基于GIS的黃山市傳統村落空間分布及影響因素研究

劉磊 徐志強 姚林

摘要 基于ArcGIS空間分析和數理模型方法，定量揭示了黃山市271個傳統村落的空間分布情況及影響因素，以期為村落的活態保護與有效利用提供參考。結果表明：1）傳統村落的空間分布類型為“整體集聚、局部離散”，其中離散型村落主要分布于市域中部的徽州區、黃山區和西部的祁門縣;2）空間分布結構的均衡程度較低，邊緣化特征顯著;3）空間分布的密度呈“一主+兩次+多節點”的簇團狀格局，密度高值區發生在歙縣中東部地區，次核心區集中于歙縣西北部及黟縣盆地一帶;4）黃山市傳統村落的空間分布特征與歷史文化、社會經濟發展和自然環境等影響要素具有高度耦合關系，分別表現為傳承性、逆向性和地帶性分異規律。

關 鍵 詞 傳統村落;空間分布;影響因素;GIS;黃山市

中圖分類號 K925.4? ? ?文獻標志碼 A

Abstract This paper quantitatively reveals the spatial distribution and influencing factors of traditional villages in Huangshan City based on ArcGIS spatial analysis and mathematical model. The purpose of the study is to provide a scientific reference for the overall development and live heritage of traditional villages. Studies show that： 1） The spatial distribution types of traditional villages are clustered as a whole， but they are dispersed in parts， among which discrete villages are mainly distributed in Huizhou District， Huangshan District and Qimen County in the west; 2） The spatial distribution structure is less balanced and exhibits obvious marginal characteristics; 3） In addition， from the density distribution pattern of traditional villages， its overall structure presents a cluster-like distribution pattern of core area， two sub-core areas and multiple nodes， and the high-density area occurs in the central and eastern parts of Shexian County. The secondary core areas are concentrated in the northern part of Shexian County and the Yixian Basin; 4） The spatial distribution of traditional villages in Huangshan City is highly coupled with history and culture， socio-economic development and natural environment，which are characterized by Inheritance， reverse and zonality distribution.

Key words traditional village; spatial distribution; influencing factor; ArcGIS; Huangshan City

0 引言

傳統村落由“古村落”一詞更迭而來，是指起源較早，兼具物質和非物質雙重文化形態，傳統資源相對豐富，具有一定的歷史、文化、科學、藝術、社會和經濟價值，并予以保護、賡續至今的村落[1]。而今，在快速城鎮化和鄉村旅游熱潮下，傳統村落一方面因面臨現代文明的過度透支而逐漸走向“空心化”、“老齡化”的湮沒之路;另一方面，無差別的樣版式、規模化旅游開發忽視了長期處于自組織發展模式下村落生長—拓展—延續所遵循的基本規律與范式，因對其風貌、肌理、文脈和人居環境格局特色提取與定位偏差，最終陷入了“千村一面”的同質化困境[2]。

20世紀80年代以來，國內傳統村落研究開始散見于建筑、規劃、地理及旅游等相關學科領域，其理論根基多源于科爾、白呂納等早期國外學者進行的鄉村聚落地理學研究[3-6]。既有成果主要圍繞傳統村落保護與更新的方法及制度體系架構[7-8]、文化和聚落景觀的內涵認知及價值識別[9-10]、旅游資源利用與可持續發展路徑辨析[11-12]、村落結構形態及演化機制[13]等層面展開。隨著2012年國家四部委聯合開展的中國傳統村落評選與資助工作帷幕的拉開，村落選址與布局成為三大基本參評指標之一[14]，在此背景下傳統村落空間分布研究成為熱點方向并取得了積極進展，核心內容包括：1）從區域差異性視角出發，剖析傳統村落的空間分異格局及成因，如佟玉權等[15]研究提出交通區位和自然環境是影響全國傳統村落呈現地域組團分布的主要原因，唐璟瑤[16]補充論證了人口和經濟要素與全國村落分異格局不具顯著相關性;2）通過解構分布特征與影響因素的耦合關系，追溯村落的生成與演化機理，如龔勝生[17]集成了“歷史時間斷面+歷史文獻分析+空間分析”方法對研究區四類傳統村落在不同時間節點上的分布特征進行了解析，認為區域開發進程是影響山西省傳統村落生成的主要原因，盧松等[18]突出強調了徽州地區傳統村落在時空尺度上的聚散特征與時代背景的關聯，宋以后政治、經濟南遷是催生該區域村落密集分布的重要根源;3）透過傳統村落“點”狀分布現象，挖掘深層次的空間信息及溢出效應，如馬勇等[19]在分析村落空間格局的基礎上，采用GWR模型對長江中游地區傳統村落的可達性進行了量化研究，對于實現整體保護和指導旅游資源利用具有現實意義。綜合來看，多數學者從全國[15-16，20]、省域[21-23]、經濟區[24]和文化區[18，25]等宏觀單元出發，具有整體性、系統性、全局性保護的前瞻意義，但仍局限于大尺度、跨政區的空間構想層面，難以與地方規劃保護細則有效融合;方法上開始嘗試納入GIS、SD模型、計量地理學等新技術手段。

目前針對徽文化區的研究略顯單薄且尚存不足之處：在研究內容上，已有成果多側重于村落形態演化、民居建筑、布局肌理等微觀層面[18，26]，對于區域層面總體分布的共性特征及其成因考慮有所欠缺;在研究對象上，隨著第五批國家級傳統村落名錄的公示，徽州地區古村落樣本得到極大程度的豐富，地理空間分布信息數據庫亟待更新;在研究尺度上，多數研究立足的古徽州整體區劃由于行政建制的調整，現已被分割成兩省三市，管轄主體的跨區差異成為建立完善協調保護與發展機制難以逾越的鴻溝，而建制完整的市縣層面卻鮮有涉及。同時，考慮到黃山市傳統村落所具備的代表性特征：一是該區域建制悠久、地緣政治穩定，沿襲了古徽州區劃約70%的國土面積，同時西遞、宏村被列入世界級文化遺產，其傳統村落更是徽文化精神與物質遺存的典型表征;二是黃山市傳統村落規模宏大、特色鮮明、保存完整，數量結構占比達古徽州地區的83.64%，是文化部確立的“徽州文化生態保護實驗區”的重點保護對象與核心范疇，可以較為客觀的概括徽文化區傳統村落空間布局及其成因的普適規律。鑒于此，采用GIS技術對黃山市五批傳統村落進行了空間分析，旨在補充、完善和豐富徽文化區傳統村落保護與利用的實證研究。

1 研究區域概況

黃山市（117°02′E—118°55′E，29°24′N—30°24′N），古稱歙州，地處谷嶺交錯的皖南山區，素有皖、浙、贛“三省通衢”之稱。其文明之源可追溯至距今5 000多年前的舊石器時代，秦代成為首設郡縣行政單元之一，宋以后逐漸形成了古徽州“一府六邑”的建制格局，市內現轄黃山、徽州、屯溪三區和歙、黟、休寧、祁門四縣，是徽文化的主要發祥地和延展空間。黃山市以其“八山一水一分田”的獨特地理景觀格局、以聚族而居為特征的宗族血緣關系型社會結構和以深邃的人居環境布局思想等自然與人文根基，塑造和孕育了地域特色鮮明的新安文化、徽商文化、徽派建筑文化、飲食文化等區域文化體系，是皖贛徽文化核心區的文脈所在。作為見證和記載徽文化興衰起落的“活化石”與“代言人”，黃山市傳統村落擁有絕對的數量、完整度以及文化多樣性優勢，截至2018年第五批國家級傳統村落名錄公示，該區以271個村落總量位居安徽省首位、全國地級市排行第二位，具有較高的保護和科研價值。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

本文數據來源分為4部分：1）傳統村落樣本來源于住建部網站公布的5批國家傳統村落名錄，利用Google Earth并以百度地圖API坐標拾取系統為輔助進行標注，在ArcGIS中轉為點要素，得到黃山市傳統村落的空間分布圖（圖1）;2）GDEMDEM 30M數據和Landsat遙感影像來自于地理空間數據云平臺，坡度、高程等要素在ArcGIS中通過表面提取分析工具對DEM數據進行提取得到，水體通過ENVI對遙感影像進行波段運算即可提取出歸一化水體指數，并以國家基礎地理信息中的水系矢量數據進行修正;3）政區圖、河流等矢量數據來源于國家基礎地理信息系統數據庫（2017，1∶25萬）;4）社會經濟數據來源于《黃山市統計年鑒（2017）》、黃山市各縣區地方志等。上述數據需在ArcGIS中進行地理配準、投影、裁剪和統一坐標投影等預處理操作，轉換為矢量或柵格數據格式，建立黃山市傳統村落地理空間信息數據庫。

2.2 研究方法

2.2.1 空間分布類型的識別方法：最鄰近距離法（NNI）

傳統村落離散點在空間中呈現出聚集、隨機、離散3種分布類型，可通過“最鄰近指數（R）”來識別。其基本原理是測定某個聚落點與周邊相鄰聚落點的距離并取均值，稱該值為“平均觀測距離”，用以衡量不同聚落點在地理空間中的相互鄰近程度。若村落點未表現出一定的規律（即呈現Poisson分布）時，一般可表示為[15]

式中：[E（dm）]為預期平均距離;A為研究區國土面積;n為村落數量;D為聚落點密度。

式中：[dm]為平均觀測距離;R為最鄰近指數。當R > 1時，即平均觀測距離大于預期觀測距離，表明村落在空間上處于競爭或離散模式;當R = 1時，表明村落呈完全隨機分布;當R<1時，表明村落呈聚類分布。

2.2.2 空間分布結構的判定方法：不平衡指數法

不平衡指數法用以衡量村落在不同政區層級或地理分區中的空間分布差異情況，本文選取洛倫茲曲線的集中指數模型解析村落分布的均衡程度[23]：

式中：S為不平衡指數;n為研究區個數，[Yi]為研究區域內傳統村落數量占全市村落總數比重按從大到小排序后的第i位累積百分比。若0 < S < 1則表示村落在研究區分布不均衡，若S = 0則表示為均衡分布;若S = 1，表示村落集中于某一個研究區內。

2.2.3 空間分布密度格局的判定方法：核密度估計法（KDE）

核密度估計模型能夠進一步解釋傳統村落空間集聚的整體差異，算法原理即通過采集村落的離散點進行插值，設置適當的搜索半徑，根據距離遠近對目標村落點帶寬內的相鄰聚落點賦予權重，以此計算村落點在周圍鄰域中的密度，模型表示為

式中：[fh（x）]為核密度估計值，[kx-xih]為核函數，h為帶寬（即搜索半徑，h > 0），n為村落數量，[（x-xi）]為樣本點x到事件點xi的距離。

3 傳統村落空間分布格局分析

3.1 空間分布類型——“整體集聚+局部離散”

利用ArcGIS10.2空間統計模塊中的最近鄰分析可計算出市域和縣域兩個層面的相關指標數值（表1）。從市域層面來看，黃山市271個傳統村落的平均觀測距離[dm]= 2.47 km，預期平均距離[E（dm）]= 3.60 km，最鄰近指數R = 0.69 < 1，P值為0，通過顯著性水平檢驗，表明黃山市傳統村落的整體分布為集聚型;從縣域層面來看，歙縣、黟縣、休寧縣的平均觀測距離小于預期平均距離值，鄰近指數R < 1，表明市域東部和南部區域內傳統村落為集聚型分布;黃山區、徽州區、祁門縣的平均觀測距離均超過預期平均距離值，即鄰近指數R > 1，說明市域中部和西部地區傳統村落趨于離散型分布。綜上，黃山市傳統村落的空間分布類型表現為“整體集聚，局部離散”。

3.2 空間分布結構——“非均衡+邊緣化”

參考式（3）并結合表2，計算出不平衡指數S = 0.66，結果表明傳統村落在全市分布均衡性較差，僅歙縣和黟縣的村落數量即超過市域總數的70%。由圖2的洛倫茲曲線可知，全市約92%的傳統村落分布于東部、南部和西部四縣，集聚區多處于市縣政區的邊緣，而市域北部和中北部的黃山、徽州二區的村落數量僅占總數的8%左右，作為市府駐地和幾何中心的屯溪區則無傳統村落分布。

3.3 空間分布密度——“一主+兩次+多節點”

通過估算樣本在研究區內核密度值的大小能夠直觀地反映其在地理空間中的集聚程度，并檢測事件在地理區域中的發生概率。根據式（4）的原理，采用ArcGIS10.2中空間分析模塊的核密度計算功能，研究設計帶寬值為5 km，像元值設為10 m，采取自然間斷點法將核密度值重分為9類，得到黃山市傳統村落核密度分布圖（圖3）。

經測算，黃山市平均每百平方公里擁有國家級傳統村落2.8個，其中密度最高的縣級政區為歙縣，達 7個/100 km2，密度最高的鄉鎮為歙縣的昌溪鄉，平均每10 km2就有2個村落分布。從圖3的核密度分布情況來看，總體呈現出“一主+兩次+多節點”的簇團狀空間分布格局，主核心區范圍包括歙縣的杞梓里鎮、霞坑鎮、深渡鎮、昌溪鄉和武陽鄉，平均核密度值為0.21。次核心區分別為歙縣西北部的許村鎮、上豐鄉以及黟縣盆地的碧陽鎮、西遞鎮、宏村鎮，平均核密度值分別為0.19和0.20。此外，休寧縣西南部的板橋鄉—汪村鎮、祁門縣西部的箬坑鄉—歷陽鎮—古溪鄉、歙縣西北部溪頭鎮以及東北側的三陽鎮等多個節點的密度值也相對較高。歙縣盆地和黟縣盆地為傳統村落密集區的原因之一是由于其相對便利的交通條件、宜居適產的自然環境和物產豐饒的資源優勢;二是境內的黃山、天目山、白際山等眾多山脈屏障的阻隔形成了相對閉塞、獨立的人居環境，內外部聯系作用弱，外界對傳統村落的干擾小，村落更易保存。

4 黃山市傳統村落空間分布特征及其影響因素分析

4.1 傳承性特征——歷史文化影響因素

黃山市傳統村落的空間分布具有鮮明的地域性特征與歷史文化淵源，村落的衍生是文化傳承的重要見證。由圖4可知，歙縣傳統村落數量占比達54.6%，黟縣次之，占比16.24%，其余五個縣區村落總和不足30%。歷史上，歙、黟二縣為秦代首設縣，是黃山市最早的建制行政區域，其中歙縣更為古徽州府千年治所，此為傳統村落的形成與發展奠定了深厚的物質文化基礎。鄉鎮層面上，傳統村落數量達10個以上的鄉鎮包括杞梓里、深渡、碧陽、宏村、北岸、霞坑、岔口、三陽等數十個鄉鎮，多沿新安江干支流兩岸分布，是新安文化的重要組成部分。同時，上述區域因其相對閉塞的地理環境和秀美的自然風光，唐宋以來即為躲避戰亂而南遷并在此聚族而居的中原氏族的目標地之一[26]，形成了數量龐大的移民型古村落。明末清初，高度繁榮的徽商文化進一步刺激了像定潭村這一類處于水陸通商渠道上古村落的發展，傳統徽州地區的通商古道沿線亦是村落集中布局的重要區域。清中葉以后，隨著徽商的逐漸沒落，不少古村落因此走向凋零。

在遷村并點、現代文化沖擊、城鎮化發展等復雜環境背景下，鄉村的遺失不可避免。文化是徽州地區傳統村落傳承的精氣神，也是黃山乃至皖南地區古村落密布的重要原因之一。究其根本，黃山地區傳統村落中蘊含的地緣關系、宗族血緣關系、鄉賢文化和高度的文化認同感等內部要素是村落迸發活力的源泉。具體來看，一是宗族血緣關系形成的凝聚力，皖南傳統村落的典型社會結構特征是以宗族血緣關系為紐帶達到對族人和村落的管控，演化為物質形態則表現為聚族而居和以宗族祠堂為中心的村落空間布局結構，這種社會形態架構出一套完整的村落管理制度體系，嚴謹的宗族血緣體系強化了村莊的向心力和凝聚力，這類結構關系在歙縣和黟縣地區尤為顯著。這種上下齊心的凝聚力釋放出傳統村落獨有的文化氣息，并可轉化為村莊遺產保護和發展的推動力。二是鄉賢回歸形成的驅動力，沿襲百年、經久不衰的鄉賢文化至今仍具活力，農業文明時期局限于“無田可業”的生產空間現狀，從村落走出去的徽商巨賈、官員顯貴、學者文人和能人志士富有濃烈的家國情懷，成為村落建設的主力軍和精神領袖。新鄉賢的回歸不僅為村莊發展帶來了資金、管理經驗和智力支持，還通過發達的社會網絡關系和領域的影響力吸引更多外界的關注，開辟了新的發展道路。此外，新鄉賢的作用還體現在對村落生產、生活、生態功能的更新、傳統文化的宣揚和村莊治理體系的創新等諸多層面，推動了傳統村落的傳承與發展。

4.2 地帶性特征——自然環境影響因素

徽文化區傳統村落的選址、布局和營建的各個工程環節處處遵循著風水和堪輿學說強調的“藏風聚氣、依山傍水、自成其理”的基本原則，“以山為骨、以水為源”的營造思想彰顯了自然環境對古村落衍生與分布的重要性。研究基于30 m分辨率的Dem數據，利用ArcGIS10.2中的空間分析模塊的表面分析方法提取出研究區的高程、坡度信息，依據地貌特征將高程數據重新分為谷地、低丘、高丘、低山、中山5類（圖5a））[27]，將坡度信息重新分為平地、平坡地、緩坡地、中坡地和陡坡地5類（圖5b））[28]。此外，地形起伏度指數能夠反映目標區域的海拔、坡度、地表切割程度等綜合地理信息，是村落選址布局的重要地理依據，該指數提取的基本原理參考封志明等人的研究成果[29]，以窗口分析法為基礎，結合FOCAL函數和地圖代數運算得到地形起伏度結果，并以周成虎等[30]研究成果與本文實際相結合將地貌形態按起伏度大小劃分為4類：丘陵平原區（<200 m）、小起伏山區（200～500 m）、中起伏山區（500～1 000 m）和大起伏山區（>1 000 m），分類結果見圖5c）。

同時，河流作為人類文明的發源地，不僅為人類提供淡水、食物等必要的生活物質資源，自古以來為水運交通提供天然條件，是徽州古村落選址布局的重要因素之一。黃山市境內河流密布（圖5d）），結合鄰域分析中的多環緩沖區工具建立以300 m、500 m、700 m、1 000 m、1 500 m為緩沖距離的緩沖環。將傳統村落離散點疊加到上述底圖中，得到不同自然環境條件下的傳統村落分布情況，將各類柵格底圖轉為矢量數據，采用ArcGIS10.2的交集制表功能計算不同自然區域面積及其落在其內的村落數量情況（表3）。

從豎向自然環境要素來看，分布于200 m以下的谷（盆）地區的村落數量有127個，占比達46.86%，密度為5.2個/100 km2，主要分布于休歙盆地東側、黟縣盆地等低海拔地區;海拔高度在200～550 m的低丘陵地貌面積最為廣闊，坐落其間的村落數量也居半數以上，密度為2.6個/100 km2，集中分布在黃山、天目山等主要山脈間的谷地;海拔550 m以上的地形區分布的村落數量僅為7個，占比2.59%，密度不足1個/100 km2。在坡度要素下，2°以下的平緩坡面積最少，密度最高，坡度在5°以下的地形區村落總數超過50%，15°以上地形區的村落總數為38個，占比14.02%，其中25°以上僅有2個村落分布。從地形起伏度分布情況來看，分布于200 m以下的丘陵平原區數量為106個，小起伏山區數量達151個，中起伏山及以上地貌區僅有14個村落分布，考慮到各類型區面積的巨大差異，從密度角度來進行分析即可發現，密度值由起伏度較小區域向高值區遞減。由此可見，黃山市傳統村落布局選址與周邊地形聯系緊密，形成了緊湊、密閉的人居環境空間，呈現出自下而上的垂直地帶性分布特征。

從水平方向上來看，距離河流300 m以內的村落數量為111個，占比40.96%，密度為8.2個/100 km2，1 000 m以內的村落數量為169個，占比62.37%，密度高值區發生在新安江古航道、富資河、昌源河、漳水河、大洲源等河流沿岸谷地和沖積平原，1 500 m之內的村落總量占比高達71.96%。通過進一步的鄰域分析發現，黃山市傳統村落一般距河流距離不會超過3 000 m，具有顯著的親水、近河分布特征。

綜合上述現狀特征，黃山市傳統村落在選址布局上受到地形、水文等自然環境要素的作用顯著，具體可概括為“沿谷（盆）聚合、澤水而居”的地帶性分異規律。

4.3 逆向性特征——社會經濟影響因素

區域社會經濟發展水平與傳統村落空間分布具有顯著的相關性[23]。農業文明時期，皖南山區的農耕經濟發展受到自然環境的制約，同時受戰亂南遷等社會政治因素的影響，為了利用有限的生產空間，村落往往布局于水源相對充沛、地勢較低的山間河谷地帶，距離平原地區的中心城市較遠。通過ArcGIS點距離分析結果（圖6）可知，傳統村落距離所屬縣級中心區多在5～25 km的中程、中近程范圍內，距離市級中心40 km以上的村落數量占比近40%，黟縣的國土面積較小，近程范圍內的村落數量相對較多。山區地形環境下，黃山市整體交通通達度不高，通過計算5 km帶寬的道路核密度并與傳統村落進行疊加發現，圖7中，分布于路網密集地區（深色區域）的傳統村落不足總量的20%，落后的交通水平進一步降低了傳統村落內外聯系的便捷度，發展與保護的潛能難以得到充分的挖掘。概之，黃山市傳統村落整體布局位置偏遠，區位優勢并不顯著。

此外，從農業生產論向后生產主義時代觀的轉變反映了當代社會對城鄉關系和農村職能的重新審視，城鎮化與現代化的迅速發展也使社會經濟發展水平與傳統村落空間分布的內在機理發生改變，傳統村落的空間布局與社會發展方向之間的紐帶發生斷裂。由表4可知，黃山市傳統村落多分布于經濟發展水平相對落后的地區，2017年人均GDP達65 000元的徽州區、屯溪區村落總和僅為11個，而祁門縣、歙縣、黟縣和休寧縣人均GDP不足35 000元，村落總量占比高達90%以上。戶籍城鎮化率指標也直觀的佐證了傳統村落空間分布與其呈反比關系，即城鎮化率越高的地區傳統村落密度反而越低。可見，黃山市傳統村落主要分布于經濟發展的末流地區，相對落后的經濟發展水平、較低的交通通達度以及低水平的城鎮化率等因素極大地限制了村落的開發利用的潛能，村落的原真性得以最大限度的體現，映射了傳統村落在空間分布層面上與社會發展所呈現的逆向性特征。

5 結論

研究以黃山市五批國家級傳統村落為對象，利用GIS技術方法，量化分析了其分布的類型、結構與密度等空間格局，探討了不同影響因素作用下黃山市傳統村落的空間分布特征，結論如下。

1）基于GIS平臺建立的黃山市傳統村落空間分布信息數據庫可有效包容文化、自然、社會和經濟等多元屬性，實現在統一坐標系統和操作平臺環境中分析各類空間要素對村落分布格局、特征產生的影響，并具備以量化和可視化手段輸出重要研究成果的優勢。

2）“集聚”與“離散”并存的分布狀態是目前黃山市傳統村落在不同政區層級上的基本類型格局;不平衡指數客觀揭示了傳統村落在市域范圍內呈現出“偏東北”的邊緣化、非均衡的空間結構布局，中北部的市轄區則成為傳統村落數量分布結構上的“貧困帶”;KDE模型進一步顯示了黃山市傳統村落形成了以一主（歙縣中部）、兩次（歙縣西北和黟縣盆地）和多節點（西部的休寧縣和南部的祁門縣境內）的密度格局，“簇團狀”形態特征顯著。

3）穩定宗族血緣關系下的社會結構、高度的地域文化認同感和濃厚家國情懷的文化積淀是推進黃山市傳統村落世代傳承的內在動力，歷史文化因素始終是影響傳統村落生存與發展的精、氣、神;垂直方向上的“沿谷聚集”和水平方向上“澤水而居”的空間分布現狀，衍射出自然環境要素影響下傳統村落選址布局植根于自下而上、由近及遠的“地帶性”分異規律;而“閉塞”和“偏遠”是黃山市傳統村落人居環境與空間分布的典型特征，低水平的交通可達性和偏僻的地理區位成為內外交流的主要屏障，在時間的催化作用下逐步演化為與社會、經濟和城鎮化相悖的逆向發展特性，但也正因如此，在外界因素干擾較少的社會環境中傳統村落文化遺產的原真性、在地性和完整性相對更易存留。

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