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馬淑杰 羅恩華 朱黎陽 黃波 | 我國磷資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題與建議
發(fā)布日期:2020-06-19 作者:馬淑杰 羅恩華 朱黎陽 黃波 信息來源:中咨研究 訪問次數(shù): 字號:[ ]

【摘要】中國是世界磷資源生產(chǎn)大國,隨著人口增加、城鎮(zhèn)化加速以及工農(nóng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,加之磷礦石資源日漸貧化,供需矛盾日益突出,中國磷礦石儲量可維持年限日益趨緊。高度關注磷資源危機,對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的持續(xù)性資源保障有著重要的戰(zhàn)略意義。本文在全面闡述中國磷資源產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的基礎上,分析了未來世界磷資源的競爭格局和面臨形勢;在國外磷礦產(chǎn)能擴張和國內(nèi)磷肥產(chǎn)能過剩嚴重的雙重壓力下,深入剖析了影響中國磷資源產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的問題和困難,從全生命周期的角度研究提出了磷資源產(chǎn)業(yè)體系集約化、結構合理化、工藝生態(tài)化、模式服務化、應用智能化的系列建議。

關鍵詞:磷資源產(chǎn)業(yè);磷礦;磷肥;磷化工;產(chǎn)業(yè)發(fā)展

一、我國磷資源產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及特點

(一)磷礦資源豐而不富,產(chǎn)量居世界第一

中國作為世界主要的磷礦產(chǎn)地之一,磷礦資源分布在27個省及自治區(qū),其中云南、湖北、貴州、四川和湖南為磷礦富集區(qū)域。[1]據(jù)統(tǒng)計,2017年中國磷礦探明資源儲量252.9億噸(基礎儲量為33億噸),磷礦床中90%以上為中、低品位礦,高品位礦(P2O5≥30%)較為稀缺且探明儲量只有約11億噸,中國磷礦石平均品位只有17%,是世界上磷礦平均品位最低的國家之一。[2]截至2017年(最新公開數(shù)據(jù)),湖北磷礦資源儲量63.4億噸、云南40.2億噸、貴州35.8億噸、四川27.9億噸,四省基礎儲量約28.05億噸,占中國基礎儲量的85%。近年來,中國磷礦石產(chǎn)量穩(wěn)居世界第一,2018年中國磷礦石產(chǎn)量為9632.60萬噸,相比2017年同期下降了21.77%。一些機構和專家學者預測,中國的磷礦石將在50年左右消耗殆盡。

我國磷資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題與建議1.jpg

湖北宜昌磷礦開采

(二)磷肥產(chǎn)能過剩,頻降關稅刺激出口

相比中國磷礦資源的日漸貧乏,近年來磷肥產(chǎn)量卻逐步上升。然而,低水平的重復建設導致了磷肥產(chǎn)能的嚴重過剩。2005年中國磷肥產(chǎn)量超過美國成為世界第一,2007年中國成為了磷肥凈出口國[3],2012年以來,中國磷肥產(chǎn)能出現(xiàn)過?,F(xiàn)象。2015~2017年,磷肥企業(yè)的平均產(chǎn)能利用率從75.7%下降到64.1%。隨著煤炭、磷礦石、硫磺原料的價格上漲,[4]以及國內(nèi)農(nóng)作物景氣較低、行業(yè)環(huán)保要求越來越嚴格等系列因素,中國磷肥產(chǎn)能、產(chǎn)量開始逐步減少,磷肥行業(yè)產(chǎn)能利用率有所提升,[5]2018年中國磷肥產(chǎn)量為1696.3萬噸(折100% P2O5),產(chǎn)能利用率達到72.2%(如圖1所示)。隨著國內(nèi)測土配方、水溶肥一體化等科學施肥方式推廣以及化肥使用量零增長政策推動,[6]中國磷肥農(nóng)業(yè)施肥量已進入穩(wěn)定期,磷肥表觀消費量呈下降趨勢。據(jù)中國農(nóng)業(yè)發(fā)展研究報告統(tǒng)計,中國農(nóng)業(yè)施肥量近年來一直穩(wěn)定在1100~1300萬噸(折100% P2O5)。2017年中國磷肥表觀消費量和磷肥施用量分別為1174.4萬噸[7](占世界總消費量的26%)和797.59萬噸,磷肥產(chǎn)量遠遠大于磷肥表觀消費量和農(nóng)業(yè)施肥量的上限。

圖1 2010~2018年中國磷肥產(chǎn)量折純量(萬噸100% P2O5)

數(shù)據(jù)來源:國家統(tǒng)計局 中國磷復肥工業(yè)協(xié)會

為化解磷肥產(chǎn)能過剩問題,國家相繼出臺了落后產(chǎn)能淘汰、產(chǎn)能重組、放寬出口等系列產(chǎn)業(yè)政策。中國不斷調(diào)整出口關稅來鼓勵磷肥出口以減少磷肥產(chǎn)能。2013年中國開始下調(diào)磷肥淡旺季進出口稅率,2014年磷肥旺季出口關稅由80%下調(diào)至50%,2015年取消磷肥淡旺季關稅,[8]出口整體稅率一度降低。2019年,出臺化肥出口零關稅政策,加大了出口幅度。

我國磷資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題與建議3.jpg

據(jù)海關統(tǒng)計數(shù)據(jù),2019年中國磷肥進出口貿(mào)易額為48342萬美元,同比增長5.6%,貿(mào)易順差為48250萬美元,同比增長5.85。[9] 近年來,磷肥出口一直呈現(xiàn)量增價穩(wěn)的走勢。但是,短期內(nèi)單純依靠出口難以解決國內(nèi)磷肥產(chǎn)業(yè)面臨的問題,且中國磷肥的大量出口會帶來國際磷肥供應量的增加,伴隨著國際產(chǎn)能的增加,勢必會影響國際磷肥價格。此外,中國出口的磷肥多數(shù)由高品質(zhì)磷礦資源加工而成,出口量的增加將導致國內(nèi)磷礦資源外流以及磷礦開采加工中生態(tài)的進一步惡化。

二、磷資源產(chǎn)業(yè)面臨的國際形勢

自19世紀60年代后期美國北卡羅萊納州大規(guī)模開采磷礦石以來,人類活動的干擾提高了全球磷元素循環(huán)流動。越來越多的磷礦石在摩洛哥、撒哈拉西部、中國和美國(主要是在佛羅里達州,田納西州和北卡羅來納州)、澳大利亞等地被發(fā)現(xiàn)和開采。

(一)全球資源分布不均,新興國家產(chǎn)能釋放加速

世界磷礦資源分布極為不均衡,非洲磷礦資源富集度相對較高,約占世界的一半以上。[10]中國磷礦資源僅次于摩洛哥和美國,居世界第3位。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局數(shù)據(jù)顯示,截至2017年底,世界磷礦資源量為3000億噸,磷礦石基礎儲量為678億噸。主要分布在摩洛哥、西撒哈拉、中國、阿爾及利亞、敘利亞、俄羅斯、約旦、美國等20多個國家。[11]其中,摩洛哥和西撒哈拉地區(qū)的儲量高達500多億噸,占世界總儲量的73.7%。[12]中國的磷礦基礎儲量僅占4.6%。

以摩洛哥為代表的磷化工新興國家或地區(qū)(分布在中東、西非、北非等)發(fā)展迅速,且與中國相比,上述國家地區(qū)的磷肥發(fā)展呈現(xiàn)出更加集中投入、集聚生產(chǎn)、高效率的特征。[13]從國際供應側來看,2015~2016年的國際磷肥供應主要來自于摩洛哥和中國等新興國家,2017~2019年間,摩洛哥、巴西、沙特等國家規(guī)劃的磷肥項目相繼投產(chǎn),國際磷肥產(chǎn)能逐步釋放。[14]

(二)全球磷肥產(chǎn)能過剩局面將持續(xù),行業(yè)集中度逐步提升

現(xiàn)階段,全球磷肥供給高速增長期已過,磷肥產(chǎn)能增速總體將逐漸放緩,但是目前市場產(chǎn)能供大于求,仍處于供給過剩狀態(tài)。中國磷肥產(chǎn)能占全球產(chǎn)能約50%,伴隨著國內(nèi)環(huán)保、限產(chǎn)政策不斷升級,加之磷礦資源稀缺性,2018年磷肥產(chǎn)能退出107萬噸(折100% P2O5),在政策趨緊狀況下未來會有更多產(chǎn)能逐步退出市場。美國磷肥產(chǎn)能占全球產(chǎn)能約15%,由于磷礦石資源枯竭以及磷石膏污染等問題,2018~2019年美國磷肥最大的生產(chǎn)商美盛公司相繼關閉兩家工廠,減少產(chǎn)能360萬噸產(chǎn)能(折100% P2O5),估計未來美國將不會新增磷肥產(chǎn)能。世界最大的磷酸鹽生產(chǎn)商和出口商即摩洛哥磷酸鹽公司(OCP)預計未來幾年將進一步擴大產(chǎn)能。北非和中東磷肥產(chǎn)能占全球產(chǎn)能約15%,未來新增產(chǎn)能約700 萬噸,但受各種條件限制,投產(chǎn)時間不確定性大。[15]

從行業(yè)集中度來看,摩洛哥OCP壟斷國內(nèi)磷化產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié),2015~2019年磷肥出口量增長50萬噸/年左右,約占世界新增需求的50%。[16]美國美盛公司現(xiàn)有產(chǎn)能占北美地區(qū)總產(chǎn)能的61%,[17]沙特、俄羅斯等國磷肥供應均壟斷在少數(shù)企業(yè)手中。相對來說,中國磷肥產(chǎn)業(yè)集中度逐步提高,行業(yè)排名前十的企業(yè)產(chǎn)量占全國磷肥總產(chǎn)量的63%。

三、我國磷資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題

在國內(nèi)外磷礦資源供應緊缺、國際磷肥產(chǎn)能擴張、國內(nèi)磷肥產(chǎn)能過剩嚴重、產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的環(huán)境污染問題突出的情況下,國內(nèi)磷資源產(chǎn)業(yè)傳統(tǒng)的粗放加工及不合理的消費方式將難以為繼,磷資源產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展面臨重重困難。因此,在中國磷資源危機亟待化解的情況下,如何從全局出發(fā),協(xié)調(diào)磷資源可持續(xù)發(fā)展中資源、環(huán)境和經(jīng)濟之間的關系,實現(xiàn)磷化工的綠色發(fā)展是生產(chǎn)者甚至全行業(yè)必須要解決的問題。

(一)原料供應緊張,資源利用率水平較低

隨著中國磷礦石開采量的增加,以及品位逐步降低,國內(nèi)磷礦石供應環(huán)節(jié)日益緊張。目前磷礦石資源較為分散,大型磷化工企業(yè)的資源集中度不足,未能形成一定的規(guī)模優(yōu)勢。磷礦開采的秩序需要進一步整頓。多數(shù)企業(yè)磷礦石回采率及選礦回收率仍較低,尾礦利用程度不夠。受技術限制,中低品位磷礦利用率不高,多數(shù)高品位磷礦資源用來生產(chǎn)磷肥,造成資源浪費。[18]

(二)三廢污染嚴重,磷石膏利用亟待解決

針對過程加工環(huán)節(jié),磷石膏產(chǎn)生量大、利用率較低和不安全堆存等問題已嚴重威脅到磷化工的可持續(xù)發(fā)展。磷石膏中所含的氟化物、游離磷酸、磷酸鹽等雜質(zhì)在堆存過程中被雨水浸泡和沖刷會進入水體,對地下水及周邊水體水質(zhì)造成污染。磷石膏成分復雜、利用困難,目前經(jīng)濟適用的磷石膏資源化利用技術和規(guī)?;猛緩竭M展緩慢,多數(shù)磷石膏仍直接堆放。熱法磷酸工藝中,黃磷尾氣利用率仍然較低,泥磷在資源化利用過程中對環(huán)境的二次污染現(xiàn)象普遍。濕法磷酸工藝中,含氟廢氣回收利用目前只有部分企業(yè)應用,需要進一步推廣。此外,磷礦伴生資源及稀有金屬高效回收利用有待進一步探索。

我國磷資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題與建議4.jpg

貴州甕福磷石膏渣場

(三)產(chǎn)業(yè)結構不合理,高端產(chǎn)品產(chǎn)能不足

目前中國磷資源產(chǎn)品仍以中低端磷肥為主,產(chǎn)品檔次較低、總量過剩,整個產(chǎn)品鏈仍處于全球價值鏈底端,雖然產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整取得了一些成效,但是低端產(chǎn)品過剩、高端產(chǎn)品不足的總體局面沒有得到根本改變。部分企業(yè)已逐步規(guī)模化生產(chǎn)緩控釋肥、水溶肥等新型高端肥料,但肥料的質(zhì)量和功效重復性較大。黃磷加工的精細磷化工產(chǎn)品附加值不高且規(guī)模不大,出口產(chǎn)品多為大宗傳統(tǒng)的初級磷化工產(chǎn)品。[19]目前已建設的下游磷化工產(chǎn)品裝置規(guī)模小,遠未達到專用化、精細化、高純化標準,高純磷化工產(chǎn)品進口依賴嚴重。[20]

(四)肥效利用率較低,科學施用方式有待加強

過度施肥帶來的土壤板結、土壤酸化直接威脅著中國土壤安全。長期以來施肥措施的不科學導致肥料使用率較低,目前中國磷肥使用率為20%左右,過剩的養(yǎng)分殘留在土壤里,經(jīng)過雨水沖刷再加上工廠含磷廢水的排放,匯聚到河流湖泊形成水體富營養(yǎng)化。相比發(fā)達國家,中國水肥一體化推廣規(guī)模較小,技術方面仍存在諸多問題。[21]并且,肥料的施用仍未和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化及智能化的生產(chǎn)方式充分結合。在農(nóng)村土地流轉和規(guī)模化種植的趨勢下,精準施肥和測土施肥等技術仍需要加速規(guī)模化推廣應用。[22]

(五)多聯(lián)產(chǎn)程度有待加強,體系耦合程度不足

世界各國磷化工產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)一體化發(fā)展趨勢,但是目前中國磷資源產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)集成度較低,無機磷化工、有機磷化工、磷酸鹽和磷肥裝置仍未做到有效聯(lián)產(chǎn)和耦合。[23]磷礦、煤炭、硫酸等原料生產(chǎn)和磷肥、磷酸鹽、其他磷化工產(chǎn)品生產(chǎn)上下游一體化程度需要進一步提高。并且,磷資源產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中,生產(chǎn)企業(yè)和應用市場的關系脫節(jié),中間承銷環(huán)節(jié)較多,未能與農(nóng)戶建立有效連接,產(chǎn)業(yè)鏈傳導效率較低。磷資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展中政府和市場的關系沒有得到較好平衡,市場調(diào)節(jié)作用未能充分發(fā)揮。

貴州黔南州磷化工企業(yè)

綜上所述,磷資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展所涉及的各種問題已經(jīng)遠遠超出了產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)或者單純的環(huán)境污染等問題。它們之間存在著一種聯(lián)動的效應,如果產(chǎn)業(yè)鏈上游的一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題,就有可能引發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈下游另一個問題的產(chǎn)生。所以,需要跨資源、產(chǎn)業(yè)、社會、環(huán)境、經(jīng)濟等幾個領域來針對磷資源產(chǎn)業(yè)開展研究和分析。

四、我國磷資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略建議

通過對磷資源產(chǎn)業(yè)在全生命周期各個環(huán)節(jié)上的創(chuàng)新活動分析,磷資源制造業(yè)未來的發(fā)展將向“體系集約化,結構合理化,工藝生態(tài)化,模式服務化,應用智能化”轉變。

(一)體系集約化

建議政府引導逐步提高市場化程度,推動目前磷礦加工企業(yè)組織結構的低效率、低素質(zhì),轉向集約化經(jīng)營、集團化、國際化的生產(chǎn)營銷模式。強化市場與政府的平衡作用,弱化國有磷資源開采及加工企業(yè)的國有計劃性質(zhì),近期以政府管理為主導,逐步淘汰落后產(chǎn)能,推動企業(yè)重組、兼并;遠期以市場為主導,塑造區(qū)域品牌形象,強化產(chǎn)業(yè)國際競爭力。

企業(yè)應充分發(fā)揮相互之間的聚集作用,提高產(chǎn)業(yè)集群化程度,研發(fā)產(chǎn)業(yè)共生耦合技術,實現(xiàn)無機磷化工、有機磷化工與煤炭、氯堿、石化、建材、電力等產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展,利用區(qū)域優(yōu)勢發(fā)展相關產(chǎn)業(yè)、優(yōu)化共生。對磷礦石資源進行有效整合,實現(xiàn)原料按需梯級利用等。

政府作為肥料產(chǎn)業(yè)的管理主體,要推行更加科學的管理政策,明確肥料管理指導、生產(chǎn)許可頒發(fā)、肥料登記、肥料流通主體的職責,促使肥料管理法規(guī)化、制度化、市場化。

(二)結構合理化

建議產(chǎn)業(yè)層面控制磷資源流動,減少流向磷肥的比例,提高流向工業(yè)、食品、飼料、能源等專用化、精細化產(chǎn)業(yè)的比例,提高資源產(chǎn)出率。

根據(jù)市場需求和農(nóng)業(yè)研發(fā)新需求,發(fā)展化肥單品減量化生產(chǎn)技術,研發(fā)磷酸銨系列水溶肥、硝基磷肥、磷基緩控釋肥、含微量元素的液體肥等新型肥料,提高肥料的利用率,減緩磷肥的過度施用;根據(jù)農(nóng)業(yè)耕種科技進步、土地流轉集約化種植及作物習性的具體要求,定制化生產(chǎn)小批量、高效肥料;發(fā)展附加值高、含磷量低的高端磷酸鹽,強化產(chǎn)品結構調(diào)整,培育食品級和電子級磷酸、高端磷酸鐵鋰、六氟磷酸鋰、新型含磷飼料等下游產(chǎn)品[24],發(fā)展以新能源、新材料為代表的新型化工產(chǎn)業(yè)。制定磷酸下游的多樣化產(chǎn)品發(fā)展路線,提高產(chǎn)業(yè)應對市場變化的能力。

(三)工藝生態(tài)化

加強“三磷”整治力度,強調(diào)磷資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展和生態(tài)保護并重,規(guī)范污染性企業(yè)治理行為,將廢棄物資源化利用作為緊約束。重視磷石膏制約磷化工發(fā)展的問題,用磷石膏利用機制倒逼磷化工產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展。[25]加強傳統(tǒng)工藝更新替代,研發(fā)硝酸工藝替代現(xiàn)有硫酸濕法工藝,減少新污染源的產(chǎn)生,加強磷石膏產(chǎn)生源頭的清潔化和減量化;加快磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)土壤改良劑等先進技術的研發(fā),鼓勵磷石膏下游規(guī)?;透叨嘶Y源循環(huán)利用方式。[26]引入社會滿意度指標,監(jiān)督企業(yè)廢物資源化利用,提高生態(tài)效率。

采用生產(chǎn)者責任延伸制,強化企業(yè)的污染物處理和再利用的意識,減少環(huán)境成本代價。發(fā)揮市場的作用,以價格為中心,建議改革稅費制度,對磷資源型企業(yè)的探礦權采礦權使用費、企業(yè)排污費、礦產(chǎn)資源開發(fā)補償費等行政收費進行改革;研究黃磷企業(yè)及濕法磷酸企業(yè)的環(huán)保稅,通過市場作用引導企業(yè)投資方向;出臺磷石膏綠色建材產(chǎn)品稅收優(yōu)惠及補貼政策。完善環(huán)境保護立法,控制低水平重復建設,用環(huán)境保護作為新建項目的約束條件。

重視磷元素的循環(huán)流動規(guī)律、流失規(guī)律和回收利用策略,建立磷元素從生產(chǎn)到生活的循環(huán)管理政策和環(huán)境政策,保護土壤資源和水資源,防治過度施肥帶來的重金屬堆積及土壤板結。

(四)模式服務化

從單純的肥料產(chǎn)品制造走向肥料產(chǎn)品及農(nóng)化服務一體化(生產(chǎn)型→服務型),是實施肥料制造業(yè)轉型戰(zhàn)略的重要策略。[27]以磷肥生產(chǎn)為主,構建新型磷肥生產(chǎn)系統(tǒng)和磷肥科學施肥系統(tǒng)的耦合銜接體系,加強水肥一體化、測土施肥、種肥同播、精準施肥、生態(tài)施肥等現(xiàn)代化科學施肥技術應用,逐步融合農(nóng)膜資源化回收、高端經(jīng)濟型作物肥料定制、全水溶性活化鈣鎂磷肥就地生產(chǎn)施用、農(nóng)業(yè)施肥技術指導等新型農(nóng)業(yè)服務,形成新的農(nóng)資產(chǎn)品供應及農(nóng)業(yè)服務型產(chǎn)業(yè)。[28]

肥料企業(yè)可依托原有成熟的生產(chǎn)系統(tǒng)和銷售網(wǎng)絡,應用新一代信息技術和信息化手段,建立先進適用的肥料農(nóng)化服務信息化平臺系統(tǒng),包括“互聯(lián)網(wǎng)+”農(nóng)資交易平臺、肥料大數(shù)據(jù)查詢及咨詢平臺、農(nóng)技服務視頻直播平臺等。在線上平臺上,設置肥料信息查詢、肥料科學施用問診、實地技術指導、農(nóng)技專家在線咨詢、村部集中授課指導等服務,為農(nóng)戶提供全方位的種植方案和專業(yè)技術服務,同時為制造型產(chǎn)業(yè)的服務化作支撐。在不斷完善互聯(lián)網(wǎng)服務平臺的過程中,將肥料制造企業(yè)的經(jīng)營重心逐步由過去的生產(chǎn)式驅動轉向服務式驅動為主、肥料生產(chǎn)銷售為輔的業(yè)務模式。

(五)應用智能化

未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展,將提高農(nóng)戶對肥料定制化的需求滿足程度。生產(chǎn)與消費模式間的主導權將實現(xiàn)逆轉,更加強調(diào)消費端的個性化需求。肥料生產(chǎn)端也將更加重視由農(nóng)業(yè)消費端反饋的產(chǎn)品配方調(diào)整及定制、田間技術咨詢及指導等自主式的服務化需求。

“政產(chǎn)學研用”的創(chuàng)新聯(lián)盟要突出“用”的地位,新型的外在需求方式的改變將會激發(fā)新的生產(chǎn)和營銷模式。創(chuàng)新政產(chǎn)學研用金介聯(lián)盟機制,在強化綠色磷肥產(chǎn)品、新型肥料生產(chǎn)技術的研發(fā)、投入和協(xié)作攻關的同時,要根據(jù)下游農(nóng)戶的新需求,強化新肥料產(chǎn)品的應用和示范效果。

利用信息化對磷肥全程數(shù)字化從資源開采,加工制造到商業(yè)流通的產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)中各個節(jié)點,根據(jù)農(nóng)戶反饋的具體問題進行創(chuàng)造性地解決和產(chǎn)品迭代,將產(chǎn)業(yè)由“單向鏈條活動”變成“環(huán)狀反饋活動”。隨著多樣的改造性技術和進步性技術的涌現(xiàn),構建具有多個方向的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新活動系統(tǒng),最終形成產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的智能化格局。

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注:文中圖片均來源于網(wǎng)絡。




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