自然资源学报

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理论探讨

我国需水总量零增长问题研究

何希吾, 顾定法, 唐青蔚

2011, 26(6): 901-909. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.001

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一个国家需水总量零增长问题,是其水资源长期供求预测的重要内容,也是水资源需求量管理工作的重要组成部分,具有前瞻性和战略性的重要意义。研究通过分析国内外经济发达国家和地区的第三产业在三次产业结构中的比例与总需水量的关系,采用"产业结构分析法"探讨我国需水总量零增长可能出现的时期和需水总量的最大值。据此法分析,一个国家或地区的第三产业GDP占三次产业总量的比重达到60%左右时,其总需水量可能达到零增长(或负增长)。我国到2026—2030年左右全国需水量可能进入零增长期,需求量最大值将达到6 300×10⁸ m³左右。

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资源利用与管理

覆沙改良科尔沁沙地-松辽平原交错区盐碱地与造田技术研究

周道玮, 田雨, 王敏玲, 宋彦涛, 张正祥

2011, 26(6): 910-918. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.002

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为了研究盐碱地改造利用,进行了沙土和盐碱土混合,研究混合后的"沙碱土"特性,并实验了其种植作物的幼苗表现。科尔沁沙地与松嫩平原盐碱地和辽河平原盐碱地在松辽分水岭两侧交错重叠分布,面积达350×10⁴hm²,具有可改造旱田100×10⁴hm²的潜力。当盐碱土中混入40%~60%的沙丘风沙土时,电导率指示的盐分含量降低20%~50%,碱化度降低40%~60%,满足种植玉米、向日葵等旱作作物的条件。此区进行盐碱地"覆沙造旱田"在理论和实践上都具有可行性。

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资源利用与管理

重庆市耕地占补平衡体系构建

李萍, 邵景安, 张贞, 魏朝富, 邱道持

2011, 26(6): 919-931. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.003

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耕地数量的减少和耕地质量的退化成为目前为保护18亿亩(1.2×10⁸ hm²)耕地红线所必须关注的焦点领域,为此,如何在保证耕地质量不退化的前提下,实现区域耕地总量的动态平衡,不仅是一项紧迫的政府工作,也是严肃的科学问题。论文基于现有研究成果,借助定额指标预测、相关分析和双因子调控模型等方法,结合ArcGIS的空间分析功能,从耕地现有质量和建设用地需求预测两方面体现占用耕地的保有格局,从土地开发整理潜力和占补耕地数量质量折算分析补充耕地的主要来源,进而建立重庆市耕地占补平衡体系。结果表明:到2020年重庆因建设占用将减少耕地58 856.56 hm²,土地开发整理现实新增耕地潜力达89 961.06 hm²,考虑到新增耕地的质量折算因素,新增耕地的现实潜力可达84 239.54 hm²,即是说,按照现有经济发展对建设用地的需求预测,重庆完全有能力实现耕地的占补平衡。耕地占补平衡体系的建立按照建设占用耕地与补充耕地在数量和质量上相当的要求,采用按等折算方式将其真正落到实处,对掌握重庆市实现占补平衡的最大理论潜力,具有较强的实用性和可操作性。

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资源利用与管理

农业节水技术的采用及影响因素

刘亚克, 王金霞, 李玉敏, 张丽娟

2011, 26(6): 932-942. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.004

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采用农业节水技术已成为很多国家缓解农业用水压力的重要途径之一;近年来我国政府也加大了对农业节水技术的投资力度。由于缺乏对农业节水技术采用影响因素的深入了解,因而在很大程度上阻碍了节水技术的大面积推广。为此,论文采用3 a面板数据对我国黄河和海河流域农业节水技术采用的现状、发展趋势及影响因素开展了定量实证分析。研究结果表明,尽管农业节水技术采用的空间分布较广且扩散很快,但是以播种面积测量的采用程度却很低。资金需求少和一家一户易于采用的传统型和农户型节水技术的采用程度相对较高,而资金需求大且需要集体行动的社区型节水技术的采用程度很低且发展缓慢。政府的政策支持和水资源的短缺程度也是影响农业节水技术采用的两个重要因素。如果政府希望推动农业节水技术的采用,节水技术的推广政策和示范村的建立都是十分有效的政策工具。

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资源利用与管理

不同种养结合区农田系统氮磷平衡分析

武兰芳, 欧阳竹, 谢小立

2011, 26(6): 943-954. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.005

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山东禹城和湖南桃源是位于我国不同地区均以种养生产为主的两个县(市),根据养分平衡原理对这两个县级区域尺度的农田系统氮、磷收支状况进行了计算分析,结果表明:自1980年以来,单位面积耕地上氮磷的输入量与输出量均表现为不断增加,但是,因为输入增长高于输出增长,导致农田系统产生较多氮磷养分盈余,两个地区存在明显差异。禹城农田系统氮磷盈余量呈逐年增长趋势,氮盈余量从133.8 kgN·hm^-2增加到目前的450 kgN·hm^-2以上,磷盈余量从6.2 kgP₂O₅·hm^-2增加到目前的148.9 kgP₂O₅·hm^-2;在其11个乡镇中有10个表现为氮盈余、9个表现为磷盈余,其中氮盈余量最多的高达841.8 kgN·hm^-2,磷盈余量最多的达到297.8 kgP₂O₅·hm^-2。桃源农田系统氮磷盈余量表现为先增后降,氮盈余量从100 kgN·hm^-2左右增加到2002年达到峰值253.7 kgN·hm^-2后,逐渐下降到目前的150.0 kgN·hm^-2左右,磷盈余量从20.0 kgP₂O₅·hm^-2左右增加到2002年的峰值95.9 kgP₂O₅·hm^-2后,下降到目前的34.4 kgP₂O₅·hm^-2;在其40个乡镇中有36个表现为氮盈余、26个表现为磷盈余,其中氮盈余量最高的达到561.7 kgN·hm^-2,磷盈余量最高的为171.1 kgP₂O₅·hm^-2。农田系统氮磷养分大量盈余主要是源于投入化肥量和承载粪便量较高,山东禹城明显高于湖南桃源,所以,为了减少养分盈余损失,应根据农田作物生长养分需求尽可能地减少化肥投入,并根据耕地粪便承载容量在区域内外合理调配畜禽粪便的施用。

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资源利用与管理

太湖流域稻麦轮作系统实际施氮量及其多重效应——基于农户调研的实证分析

焦雯珺, 闵庆文, 成升魁, 卢佳, 闫丽珍

2011, 26(6): 955-963. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.006

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研究运用分层随机抽样法,在常州市武进区开展农户问卷调查,并利用统计软件对问卷信息进行整理和分析,得到主要结论如下:①太湖流域稻麦轮作系统稻季平均施氮量为310.91 kg·hm^-2,麦季平均施氮量为202.18 kg·hm^-2,一年两季作物平均施氮量为513.09 kg·hm^-2,氮肥过量施用现象主要存在于稻季;②施氮肥对水稻和冬小麦都具有较好的增产作用,但是当施氮量达到一定值后,水稻和冬小麦的产量、氮素累积量、氮肥农学利用率和氮肥吸收利用率都出现下降的趋势;③太湖流域稻麦轮作系统土地氮剩余量和面源氮排放量随着施氮量的增加而持续增加,在目前的氮肥施入水平下一年两季作物的氮素流失量约为41.26 kg·hm^-2。

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资源安全

能源安全综合评价方法探讨

吴初国, 何贤杰, 盛昌明, 刘增洁, 万会

2011, 26(6): 964-970. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.007

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能源安全是指一个国家或地区可以获取稳定、足量、经济、清洁的能源供给,以满足需求,保障经济社会稳健运行和持续、协调发展的能力和状态。它可用加权综合模型计算得来的"能源安全度"指数进行描述,取值范围最高为1,最低为0,分值越高越安全。研究表明,现实情景下,我国能源安全度平均为0.712 5,处于"基本安全"状态。未来发展规划得当,措施得力,到2020年、2030年能源安全度可提高到0.841 1、0.847 7,进入"安全"区间。若遇针对我国的能源封锁,则能源安全度可能会降至0.552 0的"不安全"区间。解决我国能源安全问题的关键,主要是增加战略储备、实行供应多元化、加强地质勘查、发展替代能源、提高能源效益,而且能源外交也要摆在显著位置。

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资源安全

未来气候情景下中国亚热带地区柑桔气候风险度变化

段海来, 千怀遂, 杜尧东

2011, 26(6): 971-980. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.008

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选取中国亚热带地区273个气象站点1961—2005年逐日气象资料,结合IPCC SRES A2情景下未来亚热带地区温度、降水模拟数据,综合考虑柑桔气候适宜性水平及其变率变化,构建柑桔的风险度模型,对未来中国亚热带地区柑桔气候风险性变化进行了研究。结果表明,中国亚热带地区柑桔风险度出现了不同速度和形式的趋势性变化,近46 a来,柑桔气候风险度有逐渐增加的趋势,尤其以20世纪80年代初以来增加最快;同时中国亚热带地区柑桔生产的气候风险性对全球气候变化的响应也存在着区域分异性,中国亚热带柑桔气候风险在其北部边缘地带和西部高山地区风险度是降低的,在中部和南部风险度是升高的,尤其以中部地带升高最快。

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资源生态

乡村旅游诱导下农户能源消费模式的演变——基于六盘山生态旅游区的农户调查分析

席建超, 赵美风, 葛全胜

2011, 26(6): 981-991. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.009

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以旅游业为主要产业业态的乡村已经成为我国乡村发展转型的4种类型之一。显然,乡村旅游业的发展必然会对乡村农户能源消费模式产生深远的影响。研究以六盘山生态旅游区农户调查数据为基础,从农户人均能源消费总量、结构以及最终消费用途为切入点,探讨了乡村旅游诱导下农户家庭能源消费模式演变的问题。结果表明:在能源消费总量上,乡村旅游农户家庭人均能源消费显著增加,比传统农户高42.96%,达到707.35 kgce。在消费结构上,乡村旅游农户商品能源占主导地位,新型能源(太阳能)广泛采用,传统能源比重逐渐降低,三者的比例93.10 ∶5.15 ∶1.75,而传统农户比例是46.30 ∶0.48 ∶53.22。在能源最终用途上,乡村旅游农户生活用能(炊事、取暖、家电、交通、热水、照明)总量大幅度增加,而与传统农业生产耗能有关的饲养和农机耗能已基本消失。传统农户能源耗能仍局限于炊事、取暖、饲养等基本的生产生活方面,与生活享受相关的家电、照明、热水、交通仍处于较低水平。研究还表明,农户能源消费模式的转变主要受家庭生产方式、农户用能方式、农户人均收入以及主观认知等因素的影响。在乡村旅游发展诱导下,六盘山生态旅游区乡村家庭农户能源消费正经历着由内向型"生活—生产系统"内部自循环模式向外向型"生活—旅游系统"外部输入型模式的转变。

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资源评价

渔业资源动态的综合时序模型

倪海儿, 周瑞娟

2011, 26(6): 992-1000. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.010

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渔业资源的变动是一个随机过程,它既有确定性趋势,又有随机波动的特性。论文把灰色系统方法和时序分析相结合,用灰色GM(1,1)模型提取渔业资源变动中的确定性趋势,用时序模型描写它的随机波动,从而建立渔业资源动态的灰色时序模型。考虑到渔业资源的变化受到捕捞强度的影响,同时建立渔获量和单位捕捞努力量的渔获量(CPUE)关于捕捞努力量的二元时序模型。利用灰色时序模型和多元时序模型,对舟山渔场渔业资源的动态变化进行分析和预测,结果表明灰色时序模型和多元时序模型能很好地拟合渔业资源的变动过程,精确地预测渔业资源未来的状况。

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资源评价

北京地区近300年降水变化的小波分析

李淼, 夏军, 陈社明, 孟德娟

2011, 26(6): 1001-1011. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.011

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利用北京地区1724—2009年降水资料,首先做了趋势分析和突变检验,之后采用Morlet小波函数,对该地区近300 a来降水的年际变化时间序列进行了小波分析,揭示了该区降水变化的多时间尺度的周期性变化规律,并根据主周期对未来降水变化进行了预测。结果表明,北京地区年降水量有缓慢增大的趋势,但并不显著。1744、1809、1894和1996年为该系列降雨量减少突变点,1777、1870和1948年为降雨量增多突变点。同时北京地区年降水量在其计算时域内各时间尺度分布不均匀,具有明显的局部化特征;年降水存在85~95 a左右时间尺度的周期特征;其次,35~40 a和20~25 a左右时间尺度的周期特征也较明显。降水量在不同时间尺度下偏多、偏少交替变化也各不相同。此外,分析结果显示该地区年降水量具有21 a、35 a和85 a左右的主周期,其中85 a周期为第一主周期;根据年降水的主周期推测,北京地区整个时间序列上的年降水量呈现出偏少—偏多—偏少—偏多—偏少—偏多—偏少的循环交替特征,根据其周期特征,可以推测2009年到2030年左右将一直处于少降水期。

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资源评价

土地利用及不透水地表对河流流量的影响

田迪, 李叙勇, DonaldE.Weller, 白中科

2011, 26(6): 1012-1020. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.012

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利用美国地质调查局的逐日连续流量数据计算了美国切斯比克湾地区150个小流域的34个河流流量指标,并在整个区域和划分的3个自然地理区对选择的17个指标与4种土地利用类型和不透水地表做了相关分析。结果表明,森林在降水较少的冬春两季增加流量,雨量较高的秋季减少流量,森林面积比例的增加可以削减洪峰、延长洪峰历时、稳定流量变化。农业用地比例的增加表现为稳定流量变化,延长洪峰历时,在高原地区还可以削减洪峰流量。草地比例的提高均表现为削减洪峰流量,稳定流量变化,延长洪峰历时。随着不透水地表面积增加,洪峰流量、雨季、汛期和年流量增加,流量变化加剧,洪峰历时减少,不同地理区对不透水地表的水文响应也有所不同。

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资源评价

基于GIS的河南省风能资源时空分布及利用

张红卫, 陈怀亮, 张弘

2011, 26(6): 1021-1029. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.013

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近年来,无污染、可再生的绿色能源——风能,其潜在的价值逐渐被开发与利用。为了更加合理地利用河南省风能资源及研究气候变化条件下河南省风能的变化趋势,论文利用1971—2000年期间的河南省气象台站风速资料,采用统计方法和流体力学风能计算方法,结合ArcGIS系统对河南省的风能及分布进行了研究。研究结果表明:①特殊的地形特征造就了河南省风速较大区域主要集中在豫北、豫中、豫东的平原地带及豫南,西部及北部太行山区平均风速相对较小,区域风速差值较大;②30 a间河南大部分区域的风速变化为逐渐减小趋势,只有个别站点风速表现为趋势略增或趋势稳定;豫东为风速减小最大的区域,豫西、豫中及豫南地区风速变化趋势相对较小;③风能研究发现最大值区域与平均风速地理分布基本一致,最大风能区域在豫北、豫东、豫中及豫南一带,最小风能区域主要集中在西部山区。

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资源评价

基于水资源供需平衡机制的安徽省干旱时空分布

周亮广, 戴仕宝, 江玉晶

2011, 26(6): 1030-1039. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.014

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基于目前大多数干旱研究偏于气象、水文和农业干旱,不能较好地反映供求矛盾,论文根据水资源供需成因的旱情评价方法,对安徽省2001—2005年的旱情时空分布进行了综合分析。研究发现,在时间上,安徽省2001和2005两年同为中度干旱,但差别甚大,平水年份的2005年的旱情等级数(Drought Index,DI)(1.485 9)却远高于偏枯的2001年(DI 0.890 9);在空间上,平水年份的2005年总体为中度干旱,但各地市区域差异明显,经济发展水平较高、用水量大的城市干旱严重(如合肥、淮南、马鞍山、芜湖市等)。淮北(DI -0.146 1,无旱)与芜湖(DI 2.466 2,严重干旱)两市水资源自然量和人口数量都相当,但旱情迥异。研究发现,造成上述旱情差异的根本原因是由于社会经济发展水平的差异而引起的水资源供需量的巨大差别。研究认为,在现代的社会背景下,单独的气象干旱、农业干旱和水文干旱已不能全面反映旱情状况,而社会经济干旱对旱情的描述更为直观,采用水资源供需平衡机制对旱情的评价也更符合实际。

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资源研究方法

近20年北京市产业取水与节水变化分析

蒋蕾, 陈远生, 李璐

2011, 26(6): 1040-1051. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.015

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论文在对1988至2008年期间北京市三次产业取水结构及其用水效率变化进行了定量分析,在此基础上分别计算了由技术进步导致的三次产业取水节水量和由产业结构调整导致的取水节水量;建立了北京市地区万元增加值取水量-人均GDP负幂指数经验模型,以及产业结构调整导致的取水节水量的线性回归模型。研究结果表明,积极发展第三产业并提高其用水效率可有效促进产业节水,应进一步提高对需求侧节水管理的重视,充分挖掘第三产业的节水潜力。

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资源研究方法

气候变化对我国水稻主产区水资源的影响

马欣, 吴绍洪, 戴尔阜, 张雪艳, 康相武, 潘韬

2011, 26(6): 1052-1064. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.016

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以气象站点的观测数据和PRECIS模型发展的B2情景数据为驱动,运用分布式VIC水文模型进行气候变化对水资源影响的情景模拟。通过2001—2030年对照期与1981—2000年基准期水资源量对比表明:水稻主产区整体水资源量呈上升趋势,水资源的空间分布由东南向西北呈下降趋势;在气候变化的影响下,水稻主产区的28个二级流域的水资源变化量幅度在-48.5~269.1 mm之间,相对变化率在-6.1%~29.6%之间。沿海的钱塘江流域、瓯江流域、闽江流域、韩江流域、闽东、粤东及台湾沿海诸河流域、东江流域水资源量增多明显;粤桂琼沿海诸河流域、元江—红河流域、黄河上游干流区间、嘉陵江流域和淮河干流水资源量减少,但减少的绝对量不大。

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资源研究方法

基于自适应调整蚁群-RBF神经网络模型的中长期径流预测

白继中, 师彪, 冯民权, 周利坤

2011, 26(6): 1065-1074. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.017

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径流预测历来是水利部门的一项重要工作,针对水库和河流中长期径流预测精度不高,提出了自适应调节人工蚁群算法(ARACS),对RBF神经网络参数进行优化,建立了自适应调节人工蚁群-RBF神经网络组合算法(ARACS-RBF)预测模型,综合考虑影响径流预变化因素,对安康水库进行中长期径流预测。对预测效果进行检验,结果证实该模型可真实地反映河川径流变化的总体趋势, 并为判断时间序列数据的非线性提供了一种新方法。与RBF神经网络模型、人工蚁群-RBF神经网络模型预测结果进行对比,结果表明,应用ARACS-RBF模型对中长期径流量进行预测,预测精度更高、效果更好。该方法克服了RBF神经网络和人工蚁群算法易陷于局部极值、搜索质量差和精度不高的缺点,改善了RBF神经网络的泛化能力,收敛速度快,输出稳定性好,提高了径流预测的精度,置信度为98%时的预测相对误差小于6.5%。可有效用于水库和河川中长期径流预测。

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资源研究方法

模拟降雨条件下料浆石对土壤水分入渗的影响

周蓓蓓, 姜艳丽, 邵明安, 温明霞

2011, 26(6): 1075-1082. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.018

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论文基于田间坡地人工模拟降雨实验,分析了料浆石覆盖及嵌入对入渗过程的影响,对比了其入渗速率及拟合参数的变化趋势。其结果表明,随料浆石覆盖度及料浆石嵌入含量的增加,入渗补给系数逐渐减小,且后者对其影响显著;料浆石嵌入小区的平均入渗速率及稳定入渗速率随料浆石含量的增加而缓慢减小。Kostiakov入渗经验公式和Philip方程均可以对降雨入渗过程进行描述。

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学报通讯

《自然资源学报》论文校样中的常见问题

王群英, 林耀明

2011, 26(6): 1083-1084. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.06.019

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一般来说,《自然资源学报》已经录用、待发表的论文质量不错,或研究内容上有所创新,或采用了不一般的研究方法,或研究区域有特色。但近几年编辑在看论文校样时发现,这些论文中经常存在许多问题,具体表现在以下几个方面。

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