王 飛,石祖梁,李 想 ,方 放,
鄭順安1, 2 ,劉 申3, 4,孫仁華1
(1.農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護總站,北京 100125;2.農(nóng)業(yè)部資源循環(huán)利用技術(shù)與模式重點實驗室 北京 100024;3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,北京 100081;4.航天信息股份有限公司,北京 100195)
·三農(nóng)問題·
東南丘陵區(qū)農(nóng)村生活能源消費結(jié)構(gòu)時空變異分析*
王 飛1, 2,石祖梁1, 2※,李 想1,方 放3,
鄭順安1, 2,劉 申3, 4,孫仁華1
(1.農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護總站,北京 100125;2.農(nóng)業(yè)部資源循環(huán)利用技術(shù)與模式重點實驗室 北京 100024;3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,北京 100081;4.航天信息股份有限公司,北京 100195)
目的為明確我國農(nóng)村能源消費結(jié)構(gòu)的區(qū)域特征,推動我國東南丘陵區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟和能源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。方法以1991~2014年農(nóng)村能源的統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基準,選取上海、浙江、福建、江西、湖北、湖南、廣東、海南等8個省(市),系統(tǒng)分析了煤、電、油、液化石油氣、天然氣、煤氣、秸稈、柴薪、沼氣和太陽能等能源消費結(jié)構(gòu)的變化特征。結(jié)果(1)從能源消費強度看,東南丘陵區(qū)農(nóng)村生活能源消費總量呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(以2004年為分界點),2014年較1991年降低了14%;農(nóng)村生活能源人均消費量呈逐漸升高的趨勢,增幅為34%。(2)從能源消費結(jié)構(gòu)來看,非商品能源消費所占比重逐漸下降,而商品能源消費比重顯著提升,并于2011年后開始高于非商品能源;秸稈和柴薪的消費比重從1991年的80.8%降至2014年的39.6%,而煤、電、沼氣、油、液化石油氣、太陽能消費比重均顯著增加,分別達到28.4%、17.7%、3.5%、2.9%、4.7%、14%、3%。(3)從能源消費區(qū)域結(jié)構(gòu)看,不同省份之間農(nóng)村生活能源變化存在區(qū)域異質(zhì)性,湖南和海南省生活能源消費總量呈升高趨勢,其余5省份則相反;至2014年,浙江、江西、湖南、廣東商品能源開始占主導(dǎo)地位,而福建、湖北和海南省秸稈、柴薪的利用比重仍高于50%。結(jié)論因地制宜開展多元化、重點化、漸進化的農(nóng)村能源發(fā)展模式,推動區(qū)域能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,是保障東南丘陵區(qū)農(nóng)村生活能源有效供應(yīng)、推動農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的理性選擇。
東南丘陵區(qū) 農(nóng)村生活能源 消費結(jié)構(gòu) 變化趨勢 區(qū)域差異
能源是經(jīng)濟發(fā)展的動力,其消費總量、消費結(jié)構(gòu)及利用效率均會對社會經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。隨著我國工業(yè)化和城市化進程的不斷加快,能源需求和消費均迅速增長,2000年以來年均增速在8%以上[1]。我國是一個人口大國、農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)村地區(qū)的能源消費關(guān)系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展、農(nóng)民生活保障,也關(guān)系到社會的生態(tài)安全、污染治理,因此農(nóng)村能源問題不但是社會主義新農(nóng)村建設(shè)的重要內(nèi)容,也是衡量農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展是否健康的重要指標,在整個能源消費體系中具有舉足輕重的地位。農(nóng)村生活用能是農(nóng)村能源消費的重要組成部分,主要包括炊事、取暖、照明、家用電器、牲畜養(yǎng)殖等[2],近年來伴隨我國城鎮(zhèn)化進程的快速發(fā)展,農(nóng)村居民生活用能年均增長達到11%,顯著高于城市居民生活用能5%的增長速率[3],農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域內(nèi)的各項資源也得以重新配置和廣泛調(diào)整,引起了農(nóng)村能源消費結(jié)構(gòu)的巨大變化,由主要依賴傳統(tǒng)生物質(zhì)能源逐漸向多樣化、優(yōu)質(zhì)化、高效化的方向發(fā)展。與此同時,農(nóng)村生活能源消費行為的轉(zhuǎn)變也給生態(tài)環(huán)境帶來了極大的壓力,如大量剩余的農(nóng)作物秸稈露天直接焚燒或隨意丟棄,帶來大氣污染、水體污染、耕地質(zhì)量下降、影響交通安全等眾多問題[4],對農(nóng)村能源的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。因此,深入研究農(nóng)村生活能源的變化規(guī)律,對于全面認識、判斷、保障能源安全具有積極作用。
大量研究指出農(nóng)村生活能源消費結(jié)構(gòu)在不同階段和不同區(qū)域有顯著的差異性,并與區(qū)域資源稟賦、氣候條件、經(jīng)濟條件、社會結(jié)構(gòu)、區(qū)域文化等因素息息相關(guān)[5-8]。我國東南丘陵區(qū)是典型的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),區(qū)域特征鮮明,包括上海、浙江、福建、江西、湖北、湖南、廣東、海南等8個省(市),農(nóng)村人口約占全國農(nóng)村人口的37%,農(nóng)作物秸稈、沼氣等資源豐富,占全國資源量的30%以上[9],農(nóng)村生活能源消費總量約占全國的17%[10]。深入分析該區(qū)農(nóng)村生活能源消費的時空分布特征和變化規(guī)律,對于推動當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展,制定國家能源總體規(guī)劃[11],深入開展節(jié)能減排工作,實現(xiàn)能源和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展均具有重要意義。
由于20世紀90年代以前國家統(tǒng)計局的農(nóng)村住戶調(diào)查未包含有關(guān)農(nóng)村能源使用方面的信息,因此文章主要以農(nóng)業(yè)部科技教育司和農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護總站編制的《全國農(nóng)村可再生能源統(tǒng)計匯總表》的部門統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基準。同時考慮到20世紀90年代至今是我國城鎮(zhèn)化高速推進的20余年[12],因此在時間序列上采用1990~2014年的數(shù)據(jù),建立在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展進程中較為完整的農(nóng)村生活能源結(jié)構(gòu)譜系。由于鄉(xiāng)村人口數(shù)量在《全國農(nóng)村可再生能源統(tǒng)計匯總表》中有部分年份未予統(tǒng)計,因此不同時期和不同行政區(qū)域的鄉(xiāng)村人口數(shù)量統(tǒng)一采用《國家統(tǒng)計年鑒》發(fā)布數(shù)據(jù)進行相關(guān)計算。

圖2 農(nóng)村生活商品能源與非商品能源消費總量的變化趨勢
依據(jù)農(nóng)村生活能源的商品特性,將其分為商品能源和非商品能源兩大類,其中商品能源主要包括煤、電、油、液化石油氣、天然氣和煤氣,非商品能源主要包括農(nóng)作物秸稈、柴薪、沼氣和太陽能。圖1顯示,我國東南丘陵區(qū)農(nóng)村生活能源消費總量呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢,總體劃分為3個階段。1991~1997年為第一階段,生活能源消費量增長較為平緩,其中1996~1997年消費量呈降低趨勢,主要與湖南、湖北、廣東3省的秸稈和薪柴用量大幅減少有關(guān);1998~2004年為第二階段,生活能源消費總量增長較快,開始突破1億t(以標準煤計,下同),其中1999~2000年消費量出現(xiàn)下降,主要與浙江、福建、江西3省薪柴用量減少有關(guān);2005~2014年為第三階段,生活能源消費總量逐漸下降開始低于8 000萬t,至2014年達到7 591.4萬t,較1991年下降14%。圖1結(jié)果還表明,人均生活能源消費量總體呈逐漸升高的趨勢,從1991年360kg增加至2014年的482kg,增幅為34%。
圖2分析了東南丘陵區(qū)商品和非商品能源消費的變化趨勢,結(jié)果表明非商品能源消費總量總體呈現(xiàn)下降趨勢,年均降幅為2.2%,所占農(nóng)村生活能源消費總量的百分比從1991年的81.1%下降到2014年的46.2%。而商品能源消費量則呈現(xiàn)出“高-低-高”的變化趨勢,1991~2005年,商品能源消費量從1 667萬t增至4 503萬t,年均增長量為7.4%;2005~2010年消費量呈現(xiàn)明顯的下降期,年均用量3 296萬t;2010~2014年消費量又增至4 085萬~4 244萬t保持平穩(wěn),并且以2011年作為東南丘陵區(qū)生活能源消費結(jié)構(gòu)的分水嶺,商品能源所占消費比重開始高于非商品能源。人均非商品能源和人均商品能源消費量分別與各自的消費總量變化趨勢表現(xiàn)一致,非商品能源人均消費量從288kg下降至223kg,降幅為19.1%;而商品能源人均消費量從67kg升高至259kg,增幅為286.6%。

圖3 農(nóng)村不同生活能源能源消費比例變化趨勢
為深入探討農(nóng)村生活能源消費模式的特征轉(zhuǎn)變,我們對農(nóng)村能源不同消費品種進行了解析(圖3),可以看出隨著社會的進步和經(jīng)濟的發(fā)展,農(nóng)村生活能源結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著的變化,體現(xiàn)出由傳統(tǒng)的能源利用模式向多樣化、商品化、優(yōu)質(zhì)化利用模式的轉(zhuǎn)變。
20世紀90年代初,農(nóng)村生活能源以秸稈和柴薪為消費主體,所占比例分別為34.3%和46.5%;其次是煤和電,所占比例分別為15.8%和2.6%。隨著時代的推進,秸稈和薪柴使用量及其在生活能源消費結(jié)構(gòu)中所占比例逐漸降低,至2014年使用量降幅為60.2%和56.1%,所占比例分別減至15.9%和23.7%。而煤和電則呈現(xiàn)逐漸升高的變化趨勢,至2014年煤、電使用量分別增加54.2%和477.5%,所占比例分別增至28.4%和17.7%。以上結(jié)果表明,隨著傳統(tǒng)生物質(zhì)能源使用比例的減少,煤、電和秸稈、柴薪共同構(gòu)成新型背景下東南丘陵區(qū)農(nóng)村生活能源消費的主要結(jié)構(gòu)。
沼氣作為我國使用較為廣泛的一種生物轉(zhuǎn)化技術(shù),在東南丘陵區(qū)農(nóng)村生活能源中增長較為迅速,至2014年,沼氣消費量達到268.9萬t標準煤,較1991年增長了11.2倍,其所占比重由0.3%增長至3.5%。石油制品消費量也呈現(xiàn)顯著增加趨勢,較1991年增長了5.7倍,其所占比重由0.4%增長至2.9%。
液化石油氣、天然氣、煤氣3種能源在20世紀90年代初期鮮有利用,從1996年開始出現(xiàn)緩慢增長,至2014年,液化石油氣、天然氣、煤氣所占比重分別達到4.7%、0.14%和0.01%,以液化石油氣用量增長最快。太陽能是各種可再生能源中最基本的能源,近10年內(nèi)才開始得到廣泛的推廣和應(yīng)用,特別是2006年以來年均消費量增長14%,至2014年太陽能在農(nóng)村生活能源消費中所占比重達到3%。
表1比較了東南丘陵區(qū)7省1991年和2014年不同種類農(nóng)村生活能源消費量的變化(由于上海市總量較小,故相關(guān)數(shù)據(jù)未列入表中)。結(jié)果表明,浙江、福建、江西、湖北和廣東省生活能源消費總量呈下降趨勢,下降幅度分別為37.5%、21.6%、14.8%、15.4%和43.1%,其中非商品能源消費的下降幅度為35.3%~84.8%,而商品能源消費則增長了73.9%~838.7%。進一步分析顯示,2014年非商品能源中的沼氣和太陽能用量較20世紀90年代初大幅增加,表明上述省份生活能源總量的下降主要由秸稈和薪柴的消費量主導(dǎo)。湖南和海南省農(nóng)村生活能源消費總量則分別增長了7.1%和66.5%,其中湖南省是由于商品能源消費的絕對增長量(939.5萬t)高于非商品能源的減少量(784.1萬t),而海南省則是由于商品能源和非商品能源消費量的同步增長,增幅分別為53.3%和425.5%。
浙江、福建、江西、湖北、湖南、廣東和海南省商品能源在生活能源消費總量中所占比重分由1991年的13.8%、12.5%、23.5%、19.2%、27.3%、4.5%、3.5%增長至2014年的72.6%、27.8%、55.5%、42.1%、65.5%、74.6%、11.1%,其中浙江、江西、湖南、廣東的商品能源在其2014年的生活能源消費結(jié)構(gòu)中開始占主導(dǎo)地位。浙江、福建、江西、湖北、湖南、廣東和海南省秸稈和柴薪的比重分別由86.0%、87.3%、76.3%、80.4%、72.4%、95.1%、96.4%降至16.5%、68.4、39.0%、52.0%、30.4%、17.4%、66.3%,福建、湖北和海南省傳統(tǒng)生物質(zhì)能利用量仍有較大比重。同時上述7省農(nóng)村生活能源消費量在東南丘陵區(qū)總消費量由14.3%、10.0%、16.0%、24.2%、24.9%、8.5%、2.1%分別變?yōu)?0.4%、9.1%、15.8%、23.8%、31.0%、5.6%、4.1%,湖南和海南省比重略有增大,其余各省比重均略有下降,這與兩省農(nóng)村生活能源消費總量的增加有關(guān)。

表1 1991年和2014年東南丘陵區(qū)7省農(nóng)村能源消費結(jié)構(gòu)變化 萬t
國內(nèi)諸多研究顯示,近年來我國農(nóng)村生活能源的消費量總體呈增長趨勢。張力小等[5]研究認為我國農(nóng)村生活能源消費的絕對用能數(shù)量從1979~2008年增加了3倍多;仇煥廣等[3]也提出2000年以來我國農(nóng)村居民人均生活用能年均增長11.0%;Zhou等[13]對中國北方農(nóng)村能源消費結(jié)構(gòu)進行調(diào)查表明,從1989~2005年農(nóng)村人均能源消費量每年以0.77%的速率遞增。該文以東南丘陵區(qū)8省(市)20余年的農(nóng)村生活能源消費數(shù)據(jù)分析表明,東南丘陵區(qū)農(nóng)村生活能源消費總量呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢,至2014年較1991年下降14%,而人均消費量則呈逐漸升高的趨勢,增幅為34%,與前人研究結(jié)果較為一致,這可能與能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整、能源效率的提高,以及城鎮(zhèn)化的推進有關(guān)[14-15]。我國能源商業(yè)化的進程開始于20世紀80年代,90年代以后市場上的煤炭、燃油和其他能源能夠通過不同渠道獲得,農(nóng)村供電網(wǎng)絡(luò)也得到了重新構(gòu)建[16],生活能源用途擴展到烹飪、取暖、制冷、照明、娛樂、車用燃油、畜禽養(yǎng)殖等眾多方面,為滿足生活需求和改善生活質(zhì)量,用能需求量大幅增加,這可能是2004年以前東南丘陵區(qū)農(nóng)村生活能源消費總量增加的重要原因。隨著經(jīng)濟的發(fā)展、人民生活水平的提高和消費觀念的改變,越來越多的農(nóng)村家庭開始熱衷于使用高品質(zhì)能源[17],從該文的消費結(jié)構(gòu)分析也可以看出,非商品能源消費所占的比重逐漸下降,尤其是2011年以后商品能源消費比重開始占據(jù)農(nóng)村能源消費的主導(dǎo)地位,使用效率較高的電能和化石能源大量替代使用效率較低的傳統(tǒng)生物質(zhì)能,秸稈和柴薪消費比重從80.8%降至39.6%,煤和電消費比重從18.4%增至46.1%,沼氣、油、液化石油氣、太陽能消費比重也快速增加至3.5%、2.9%、4.7%、14%、3%,能源結(jié)構(gòu)的改善和效率的提高[18],降低了2004年以后東南丘陵區(qū)農(nóng)村生活能源的消費量。《中國統(tǒng)計年鑒》的數(shù)據(jù)顯示,東南丘陵區(qū)鄉(xiāng)村常住人口總數(shù)從1991年的2.48億降低至2014年的1.57億,在一定程度上反映出農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展、城鎮(zhèn)化的快速推進應(yīng)該是該區(qū)人均生活能源消費量增加的重要原因。而關(guān)于東南丘陵區(qū)農(nóng)村生活能源消費的決定因素還需結(jié)合典型調(diào)查,利用計量經(jīng)濟模型等方法進一步深入研究。
中國農(nóng)村能源的消費結(jié)構(gòu)與當(dāng)?shù)氐馁Y源條件和經(jīng)濟發(fā)展程度有關(guān),具有鮮明的區(qū)域差異性[3,5,19]。該文研究結(jié)果顯示,在東南丘陵區(qū)內(nèi)的不同行政區(qū)域也出現(xiàn)顯著的農(nóng)村生活能源利用結(jié)構(gòu)的變化差異。分析相關(guān)結(jié)構(gòu)表明,湖南省商品能源消費的大量增長和海南省商品、非商品能源消費的共同增長引起了兩省生活能源消費總量的增加,而其余5省份則均呈下降趨勢,這主要與秸稈和薪柴消費量的大量削減有關(guān)。值得一提的是,直至2014年,海南、湖北、福建3省秸稈和柴薪消費比例仍高達50%以上,這與海南省作為我國唯一的亞熱帶地區(qū),生物質(zhì)資源極其豐富有關(guān)[5];而湖北作為我國13個主要糧食生產(chǎn)區(qū)之一,其農(nóng)作物秸稈每年產(chǎn)出量高達3 680萬t,這可能是其秸稈和柴薪的使用比例較高的主要原因;福建則素有“東南山國”之稱,是缺油缺氣少煤的省份,能源自給率較低,受自然環(huán)境、地理條件以及經(jīng)濟因素等的影響,農(nóng)村地區(qū)的能源供給受到一定的限制,劉葉志[20]也指出常規(guī)能源在福建并不能成為農(nóng)村傳統(tǒng)生物質(zhì)能源的替代能源,應(yīng)當(dāng)把發(fā)展以生物質(zhì)能源為代表的綠色能源產(chǎn)業(yè)作為緩解福建能源短缺的重要途徑[21]。因此在進一步制定農(nóng)村能源發(fā)展方向的時候,要充分考慮區(qū)域的異質(zhì)性,整合區(qū)域資源特征、氣候條件、人口規(guī)模、經(jīng)濟條件、城鎮(zhèn)化速率、能源可獲得性、節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)等因素,以區(qū)域非均衡發(fā)展的戰(zhàn)術(shù)[22]開展多元化、重點化、漸進化的農(nóng)村能源發(fā)展模式,從而實現(xiàn)大區(qū)域或全國層面上農(nóng)村能源的均衡發(fā)展,確保農(nóng)村能源的有效供應(yīng)。
城鎮(zhèn)化的推進正在迅速改變我國家庭能源的消費結(jié)構(gòu),東南丘陵區(qū)農(nóng)村生活能源的消費總量呈現(xiàn)先升后降的階段性變化特征,而人均消費量則總體表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢。非商品能源消費總量總體呈現(xiàn)下降趨勢,年均降幅為2.2%,商品能源消費量則逐漸升高,2011年以后其消費比重開始占主導(dǎo)地位。生活能源消費結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出由傳統(tǒng)的能源利用模式向多樣化、商品化、優(yōu)質(zhì)化利用模式的轉(zhuǎn)變。秸稈和柴薪所占比重分別由34.3%和46.5%下降至15.9%和23.7%,煤、電消耗量則由15.8%和2.6%上升到28.4%和17.7%,沼氣、油、液化石油氣、天然氣、煤氣和太陽能所占比重均有不同程度的提高。農(nóng)村生活能源消費變化具有區(qū)域異質(zhì)性,海南、湖北、福建3省秸稈和柴薪的消費比例現(xiàn)階段仍高達50%以上,因此需因地制宜地采取不同的發(fā)展模式來保障農(nóng)村能源的有效供應(yīng)和生態(tài)環(huán)境友好發(fā)展。
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STUDYONSPATIALANDTEMPORALVARIABILITYOFRURALHOUSEHOLDENERGYCONSUMPTIONSTRUCTUREINHILLYAREASOFSOUTHEASTCHINA*
WangFei1,2,ShiZuliang1,2※,LiXiang1,FangFang3,ZhengShunan1,2,LiuShen3,4,SunRenhua1
(1.Rural Energy and Environment Agency,Ministry of Agriculture,Beijing 100125,China; 2.Key Laboratory of Technologies and Models for Cyclic Utilization from Agricultural Resources,Ministry of Agriculture,Beijing 100024,China;3.Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China; 4.Aisino Corporation Inc.,Beijing 100195,China)
Rural energy is an important indicator for the healthy development of the rural economy,and plays a decisive role in the whole energy consumption system.In order to clarify the regional characteristics of rural energy consumption structure in China and promote the sustainable development of rural economy and energy environment in hilly areas of Southeast China,eight provinces such as Shanghai,Zhejiang,Fujian,Jiangxi,Hubei,Hunan,Guangdong and Hainan were selected,and the characteristics of consumption of coal,electricity,oil,liquefied petroleum gas,natural gas,gas,straw,firewood,biogas and solar energy were analyzed systematically,which based on the statistical data of rural energy from 1991 to 2014.The results showed that (1) total life energy consumption increased first and then declined (year 2004 as the cutoff point),and decreased by 14% in 2014 compared with 1991,while per capita consumption increased by 34% in 2014 compared with 1991.(2) From the energy consumption structure,the proportion of non-commercial energy consumption decreased gradually,while the proportion of commercial energy consumption improved significantly and higher than non-commercial energy after 2011.The proportion of straw and firewood consumption reduced by 39.6% in 2014 from 80.8% in 1991,but the proportion of coal,electricity,gas,oil,liquefied petroleum gas and solar energy consumption increased significantly by 28.4%,17.7%,3.5%,2.9%,4.7%,14% and 3% in 2014,respectively.(3) From the regional structure,there was a regional heterogeneity among different provinces,the total household energy consumption showed an increase in Hunan and Hainan provinces,but an opposite trend for other five provinces; commercial energy dominated rural life energy structure in 2014 for Zhejiang,Jiangxi,Hunan,Guangdong provinces; the proportion of straw and firewood was still higher than 50% in 2014 for Fujian,Hubei and Hainan provinces.Therefore,carrying out diversification,focus and gradualization of rural energy development model,and then promoting the regional energy structure adjustment,was a reasonable choice for hilly areas of southeast China to safeguard rural energy supply and promote rural economic development.
hilly areas of Southeast China; rural household energy; consumption structure; tendency; regional differences
10.7621/cjarrp.1005-9121.20171017
2016-04-19
王飛(1976—),男,山東棲霞人,博士、研究員。研究方向:生態(tài)農(nóng)業(yè)、農(nóng)村能源與環(huán)境工程
※通訊作者:石祖梁(1985—),男,江蘇宿遷人,博士、副研究員。研究方向:生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)、秸稈綜合利用。Email:shizuliang1985@163.com
*資助項目:國家社會科學(xué)基金項目“新型城鎮(zhèn)化背景下農(nóng)村能源需求結(jié)構(gòu)與供給模式研究”(14BGL096)
TK0
A
1005-9121[2017]10121-06