李強(qiáng),殷鵬 ,蔡加祥
(清華大學(xué)深圳研究生院 深圳 518055)
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全球氣候變化背景下深圳海域海洋環(huán)境響應(yīng)及對(duì)策
李強(qiáng),殷鵬 ,蔡加祥
(清華大學(xué)深圳研究生院深圳518055)
全球氣候變化對(duì)人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)產(chǎn)生了廣泛而深刻的影響。伴隨著近期明顯的全球氣候變化趨勢(shì),在過去 30 年的短暫時(shí)間里,沿海城市深圳從一個(gè)小漁村迅速發(fā)展成中國(guó)的第四大城市,也由此伴生出現(xiàn)了諸多海洋相關(guān)的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)問題。文章對(duì)全球氣候變化以及人類活動(dòng)影響下深圳周邊海域的氣候與環(huán)境的變遷及其風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了探討,并提出了相應(yīng)的對(duì)策,包括建設(shè)海洋觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)、宣傳教育、將氣候變化納入環(huán)境評(píng)估體系、主動(dòng)干預(yù)等。海洋環(huán)境的可持續(xù)性是保障深圳市經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的關(guān)鍵條件之一,相關(guān)的結(jié)論也為全球關(guān)鍵城市氣候變化的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理提供了借鑒。
全球氣候變化;深圳;對(duì)策;海洋環(huán)境;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
隨著近年來干旱、洪澇、臺(tái)風(fēng)等氣候?yàn)?zāi)害的頻發(fā),全球氣候變化對(duì)人類社會(huì)的影響日益明顯和緊迫。世界氣象組織(WMO)和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)于1988年建立了政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC),其2007年發(fā)布的《第四次評(píng)估報(bào)告》(IPCC AR4)對(duì)氣候變化科學(xué)知識(shí)的現(xiàn)狀、氣候變化對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的潛在影響以及如何適應(yīng)和減緩氣候變化的對(duì)策進(jìn)行評(píng)估[1],在世界范圍內(nèi)引起極大反響。斯特恩報(bào)告指出了氣候變化對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響是當(dāng)前最為嚴(yán)重和急迫的問題,其危害甚至超越了當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)危機(jī)[2]。中國(guó)于2007年發(fā)布《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案》,是發(fā)展中國(guó)家頒布的第一部應(yīng)對(duì)氣候變化的國(guó)家方案,我國(guó)各科研院校已經(jīng)開始對(duì)氣候變化展開全方位的研究。
從全球?qū)用嫔峡?,人類社?huì)正在經(jīng)歷有記錄以來最為明顯的全球變暖趨勢(shì)?;趯?duì)全球氣候模式和歷史資料的分析,LYNAS[3]評(píng)估了全球溫度分別升高1 ℃~6 ℃對(duì)人類社會(huì)和生存環(huán)境帶來的影響:如果氣溫升高3℃,氣候?qū)氐资Э?;氣溫升?℃,人類文明將會(huì)滅絕。在過去100年里,全球氣溫升高0.6℃,中國(guó)平均氣溫升高了1.1℃,高于全球平均水平,并且在近30年時(shí)間里氣溫升幅加劇。世界銀行《2010年世界發(fā)展報(bào)告:發(fā)展與氣候變化》指出[4],中國(guó)是受氣候變化影響最大的國(guó)家之一,中國(guó)氣溫升高幅度將超過世界平均水平。中國(guó)未來的氣候變暖趨勢(shì)將進(jìn)一步加劇,根據(jù)預(yù)測(cè),與2000年相比,2020年中國(guó)年平均氣溫將升高1.3℃~2.1℃,2050年將升高2.3℃~3.3℃。根據(jù)歷史資料,深圳市過去50年里平均氣溫升高了1.7℃。在這些升溫過程中,海洋的調(diào)節(jié)作用不可忽視,在沒有科學(xué)評(píng)估的前提下,不合理地開采海洋資源將會(huì)破壞海洋的調(diào)溫能力,引起不可估量的后果。
由于氣候變化以及海洋環(huán)境問題的緊迫性,近期內(nèi)各發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家,特別是沿海國(guó)家和沿海城市如美國(guó)、日本、澳大利亞等,積極開展相關(guān)的研究工作。美國(guó)沿海各州都制定了相應(yīng)的海洋發(fā)展規(guī)劃,明確海洋在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位以及氣候變化帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn),如華盛頓州發(fā)布的2009年氣候變化對(duì)經(jīng)濟(jì)影響報(bào)告中指出[5],如果維持現(xiàn)在的氣候變化趨勢(shì),華盛頓州經(jīng)濟(jì)年損失到2020年將會(huì)達(dá)到38億美元,2080年達(dá)到129億美元,氣候變化已經(jīng)對(duì)華盛頓州能源消耗、鮭魚產(chǎn)量、風(fēng)暴災(zāi)害、食物供給、森林火災(zāi)、公眾健康和旅游業(yè)造成嚴(yán)重影響。澳大利亞聯(lián)邦議院(Common Wealth Attorney-General’s Department)綜合評(píng)估了氣候和海洋環(huán)境變化對(duì)本國(guó)的影響[6],包括水資源、旅游業(yè)、工程建筑和文化等諸多方面。美國(guó)航空航天總局(NASA)以及其他研究人員通過對(duì)災(zāi)害性風(fēng)暴的研究指出[7],氣候變化將會(huì)引起臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度到2100年增強(qiáng)達(dá)11%,降水強(qiáng)度增強(qiáng)達(dá)34%,盡管此項(xiàng)研究現(xiàn)在還存在比較大的不確定性。
自從DICKINSON[8]和GIORGI[9]將有限區(qū)域模式用于氣候研究后,氣候數(shù)值模式成為理解全球和區(qū)域氣候變化過程的主要手段。有限區(qū)域模式擁有更高的分辨率、更準(zhǔn)確的表面信息、更細(xì)致的物理過程描述等優(yōu)點(diǎn),因此能夠表現(xiàn)復(fù)雜下邊界條件和中尺度天氣系統(tǒng)過程,所以對(duì)氣候過程研究有很大益處。它雖然對(duì)大尺度驅(qū)動(dòng)有較大依賴性,但上述的優(yōu)點(diǎn),使得在區(qū)域模式模擬的范圍內(nèi),可以得到更為合理信息場(chǎng)重新分配,而不只是空間的細(xì)化。隨著全球模式具備了大尺度季節(jié)預(yù)測(cè)的能力,區(qū)域氣候模式在季節(jié)尺度的模擬和預(yù)測(cè)方面的研究迅速發(fā)展起來,從IPCC等許多項(xiàng)目報(bào)告都可以看到其研究應(yīng)用成果。IPCC利用Atmosphere-Ocean General Circulation Model (AOGCM)對(duì)近期氣候變化進(jìn)行分析,分別采用美國(guó)Geophysical Fluid Dynamics Laboratory、德國(guó)Max Planck Institute、英國(guó)的Hadley Centre以及美國(guó)的National Center for Atmospheric Research的海洋模式,診斷和預(yù)測(cè)了從工業(yè)革命開始(1861年)至2100年間在4種不同的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式和排放標(biāo)準(zhǔn)(SRES∶Special Report on Emissions Scenarios)下氣候變化趨勢(shì)。
全球氣候變化的影響就近在我們身邊。以深圳市為例,作為我國(guó)最大的和發(fā)展最快的經(jīng)濟(jì)體之一,并且由于其獨(dú)特的地域特征,氣候變化對(duì)深圳市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)在各個(gè)層面的影響更為突出,并極具代表性。深圳市近50年氣溫呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì),增速達(dá)每年0.034℃,各氣候要素在進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來都有明顯的變化趨勢(shì),與深圳市高速發(fā)展時(shí)期非常吻合[10]。近期內(nèi)深圳市高溫?zé)崂撕屠妆┨鞖忸l發(fā),對(duì)市民生存、水資源和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅[11],氣候變化已經(jīng)導(dǎo)致墨蘭等種群趨向滅絕[12],風(fēng)暴潮頻率和破壞性逐年增加,氣候變化引起的海平面上升和海洋環(huán)流的變化,對(duì)深圳市紅樹林生長(zhǎng)分布、環(huán)境污染造成顯著的破壞性影響[13],氣候變化引起的環(huán)境脆弱性令人擔(dān)憂。
改革開放30年來,深圳市經(jīng)歷了大規(guī)模的城市建設(shè),經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展中的圍海造地、工業(yè)污染、船舶物流、違章建設(shè)等,直接或者間接影響到深圳市的海洋環(huán)境,進(jìn)而改變了深圳市的氣候條件。深圳市氣象局氣候監(jiān)測(cè)資料顯示,深圳市正經(jīng)歷著以氣溫升高、濕度下降、能見度減小為主要特征的氣候變化歷程。近30年(1981—2010年)深圳平均氣溫相對(duì)于上一個(gè)30年(1971—2000年)升高了約0.5℃;而年均日照時(shí)間少了92.3 h。伴隨背景氣候條件的改變,深圳市氣象災(zāi)害明顯增多,經(jīng)濟(jì)損失逐年加大,具體表現(xiàn)為“極端降水增多、雷暴強(qiáng)度增大、高溫?zé)崃款l現(xiàn)、干旱連年不斷、灰霾日數(shù)劇增等”[14]。
海洋作為水分、熱量的源和匯,在全球和局地氣候變化及其引發(fā)的氣候?yàn)?zāi)害中扮演者極其關(guān)鍵的作用。由于氣候變化引起的海洋環(huán)境的變化對(duì)深圳市的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)帶來的影響是廣泛而又持久的,如納潮量的降低、海水自凈能力的下降、海水動(dòng)力環(huán)境的改變、環(huán)境污染等直接影響海上交通運(yùn)輸、濱海旅游、海洋漁業(yè)和海洋油氣業(yè)等海洋主體經(jīng)濟(jì),并輻射影響深圳支柱經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的各個(gè)層面:如海洋氣溫調(diào)節(jié)能力的下降增加了工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的能耗,海洋持續(xù)升溫引起的風(fēng)暴潮年出現(xiàn)率的增多威脅到沿海工程和防災(zāi)抗災(zāi)工作,氣溫升高加劇了傳染性疾病的傳播,海洋環(huán)境污染影響市民健康,水資源儲(chǔ)量和質(zhì)量的下降等等。據(jù)深圳市氣象局的估計(jì),21世紀(jì)末氣溫升幅可能達(dá)到1.6℃~3.2℃,簡(jiǎn)單地推算空調(diào)制冷能耗將比目前增加16%~32%,夏季更加酷熱難耐。經(jīng)濟(jì)發(fā)展在適應(yīng)海洋環(huán)境變化過程中必將增加產(chǎn)業(yè)成本,減弱深圳市的人才競(jìng)爭(zhēng)力,影響深圳市的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
深圳市經(jīng)濟(jì)擴(kuò)張過程中的填海等工程對(duì)環(huán)境資源和生態(tài)平衡帶來的負(fù)面效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)[15]。據(jù)民盟市委科技委員會(huì)副主任、市海洋與漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站科長(zhǎng)周凱的調(diào)研,深圳灣海域面積近30年時(shí)間內(nèi)減少了27%,海水的自凈能力減少了80%,因此造成深圳灣的環(huán)境污染逐漸加重,泥沙淤積不斷增多。退潮時(shí)60%的水域露出河床,嚴(yán)重影響深圳市的船運(yùn)和水上交通。據(jù)推算,按照當(dāng)前的泥沙淤積速度,深圳灣170年后將會(huì)消失。而環(huán)深圳灣區(qū)被列為深港共建商務(wù)區(qū),以打造中國(guó)的“曼哈頓”為發(fā)展目標(biāo),所以需要平衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境改變之間的關(guān)系,做到“擁灣發(fā)展,環(huán)灣保護(hù)”,需要對(duì)環(huán)深圳海區(qū)的海洋動(dòng)力結(jié)構(gòu)、泥沙輸運(yùn)、生態(tài)環(huán)境等環(huán)境要素有深入的了解和準(zhǔn)確的預(yù)報(bào),通過人工調(diào)流工程,修復(fù)填海工程帶來的負(fù)面效應(yīng)。
近期作者針對(duì)全球氣候變化背景下南海和深圳沿海基礎(chǔ)環(huán)境要素的變化和響應(yīng)做了前期的研究,初步分析了南海和深圳沿海今后100年的海洋環(huán)境的變化。初步結(jié)果表明,在IPCC的碳排放和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式下,南海21世紀(jì)末較21世紀(jì)初海表平均溫度上升約2.5℃??臻g分布上來看,整個(gè)南海北部溫度普遍升高,其中南海中部升溫最為明顯,深圳附近沿海升溫幅度較小。南海環(huán)流明顯減弱,不利于污染物的稀釋和循環(huán)。深圳沿海東向流增強(qiáng)約0.1 m/s,因此受深圳以西城市排污和珠江口泥沙輸運(yùn)、污染物的影響增大,深圳沿海泥沙淤積可能更為嚴(yán)重,赤潮暴發(fā)的可能性增加。
受全球氣候變化的影響,南海季節(jié)性變化特征也存在較大的改變。南海北部冬季溫度在21世紀(jì)末有明顯升溫,并且深圳沿海附近升溫更為明顯,升高3℃左右;夏季南海中東部溫度在21世紀(jì)末有明顯的上升,這種溫度結(jié)構(gòu)更利于臺(tái)風(fēng)的生成和發(fā)展,但是深圳沿海夏季溫度受一來自南海中西部的北上深海海流的影響,溫度在21世紀(jì)末降低1℃左右。這種大規(guī)模海溫結(jié)構(gòu)的變化對(duì)南海生態(tài)環(huán)境和海洋漁業(yè)的影響必然是巨大的,但在現(xiàn)階段是不可預(yù)知的。南海內(nèi)部環(huán)流夏季減弱明顯,冬季環(huán)流變化不太明顯,這可能主要與東亞季風(fēng)系統(tǒng)的氣候變化特征有關(guān),需要進(jìn)一步數(shù)值模式的檢驗(yàn)。
隨著近年氣候?yàn)?zāi)害的頻發(fā),造成的經(jīng)濟(jì)損失日益嚴(yán)重,深圳市海洋環(huán)境受全球氣候變化影響及應(yīng)對(duì)策略的研究亟須提上日程,以免未來造成不可挽回的后果。作為典型的沿海城市深圳現(xiàn)今正面臨經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的歷史節(jié)點(diǎn),海洋環(huán)境的可持續(xù)性為保障深圳市經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)之一。深圳市周圍的海域一方面被動(dòng)地承受著全球氣候變化帶來的影響;另一方面人類活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)又主動(dòng)地改變了深圳沿海的自然環(huán)境和氣候條件。應(yīng)對(duì)氣候變化,首先需要科學(xué)地認(rèn)識(shí)氣候變化產(chǎn)生的機(jī)理,客觀地認(rèn)識(shí)環(huán)境和氣候在全球氣候變化下的長(zhǎng)期變化趨勢(shì),科學(xué)合理地評(píng)估和了解氣候變化對(duì)深圳市社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的影響。
全球氣候變化對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響已在世界范圍內(nèi)達(dá)成了共識(shí),并已經(jīng)積極開展應(yīng)對(duì)措施,我國(guó)作為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快的地區(qū),更應(yīng)提早布局,積極應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)即將產(chǎn)生的影響。
3.1建立海洋觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),開展海洋環(huán)境變化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的聯(lián)動(dòng)研究
海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)是進(jìn)行氣候預(yù)測(cè)的前期基礎(chǔ),需要海洋數(shù)據(jù)集成和觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建?,F(xiàn)有的海洋環(huán)境要素?cái)?shù)據(jù)分散,質(zhì)量控制較差,不利于科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用,建議盡快建立海洋觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),以便對(duì)環(huán)境要素做到實(shí)時(shí)、系統(tǒng)的監(jiān)測(cè),積累數(shù)據(jù),做出預(yù)警。
開展環(huán)境變化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相關(guān)性研究,通過對(duì)環(huán)境過程和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)建模,嵌入全球大氣-海洋模式,量化全球和局地的氣候變化趨勢(shì),測(cè)試氣候變化條件下環(huán)境的脆弱性,尋求引起局地氣候變化的作用機(jī)制,驗(yàn)證可能的技術(shù)解決方案,以便在新的歷史時(shí)期了解區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)氣候的作用等,切實(shí)了解氣候變化對(duì)深圳市經(jīng)濟(jì)可能的影響,更加合理地評(píng)估經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系。
3.2加強(qiáng)政府主導(dǎo)的在氣候變化和環(huán)境保護(hù)方面的宣傳教育
前期隨機(jī)調(diào)研發(fā)現(xiàn),公眾和企業(yè)雖認(rèn)識(shí)到氣候正在變化,但對(duì)氣候變化帶來的實(shí)質(zhì)影響缺乏認(rèn)識(shí),大多數(shù)認(rèn)為氣候變化離日常生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)距離尚遠(yuǎn),海洋環(huán)境意識(shí)薄弱。針對(duì)這一情況,需要加強(qiáng)市民,特別是青少年的普及教育,參考美國(guó)、加拿大等國(guó)家推行的藍(lán)色教育計(jì)劃,對(duì)小學(xué)至中學(xué)的在校學(xué)生進(jìn)行海洋環(huán)境和氣候變化的科學(xué)普及;針對(duì)企業(yè),加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的社會(huì)意識(shí),深化節(jié)能減排技術(shù)的普及,先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)可為企業(yè)切實(shí)的節(jié)省成本。
3.3將氣候變化對(duì)經(jīng)濟(jì)影響的評(píng)估納入環(huán)境評(píng)價(jià)的核心評(píng)估內(nèi)容
氣候變化問題涉及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的各個(gè)層面,需要政府和相關(guān)組織機(jī)構(gòu)從戰(zhàn)略的角度統(tǒng)一部署。通過協(xié)調(diào)科研院校和政府職能部門,推進(jìn)氣候變化的基礎(chǔ)研究,集聚氣象、海洋、環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的高層次人才,提升氣候相關(guān)的智力儲(chǔ)備;將氣候變化對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)氣候變化的影響強(qiáng)制納入環(huán)境評(píng)估體系中,通過法制手段、稅收、重點(diǎn)扶持等調(diào)控手段,發(fā)揮碳排放交易等經(jīng)濟(jì)杠桿作用,淘汰污染嚴(yán)重、效率低下的產(chǎn)業(yè),扶持環(huán)保產(chǎn)業(yè)和綠色經(jīng)濟(jì),以減少氣候變化的影響。
3.4主動(dòng)干預(yù),積極應(yīng)對(duì)氣候變化
采取主動(dòng)干預(yù)等手段,積極開展生態(tài)修復(fù),治理破損的生態(tài)環(huán)境,以加強(qiáng)環(huán)境對(duì)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的支撐作用,減少氣候變化對(duì)經(jīng)濟(jì)的沖擊。大力發(fā)展生態(tài)修復(fù)技術(shù),加強(qiáng)紅樹林和濕地保護(hù),提升沿海的環(huán)境容忍能力??茖W(xué)實(shí)施沿海環(huán)境的海洋工程改造項(xiàng)目,通過布放人工魚礁、修筑海底防波堤、海岸帶改造等工程措施,拆除不合理建筑群,人工導(dǎo)流,加快水交換,實(shí)現(xiàn)更為友好的近海環(huán)境。
在我國(guó)綜合國(guó)力全面提升、科研力量不斷增強(qiáng)、氣候和環(huán)境問題日益突出的大背景下,各個(gè)區(qū)市需要根據(jù)自己的形勢(shì)特征,切實(shí)應(yīng)對(duì)氣候變化帶來的影響。這方面的研究在國(guó)際上都是剛剛起步,缺乏成功的范例可以參考,這對(duì)我們既是挑戰(zhàn),也是機(jī)遇。應(yīng)對(duì)氣候變化的策略需要以科學(xué)研究為基礎(chǔ)、宏觀政策調(diào)控為支持,工程建設(shè)和節(jié)能減排為手段,從根本上解決氣候?yàn)?zāi)害帶來的不利影響。深圳市已經(jīng)在這方面開展了大量的前期工作。比如說,深圳市應(yīng)對(duì)氣候變化及節(jié)能減排工作領(lǐng)導(dǎo)小組的成立、數(shù)字海洋項(xiàng)目的穩(wěn)步實(shí)施,必然會(huì)對(duì)未來深圳市應(yīng)對(duì)氣候變化工作起到里程碑的意義。
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Marine Environmental Response and Coping Strategies of Shenzhen City under the Background of Global Climate Change
LI Qiang,YIN Peng,CAI Jiaxiang
(Graduate School at Shenzhen, Tsinghua University, Tsinghua Campus, The University Town, Shenzhen 518055, China)
Global climate change has brought broad impacts on all levels of economy and human society. Especially in the last 30 years, it arose more and more attention. Coincidently, Shenzhen City has been developing rapidly from a small fishery village since 30 years ago to the 4thlargest city in China. Amount of marine-related environmental and economic problems, which are due to global climate change and local human activities, have emerged and become increasingly urgent. In this paper, the impact of the global warming on Shenzhen coast was reviewed and relevant coping strategies were proposed. Sustainability of marine environment is one of the essential conditions which ensure the healthy development of Shenzhen’s economy. Actions of Shenzhen will provide a useful example for responding to climate change in other key cities around the world.
Global climate change,Shenzhen,Strategy,Marine environment,Risk assessment
自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41106002; 4157608);863(2013AA09A504);深圳市科創(chuàng)委(CXZZ20140521161827690);深圳市海洋局LS/SZHY20150715.
李強(qiáng),博士,講師,研究方向?yàn)楹Q罂茖W(xué)研究,電子信箱: li.qiang@sz.tsinghua.edu.cn
蔡加祥,碩士,研究方向?yàn)楹Q罂茖W(xué),電子信箱: caijx08@mails.tsinghua.edu.cn
P7;F294.1
A
1005-9857(2016)02-0026-05