验室);一系列建于学科基础上的研究所,主要包括:船舶与海洋工程设计研究所、水下工程研究所、港口与水利工程研究所、新型船舶与海洋结构物开发研究所、水下技术工程研究中心。

可见,四所高校侧重有所不同:厦门大学着重发展海洋生物学;同济大学侧重发展古海洋学;上海交通大学则侧重发展船舶与海洋工程学及航运学;中国海洋大学比较综合,相对其他高校呈现全科发展态势。

三、知己知彼:国外海洋学发展及我校的情况

(一)美英国家海洋发展战略

1、美国海洋发展战略

美国是世界上专属经济区最大的国家,也是最重视海洋开发的国家。20世纪50年代以来,陆续发布了《大陆架公告》、《海洋资源和工程开发法令》、《国家与海洋》、《2000海洋法令》、《未来十年的海洋科学》(1995)、《美国海洋学长期规划》、《90年代海洋学:确定科技界与联邦政府新型伙伴关系》、《1995~2005年海洋战略发展规划》、《21世纪海洋战略》等一系列海洋战略、法规。

美国未来 10 年海洋研究优先领域集中在海洋预测、对基于生态系统的管理提供科学支持和海洋观测能力。美国海洋科学和技术联合小组委员会制定了 4 项近期优先研究内容:(1) 预测海岸生态系统如何响应飓风与其他极端气候事件。(2) 通过对海洋生态系统的研究掌握如何更好地发展渔业生产。(3) 研制新型海洋生物传感器,有效预测有害藻华暴发和其他对海洋和人类造成危害的事件。(4) 对能够加速气候变化的大洋主要环流进行研究。

2、英国海洋发展战略

英国作为老牌海洋强国,也十分重视海洋的发展。2002年5月1日,英国政府提出了“全面保护英国海洋生物计划”。2003年英国政府建立了包括海洋科学、发展状况、发展前景等内容在内的数据网络。2007年发布了《2007年-2012年海洋战略研究规划》。2010年2月英国政府发布了《英国海洋战略2010—2025》。2010年3月15日发布的《海洋能源行动计划2010》意在绘制英国海洋能源领域2030年愿景。

根据战略规划,英国优先发展的领域为:英国海洋科学战略中高级别的科学优先领域有:(1)理解海洋生态系统运作机制。(2)对气候变化及其与海洋环境的相互作用做出响应。(3)维持和增加生态系统带来的利益。

对比两国海洋战略,可发现两国战略侧重点有所不同:美国的海洋科学战略与全球战略紧密联系,如海洋观测、洋底测绘等优先发展的技术内容,显然不仅是为预测海洋灾害服务,更有其军事战略意图。从海军战略角度来看,海流情况的掌握、天气变化的预测、海底地形的了解、海中声波传递与捕捉认识等,都深深影响整个海军舰队调度与运用。英国的战略则更侧重于服务于海洋产业的发展。

(二)美国海洋学科发展情况

美国涉及海洋学科研究机构林立。根据美国教育部教育数字统计中心(department of US education national center for education statistics)2008年公布的各专业分布数据,对美国涉及海洋高等院校进行了空间地理分布特征统计。统计结果表明,美国涉海高等院校有:海洋生物和生物海洋学(marine biology and biological oceanography)、海洋资源管理(marine resources management)、海洋科学(marine science)、海运(marine transportation)、海洋工程(marine/ocean engineering)以及海洋学(oceanography)等六大类涉及海洋专业学士或更高学位的高等院校共计142所。

从事海洋学研究教授人数可观。学校数目可以从一定程度上体现美国高等教育实力,但从事海洋研究的教授数目也可以成为评价美国各涉及海洋学科高校实力的另一指标。根据各高校的官方网站资料,收集汇总了从事海洋研究的前10名高校教授人数统计。

6:美国较大规模海洋学院师资力量

 

大学院系名称

正教授人数区间

加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所(联合培养)

>100

俄勒冈州立大学海洋与大气科学学院

>100

马萨诸塞大学海洋科学学院

80-100

威廉玛丽学院弗吉尼亚海洋科学中心

60-70

华盛顿大学海洋科学学院

60-70

迈阿密大学海洋与大气科学学院

60-70

麻省理工学院海洋与气象系,机械工程系海洋工程中心以及海洋地质与地球物理系,伍兹霍尔海洋研究所

60-70

阿拉斯加大学费尔班克斯校区水产和海洋科学学院

40-50

夏威夷大学马诺分校海洋、地球与科技学院

30-40

德克萨斯农工大学海洋科学系,海洋工程科

30-40

 

论文产出能力前6名研究机构,美国占据5所。根据2011年,汤姆森路透集团(Thomson Reuters)基于其20001月至201012月的基本科学指标(Essential Science Indicators January 2000December 2010)发布的世界排名前30位的海洋学研究机构,我们可列出前5名的美国研究机构的相关信息。美国伍兹霍尔海洋研究所在高引用率论文和总被引频方面排名最高。该所的海洋地球化学资深科学家Ken Buesseler是高引用率论文量(10)以及这些文件总被引频次(1,558)最高的研究者。目前,他正在监测日本福岛核电厂放射性物质释放的情况。

7:美国海洋学论文产出排名前5机构

 

海洋学相关机构

高被引论文

篇均引文数

总被引数

论文产出世界排名

伍兹霍尔海洋研究所

43

97.19

4179

1

美国国家海洋和大气管理局

23

134.43

3092

2

华盛顿大学

21

126.76

2662

3

加州大学圣地亚哥分校

23

8783

2020

5

夏威夷大学

20

99.55

1991

6

如果将师资力量和科研产出的耦合,可以发现美国海洋学科实力较强高校为麻省理工大学、加州大学圣地亚哥分校、华盛顿大学和夏威夷大学。对四校的研究方向详细梳理如下。

8:美国师资力量和科研产出综合比较

 

学校

研究领域

麻省理工学院

海洋工程专业

  • 海洋工程(Ocean Engineering
  • 船舶工程和海洋工程(Naval Architecture and Marine Engineering

机械工程专业

  • 海洋工程(Ocean Engineering
  • 水下机器人设计(Underwater Vehicle Design
  • 船舶建造(Naval Construction and Engineering
  • 船舶工程(Naval Engineering
  • 船舶设计(Ship Design

加州大学圣地亚哥分校

大气和气候学(Atmosphere & Climate

  • 应用海洋学(Applied Ocean Science
  • 物理海洋学(Physical Oceanography
  • 海洋气候科学(Climate Science

海洋生物(Biology

  • 海洋生物学(Marine Biology
  • 生物海洋学(Biological Oceanography

海洋化学(Chemistry

海洋工程(Engineering

海洋地质学(Geosciences

海洋学(Oceanography

华盛顿大学

物理海洋学(Physical Oceanography

  • 声学海洋学(Acoustical Oceanography
  • 海洋气候和环流(The Ocean in Climate and Circulation
  • 近岸和河口过程学(Coastal and Estuarine Processes 
  • 地球物理流体动力学(Geophysical Fluid Dynamics 
  • 极地海洋学(Polar Oceanography
  • 热带海洋学(Tropical Oceanography

海洋地质学和地球物理学(MG&G

  • 洋中脊过程学(Mid-Ocean Ridge Processes
  • 海洋沉积动力学(Marine Sediment Dynamics

化学海洋学(Chemical Oceanography

  • 海洋碳循环(Carbon Cycle
  • 海洋古气候学(Paleoclimatology
  • 河流和河口的生物地球化学(Geochemistry of Rivers and EstuariesBiogeochemistry
  • 沉积地球化学(Sediment Geochemistry

生物海洋学(Biological Oceanography

  • 极端环境微生物学(Microbiology of extreme environments
  • 浮游植物生态学(Phytoplankton Ecology
  • 食物网动力学(Food web dynamics

(三)我校海洋学科发展情况

1、研究队伍

研究队伍来源较多,实力可观。目前,我校海洋学科主要集中在四个学院,分别为物理学院、地空学院、城市与环境学院和工学院。其中物理学院6人,地空学院9人,城市与环境学院2人,工学院共12人。

2、主要研究方向

我校海洋学科目前共有5个研究方向:

(1)海洋系统与全球变化(Ocean system and global change)。利用遥感、沉积学、地球化学、生物学和数值模拟等多学科手段研究不同时空尺度上海洋系统在全球气候-环境变化中的作用,特别是我国近海和西北太平洋海水温度和化学组成变化背景下的海-陆-气物质循环、相互作用、环境效应及未来趋势预测;利用分子生物学和地球化学方法研究极端环境下生物和微生物生态系统及生物基因资源;利用多学科手段研究全球气候和海平面变化背景下我国海岸带超大城市发展与近海环境的相互作用以及未来变化趋势。

(2)深海地球动力学 (Deep ocean and geodynamics)。海洋地壳和海洋岩石圈结构与演化;海洋地球物理学。

(3)海洋生物资源基础研究、开发与利用。海洋矿产资源;海洋药物;海洋微生物成矿。

(4)海洋法规与管理和国际关系。海洋法;海洋划界;海岸带经济与管理.

(5)海洋工程与技术。能源;探测技术;舰船制造;海洋生物工程。

(3)组织机构

为促进我校海洋学科发展,我校在前沿交叉学科研究院成立了虚体研究机构“海洋研究中心”。

中心人员组成以兼职为主,兼职人员来自北京大学院系相关学科教师,并根据工作需要聘请专职研究人员;聘请国内外知名学者、专家和相关部门领导为顾问,指导中心的学术发展方向;中心将与世界上其它著名海洋研究学术机构建立密切的合作关系,并与我国政府和有关部门建立定期联络机制;中心将聘请国内外海洋研究专家作为客座研究人员。

四、海洋学未来发展趋势及布局参考

(一)海洋学未来发展趋势

海洋学是近年我国逐渐重视和兴起的学科,但由于发展历史较短,高校基础还比较薄弱等原因,海洋学科在国内的发展无论从规模还是质量上都远低于国外相关学科发展。未来,海洋学科有“五更”趋势

1、更大。一方面,随着全球化的发展,海洋科学各学科专业的研究和应用也表现出向更大尺度发展的趋势,如全球气候变化、大洋环流等。另一方面,随着人类对自然资源需求的不断增长,人类利用自然资源的规模不断扩大,资源、环境、灾害等问题则显得更加突出。特别是海洋环境污染、洄游性鱼类资源的管理和养护、海洋灾害的预防和减灾、全球气候变暖等一系列问题的研究等,都需要从宏观方面开展研究,需要加强国际合作。

2、更小。除了向更宏观的角度发展外,海洋科学还有向微小尺度发展的趋势,如对湍流、细结构、基因、细胞、微生物的研究。这种微小尺度的研究多集中在海洋物理学和生物学。

3、更高。随着科技的发展,人类的探索领域大大扩展。人类的触角已经深入到太空层面,伴随这种改变,海洋学科也有向更高领域发展的趋势,如海气运动、海洋卫星遥感等。

4、更深。迄今为止,人类对大洋和深海仍知之不多。海洋探测和调查一直是当前国际海洋科学研究的重要方向。随着新技术的发展,如遥感遥测技术、深潜技术、水声技术、海洋浮标等技术的发展,人们已能立体地获得大量而丰富的海洋观测资料,为海洋科学的发展提供了扎实的基础。

5、更杂。由于海洋是一个极其复杂的、开放的庞大系统,再加上人类对海洋作用的开发利用,导致海洋发生巨大的变化,从而影响全球人类的生存环境,因此,海洋科学的发展又具有极强的综合性,尤其是海洋资源、海洋环境、海洋灾害这三大问题的研究和解决则属于综合性的海洋研究课题,它不仅需要海洋学与其他学科之间的交叉、渗透, 也需要海洋学自身各分支学科之间的相互渗透、交叉和综合研究。因此,许多相应的综合性学科如海洋生态学、环境海洋学等新学科则应运而生。随着人类对海洋科学研究的愈加深入,这种多学科性、交叉性、综合性的特点就表现得愈日明显。在保护人类生存环境、开发各种资源及可持续利用方面, 还需要人文科学、社会科学如经济学、法学、社会学、管理学等各学科的渗透和交叉。

(二)海洋科学战略布局参考

我校学科发展以“国家需求、学科前沿、比较优势”为基本原则,根据我国中长期海洋发展战略、英美海洋发展战略及国内外各高校已布局学科方向,绘制下图,做到“知己知彼,知上知下”,全面、科学的制定我校海洋发展战略。

注:中国国家战略方向为红色,我国高校已布局方向为橙色,我校已布局方向为黄色,国外战略方向为绿色,国外高校已布局方向为蓝色。

从图中比对可见,我国战略与国外海洋发展战略差异较大,国外更关注海洋资源的利用和开发、海洋生态的保护及海洋灾害的预警和防治。我国更关注海洋基础学科的建设和海洋工程学的应用。两者均比较关注海洋资源的开发和利用,这与经济快速发展,各国发展所需资源消耗量很大,资源争夺越来越激烈有关。

从高校已布局专业看,我国高校大多紧密围绕国家战略,国家重点发展领域多有涉及,至少也会占据重点发展领域的二级学科。但值得注意的是,海水综合利用及海洋管理学尚未有高校涉足。这可成为我校海洋学科布局的着重关注点。

与中国国情不同,国外高校专业设置并不一定结合国家战略,事实上,国外高校已有专业与国家强力发展的领域甚至是错位的。另外,海洋气候学是一个需要关注的领域,它既是国外海洋发展方向又是国外高校重点发展方向,还是我校已涉及领域。

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