洞庭湖生態(tài)與環(huán)境影響因子研究

摘要 洞庭湖是我國第二大淡水湖，千百年來洪水為患。1949年以來湖體加速萎縮，水、旱災(zāi)頻發(fā)，生態(tài)與環(huán)境出現(xiàn)種種新問題。對洞庭湖環(huán)境與生態(tài)問題進行研究后發(fā)現(xiàn)，宏觀湖體萎縮、湖區(qū)氣候持續(xù)變暖、新的江湖關(guān)系顯現(xiàn)的復(fù)雜脆弱性、洞庭湖區(qū)日益工業(yè)化與城鎮(zhèn)化以及缺乏權(quán)威法規(guī)的制約是造成洞庭湖生態(tài)與環(huán)境惡化的新老因子。

關(guān)鍵詞 洞庭湖；生態(tài)與環(huán)境；影響因子

中圖分類號S181.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）29-10284-04

作者簡介歐陽紅（1967- ），女，湖南岳陽人，高級工程師，從事天氣氣候和應(yīng)用氣象工作。

生態(tài)系統(tǒng)是一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜、相互依賴并相互制約，內(nèi)部結(jié)構(gòu)保持相對動態(tài)平衡和沒有邊界的復(fù)雜系統(tǒng)。 生態(tài)系統(tǒng)外部條件改變或內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化都會導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)平衡的破壞，根源是生態(tài)系統(tǒng)的外部條件改變或內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致生態(tài)平衡破壞的結(jié)果。所以，保護原有生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)平衡，需同時保持原有外部條件（或環(huán)境）和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。洞庭湖是我國第二大淡水湖。長期以來由于各種原因，洞庭湖已分割為東洞庭湖、南洞庭湖、西洞庭湖等幾部分，湖區(qū)正常蓄水面積由 1825 年的6 000 km2縮小到至今的3 900 km2，減少了 35%；因湖區(qū)淤塞導(dǎo)致洞庭湖正常蓄洪調(diào)洪能力下降約 1 000 億km2，下降幅度約為20%；多年平均入湖泥沙量 1.335 億m3，其中流向長江約 1.18億m3，湘、資、沅、澧水約 0.24億m3，而城陵磯總輸出口輸出僅占 25%左右，沉積在洞庭湖的泥沙約占 75%，總量達到 1.01億m3；洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展不平衡的破壞，水源涵養(yǎng)能力下降 30%，導(dǎo)致流域枯水季節(jié)湖區(qū)蓄水水位變幅達到 17.26 m，從而致使湘、資、沅、澧各支流水位大幅下降，造成流域城鄉(xiāng)水資源缺乏；由于洞庭湖流域社會經(jīng)濟發(fā)展而帶來的水環(huán)境污染物總量不斷增大，污染物排放總量超過枯水期洞庭湖水環(huán)境容量近 1 倍。所有這些均表明洞庭湖流域生態(tài)環(huán)境和生態(tài)資源的破壞呈加劇趨勢，長此以往，將直接威脅我國最大的長江流域生態(tài)系統(tǒng)安全[1]。

1洞庭湖的生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境

洞庭湖是一個獨特的、動態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境。首先它是集水湖盆與調(diào)洪湖泊，既要調(diào)蓄四水等九條江河、長江及湖區(qū)本身之巨額洪水，又僅城陵磯一個出水口，但它又是個過水性湖泊，因此，凡遇50年左右或以上洪水，人們必全力抗洪，并要付出沉痛代價。第二個特點是洞庭湖養(yǎng)育了數(shù)百萬人口，狹義上湖區(qū)有36個縣、市、區(qū)，14個農(nóng)場683.7萬人。其三是區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占湖南省的60%以上，其中糧食總產(chǎn)占全省的25.71%，棉花占74.34%，水產(chǎn)占50.81%，其他經(jīng)作所占比例也在40%～80%，是重要農(nóng)產(chǎn)品基地和重要工業(yè)原料基地。其四是湖區(qū)已成一洪道型湖泊，分東、南、西3個湖泊，洪水時連成一片，枯水時成一條線，為犬牙交錯的水、沼澤、淺灘低岸、泥灘，其濕地、蘆葦、草洲及附生動、植物，如野生植物和歸化植物186種，有記錄的鳥類317種等，組成一個復(fù)雜多樣的洞庭湖自然生態(tài)系統(tǒng)。

2影響洞庭湖生態(tài)與環(huán)境的五大新老因子

由于治湖的歷史原因和江湖自身演變，三峽工程、氣候持續(xù)變暖以及湖區(qū)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化等諸多動態(tài)變化，使洞庭湖生態(tài)與環(huán)境面臨著前所未有的復(fù)雜的、多元的，甚至現(xiàn)在尚難以預(yù)料的變化，也即在老問題背景上不斷出現(xiàn)新制約因子，都將左右著其生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境。

2.1宏觀湖體萎縮對洞庭湖生態(tài)與環(huán)境的影響洞庭湖現(xiàn)湖泊面積比1949年減少39.7%，1983年湖容積比1954年減少 39.9%（少蓄140.5億m3；城陵磯水位33 m）。湖體宏觀微縮量導(dǎo)致自動抬高水位，集中表現(xiàn)于兩個方面，一是近十幾年高洪水位次數(shù)增多，二是平年雨量出現(xiàn)高洪水位的特異現(xiàn)象。高洪水位近百年出現(xiàn)頻率：1904～1979年的76年中城陵磯水位在33 m以上共8次，1980～2009年的30年城陵磯水位在33 m以上共9次。由表1可見，1998年湖中來水量比1954年少35.4%，而最高水位卻高出1954年1.39 m，這個特異現(xiàn)象歸根結(jié)底是因湖體嚴重萎縮所致，大規(guī)模圍湖造田（1 659 km2）和年入湖泥沙近1億t是其元兇。

2.2湖區(qū)氣候持續(xù)變暖對洞庭湖生態(tài)與環(huán)境的影響

2.2.1湖區(qū)岳陽升溫與全球升溫的對比。洞庭湖岳陽近百年氣溫上升了1.2 ℃，洞庭湖岳陽56年氣溫上升了0.94 ℃；近百年全球氣溫上升了0.74 ℃，近百年中國氣溫上升了0.5～0.8 ℃。

由圖1可明顯看到，處洞庭湖東側(cè)的岳陽市年平均氣溫距平曲線演變總趨勢與圖2全球年氣溫距平曲線總趨勢一致，特別是從20世紀90年代以來持續(xù)上升。

2.2.2氣候持續(xù)變暖顯現(xiàn)出生態(tài)與環(huán)境的脆弱性。湖區(qū)持續(xù)7年水資源匱乏對生態(tài)與環(huán)境影響明顯。東洞庭湖地區(qū)常年總計自然水資源為213.9億m3，但自2003年以來的7年中水資源總量均在常年以下，7年少183億m3，2007年偏少最多，少62.2億m3，為豐水月全部水利工程應(yīng)蓄水的3.6倍之多。岳陽市唯一大型水庫鐵山接近死水位，湖區(qū)水位不斷下降。據(jù)衛(wèi)星遙感揭示，2009年10月湖區(qū)水面僅537.84 km2，比9月減少60%，比2008年同期的1 160.54 km2減少53.66%，2011年1～5月湖區(qū)平均降水量比歷史同期偏少60%。衛(wèi)星遙感監(jiān)測洞庭湖水面積僅361 km2（2011年5月19日），這在歷史記錄中實屬罕見[5]。

由于水資源持續(xù)匱乏，使湖區(qū)生態(tài)產(chǎn)生多元負面影響，也顯現(xiàn)湖區(qū)生態(tài)的脆弱性。歸納起來表現(xiàn)在如下幾大方面：①濕地萎縮。泥水洲灘銳減106 m2，腹地大片湖灘裸露；②植被萎縮。水生植被提前生長，干枯；③候鳥棲息、覓食困難。候鳥到來高峰和越冬情況發(fā)生變化，候鳥棲息地大面積減少，鳥類數(shù)量隨之減少，覓食困難乃至死亡；④漁業(yè)受損。湖汊航道狹窄，船只密集，切斷魚類大洄游區(qū)和洄游通道，影響魚類生長，魚類資源枯竭，捕撈量大降，給漁民帶來生活困難；⑤航運受阻。由于長時枯水位致航道變窄變淺，水下尾堆、暗礁突出，千噸船航受阻，海事安全監(jiān)管壓力大增；⑥抗旱和城市用水困難。由于水位持續(xù)低下，導(dǎo)致沿湖涵閘不能引水進垸內(nèi)抗旱，部分地方出現(xiàn)湖區(qū)少見的多發(fā)旱災(zāi)，農(nóng)業(yè)和城市用水安全一度受到嚴重威脅。

上述多元生態(tài)的脆弱性均系受持續(xù)氣候變暖下的水資源匱乏影響所致，這是在氣候變暖大背景下的禍首，也是一種無可回避的新現(xiàn)實。

2.3新的江湖關(guān)系對洞庭湖生態(tài)與環(huán)境的影響自三峽工程進入關(guān)閘蓄水，特別高位蓄水以來，給下游特別是洞庭湖地區(qū)的生態(tài)與環(huán)境帶來復(fù)雜的多元的且一時難以預(yù)料的負面影響，即所謂新的江湖關(guān)系的結(jié)果。三峽工程對下游具較好的削減洪峰和錯峰作用，降低值在0.05～0.85 m，同時使入湖泥沙減少，平均每年減少入湖泥沙量0.6億t。但新的江湖關(guān)系已使如下生態(tài)與環(huán)境顯現(xiàn)脆弱性端倪。

2.3.1新的江湖關(guān)系是湖區(qū)持續(xù)低水位，提前進入枯水位的重要新因素之一。除近年氣象降水持續(xù)偏少外，三峽工程截流運行后，清水下泄導(dǎo)致長江宜昌至城陵磯段河床普遍沖刷，泄流能力增加，回流水位下降，使三口水位進一步降低，長江入湖水量減少達63%（2003～2007年）；其二是三峽工程每年9月進入高位蓄水期，使長江干流來水驟減，導(dǎo)致洞庭湖地區(qū)冬半年水位迅速降低，枯水期提前一個半月之久，是帶來上述生態(tài)系列惡化疊加不可回避的新的重要因素之一。

2.3.2新的江湖關(guān)系對濕地洲灘產(chǎn)生宏觀負面影響。由于三峽工程提前9月高位蓄水和城陵磯附近河道加劇沖刷入湖水量大減[3]，特別10月份可使5.177萬hm2中位洲灘濕地提前1個月露出；2.20萬hm2高位洲灘下部、2.599萬hm2高位洲灘中部裸露；10月地下水位大幅下降提前裸露。5.177萬hm2中位洲灘在5月份可提前淹水；5.177萬hm2中位洲灘在10月卻提前1個月露出。

2.3.3新的江湖關(guān)系對濕地洲灘植被的負面影響。每年三峽高位蓄水后，10月份東洞庭湖水位下降1.41～1.62 m，這是理論研究結(jié)果，實際在2009年加上干旱少雨，10月份低4～5 m，11月份低2～3 m。使洲灘濕地提前裸露，使洲灘中下部水生植物生長和季節(jié)性沼澤地干涸造成沼澤和水生植物枯黃，特別使候鳥食物源的沉水植物死亡。5月份因大壩提前泄洪，使洲灘提前淹水浸漫，此時正生長旺盛的荻蘆和苔草草灘等植被過旱、過長、過深被淹抑制生長乃至死亡。提前被淹還使垸區(qū)排水地下水升高引起土壤次生潛育化，致使農(nóng)業(yè)規(guī)模化減產(chǎn)。

2.3.4新的江湖關(guān)系對漁類資源的負面影響。三峽大壩破壞了四大家魚的產(chǎn)卵生成環(huán)境，青、草、鰱、鳙四大家魚習(xí)性是在江河上游產(chǎn)卵，魚苗入湖育肥。長江重慶以下產(chǎn)卵場消失（四水上游的大量水庫產(chǎn)生同樣效果），魚苗攔截在庫區(qū)，繁殖期受到抑制，成活率低，進入洞庭湖魚苗數(shù)大減。鯉、鯰魚產(chǎn)卵繁殖場所受到破壞。5～6月，特別是5月水位提前大幅升高，東洞庭湖水位一下升高50～57 cm，南、西洞庭湖水位一下上升21～44 cm，使相當高程苔草草灘深淹，恰與鯉魚、鯰魚等各種魚類產(chǎn)卵期相遇，淹沒了鯉魚、鯰魚等魚種作為卵精粘著的基質(zhì)，而破壞了產(chǎn)卵繁殖場所。近些年來洞庭湖區(qū)漁類資源大減，與上述原因不無一定關(guān)系。新的江湖關(guān)系還使中華鱘、白暨豚等瀕危物種瀕危度增大。

2.3.5新的江湖關(guān)系對珍稀候鳥的負面影響。由于大壩9月提前高位蓄水，恰逢進入珍稀候鳥遷徙期，由于洲灘濕地的提前裸露，使候鳥遷徙與食物顯露期錯位，使取食困難，并縮小了鳥類夜宿空間。同時，水退人進加劇了人類活動對裸露濕地的干擾，縮小了鳥類活動空間和覓食度，降低了候鳥棲息的隱蔽度。

2.3.6新的江湖關(guān)系對湖區(qū)水生態(tài)環(huán)境的負面影響。根據(jù)《三峽工程與洞庭湖關(guān)系研究》，建立多元回歸方程式組得出三峽運行后相對量化水體污染與富營養(yǎng)化結(jié)論是，三峽運行后洞庭湖區(qū)富營養(yǎng)化綜合評分為64.8～65.2，所屬營養(yǎng)類型為中～富至富營養(yǎng)級。主要是來水量減少，來沙量也少，入湖污水相對增加，藻類數(shù)量將會增加（葉綠素增加到12.237 mg/m3），入湖泥沙減少40%時，葉綠素比建庫前上升241%，泥沙減少60%時，葉綠素上升250%，致湖水富營養(yǎng)化水平有提高的趨勢。又由于湖水換水周期，年平均換水周期比建庫前延長3.6 d，對抑制富營養(yǎng)化不利。

2.3.7新的江湖關(guān)系對釘螺孳生環(huán)境和血吸蟲病流行的負面影響。三峽工程運行后，9月高位蓄水，5月開閘泄洪，前者正值釘螺發(fā)育成螺，它有較強抗旱力，可以適應(yīng)陸地滋生條件。12月至5月水位抬高，但均未進入洲灘釘螺的最低高程線，不會影響釘螺種群的越冬。5～6月間三峽下泄量加大加快，壩上水位降至145 m防洪待備水位，長江中游水量增加很快，而此前四水洪峰回落，因而每年湖區(qū)可有兩個洪峰疊加的幾率，使湖區(qū)血防工作時間延長，任務(wù)加重。另外，由于入湖泥沙量減少，使蘆雜洲、草洲擴大，將使湖區(qū)血吸蟲病流行程度加重。三峽工程運行51～80年，入湖泥沙將恢復(fù)到運行前的水平，湖中淤積又再次加快，每年新增釘螺面積超量現(xiàn)象又會再度出現(xiàn)。

2.3.8新的江湖關(guān)系對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的負面影響。這主要表現(xiàn)在洪水、漬水、低水位、干旱和地下水的消長等方面，1～5月，特別是5月提前泄洪，東洞庭湖水位將抬高0.50～0.57 m，使農(nóng)田排水困難，加劇農(nóng)田的次生潛育化進程。目前水田潴育化面積占湖區(qū)水田總面積的78.5%，導(dǎo)致每年減產(chǎn)糧食5億kg。由于新的江湖關(guān)系、堤防、排漬設(shè)施、丘崗地區(qū)抗旱灌溉設(shè)施，為適應(yīng)新的江湖關(guān)系提出了一系列新問題。又由于入湖水量、泥沙的減少，湖區(qū)及四水尾閭水質(zhì)趨于惡化，影響其農(nóng)業(yè)水生態(tài)環(huán)境。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2014年2.4洞庭湖區(qū)進一步工業(yè)化、城鎮(zhèn)化使水生態(tài)環(huán)境復(fù)雜脆弱性顯現(xiàn)洞庭湖區(qū)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化必將進一步提速，其點源污染（工業(yè)污染源）和面源污染（農(nóng)業(yè)污染源和生活污染源）將加劇。水質(zhì)監(jiān)測資料表明，湖體水質(zhì)在10年前處于貧-中營養(yǎng)水平，而目前已上升到中-富營養(yǎng)水平。據(jù)1999～2000年監(jiān)測資料，水質(zhì)指標平均已有總氮總磷分別超標62.0%、64.3%；長江三口水系和西洞庭水質(zhì)污染程度高于其他水域。就點源污染而言，造紙行業(yè)是湖區(qū)最重要的污染行業(yè)，年排工業(yè)廢水、COD、BOD分別占湖區(qū)或統(tǒng)計企業(yè)年排放量的49.6%、81.7%、79.13%，而西洞庭年排工業(yè)廢水占全湖總量的44.5%，排放COD和BOD分別占全湖排放總量的59.23%和64.19%。就面源污染而言，除入湖河道夾帶氮磷等營養(yǎng)物入湖外，環(huán)湖入水的主要源依次為生活污水源、磷洗衣粉排磷、畜禽養(yǎng)殖污染，三者排入總氮、總磷分別占總?cè)牒?2.05%、60.22%。

據(jù)《三峽工程與洞庭湖關(guān)系研究》可知，三峽工程運行后，由于入湖泥沙減少，平均換水周期延長，使湖水體透明度增高，以及環(huán)湖工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的推進，點面源及其有機污染也會有所增加，總氮、總磷、BOD 3項指標有升高趨勢，當入湖泥沙減少40%時，上述3項污染物濃度分別比建庫前上升133%、145%、64%。

由此可見，洞庭湖水生態(tài)環(huán)境已面臨因三峽工程下新的江湖關(guān)系和環(huán)湖兩化進展的雙重壓力，而逐步顯現(xiàn)其復(fù)雜的脆弱性。

2.5缺乏全湖最高權(quán)威、法規(guī)、統(tǒng)一性的約束機制的生態(tài)與環(huán)境脆弱性的影響由于洞庭湖區(qū)具有自然資源的同構(gòu)性，環(huán)境功能的同一整體性、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的相似性和社會文化的同源性，因此其在生態(tài)保護和環(huán)境治理方面必應(yīng)有全湖最高權(quán)威性、最高法規(guī)性和高度統(tǒng)一性約束機制，包括合理開發(fā)利用等決策、協(xié)調(diào)、管理最高權(quán)威機構(gòu)。例如東洞庭湖條塊分割、政出多門，涉及洞庭湖管理單位就有11個，收費部門多達26個。人與湖爭地，人與魚爭水，人與鳥爭食，人與人爭利等諸多破壞、加劇生態(tài)與環(huán)境惡化直接人為因素，增加了生態(tài)保護的難度而使生態(tài)環(huán)境惡化雪上加霜。

2.6洞庭湖生態(tài)安全總體呈下降趨勢《洞庭湖生態(tài)安全調(diào)查與評估報告》[5]指出，“洞庭湖生態(tài)安全水平整體呈下降趨勢，東洞庭湖核心區(qū)已連續(xù)3年出現(xiàn)了藍藻水華，表明水體已受到一定污染。雖然污染治理有一定成效，在上述多元因素影響下，洞庭湖生態(tài)安全仍不容樂觀。”

3洞庭湖生態(tài)保護與環(huán)境治理舉措

洞庭湖生態(tài)保護與環(huán)境治理是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其復(fù)雜性在于其致生態(tài)與環(huán)境脆弱性因素是既有自然的又同時有人類自身活動的雙重性，且是動態(tài)的，其二是對自然的人類活動影響的兩大因子份額和形成、后果等關(guān)鍵點，人們不一定能及時真正認識或認可。如三峽工程對湖區(qū)的影響是逐步認識的。在百年、千年一遇洪水后肯定還有一些新情況和新問題需要去面對。因此，在談保護與治理時應(yīng)盡可能先突破這個局限，才有可能尋求到較科學(xué)、有效，并有的放矢之舉。所謂綜合治理首先應(yīng)涵蓋面對上述五大制約因子，僅水利工程此工程當然無比重要，卻不能稱之為綜合治理。為了保護洞庭湖生態(tài)環(huán)境，加速湖區(qū)環(huán)境治理，盡快建立國家級《洞庭湖綜合生態(tài)經(jīng)濟實驗區(qū)》，確保五方安全，應(yīng)從以下幾個方面考慮應(yīng)對之策。

3.1消除三峽工程可替代洞庭湖防洪工程的麻痹思想三峽工程對洞庭湖洪水雖有一定錯峰削峰的作用，可減輕荊江河段對洞庭湖區(qū)的洪水的威脅，但由于工程蓄洪能力有限，且削、錯峰是有條件限制的，以及四水任兩條水系，同時遭遇洪水，湖區(qū)仍會發(fā)生規(guī)模洪水，且此時三峽工程無力調(diào)節(jié)。經(jīng)演算，城陵磯附近地區(qū)超額洪水為590億m3，經(jīng)三峽調(diào)節(jié)后仍有426億m3超額洪水，現(xiàn)能調(diào)蓄的僅160多億m3，余下洪水無從處理。實際可能超額洪水還要多得多。由此可見，三峽工程是不可能完全替代洞庭湖防洪工程的，且湖區(qū)目前諸多堤垸、設(shè)施防洪標準普遍偏低，安全建設(shè)步伐不快，規(guī)模不大等隱患均應(yīng)消除。

3.2水少疊加因素對生態(tài)與環(huán)境的影響認識欠缺近七年來水少疊加因子影響生態(tài)與環(huán)境是個新問題，且已十分突出，應(yīng)加強專題研究。

3.3盡快建立和啟用三峽工程生態(tài)綜合調(diào)度實施總方案，并上升至國家級法規(guī)層面無論水多水少還是水污染無不涉及到三峽，對此，應(yīng)有科學(xué)、完善的生態(tài)調(diào)度總方案。但目前三峽工程總調(diào)度目標主要是防洪發(fā)電和航運，而生態(tài)調(diào)度尚處空白，從保護下游生態(tài)和環(huán)境出發(fā)，三峽工程要包括生態(tài)綜合調(diào)度，并納入國家級相關(guān)法規(guī)層面。

3.4建立系統(tǒng)補償范圍和必不可少的投資方向及規(guī)模按照《三峽后續(xù)工程工作規(guī)劃》擴大洞庭湖水資源補償范圍，建立蓄洪區(qū)補償機制、災(zāi)損保險，增加必不可少的投資方向及規(guī)模。如提高防洪標準、擴大提高滯蓄洪區(qū)、安全區(qū)等建設(shè)專項資金方向及規(guī)模。

3.5建立省轄“洞庭湖管理委員會或行政區(qū)”權(quán)責(zé)范圍應(yīng)涵蓋全湖生態(tài)、經(jīng)濟開發(fā)利用。編制洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟開發(fā)利用、保護、治理近中期規(guī)劃和省級或國家級《洞庭湖管理條例》、《流域法》、《水污防治法》等序列法規(guī)。

3.6有效地開展序列專題研究面對全球氣候持續(xù)變暖，三峽工程新的江湖關(guān)系，及湖區(qū)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速推進和管理體制不順等多元生態(tài)環(huán)境問題的疊加，應(yīng)盡快開展專題研究，并列入國家級發(fā)展層面，課題必須納入政府財政，其相應(yīng)專題有：①影響洞庭湖生態(tài)與環(huán)境因子性質(zhì)及對策專題研究；②三峽工程對洞庭湖生態(tài)與環(huán)境影響與對策專題研究；③三峽工程綜合生態(tài)調(diào)度實施方案專題研究；④三峽對下游水資源（多、少）補償機制專題研究；⑤三峽建閘影響專題研究。

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