摘要：土地利用系統作為人類與自然界交互的關鍵載體，在區域可持續發展過程中占據重要地位。為分析其與聯合國可持續發展目標(SDGs)的關聯特征，解釋其對SDGs的支撐能力，構建土地利用系統內涵解析框架，探索其對SDGs的支撐機制并構建可持續發展支撐力評價體系，以山東省為例進行實證分析。研究結果表明：(1)以土地利用系統為核心，在人地關系視角下解析其與社會、經濟、生態系統的交互作用，分析其在人地耦合系統中的運行機制，揭示其與可持續發展的相關關系，可為確定土地利用系統可持續發展目標提供理論解析。(2)山東省土地利用系統支撐力呈“省域西低東高、市域中心低周圍高”分布，研究期內，66%的區域實現了支撐能力的提升，支撐力變化呈現“西北部提升、中部及東部下降”現象。具有農業優勢的西部平原區對SDGs的直接支撐及自身穩定力提升，但間接支撐力有所下降，東部經濟發達區自身穩定力有所提高，但直接及間接支撐力下降。(3)各類型支撐力變化空間相關性顯著。顯著區域多分布在市轄區，菏澤市農業發展能力的輻射帶動作用較強，東營市土地經濟產出及社會供應能力呈高—高集聚，土地自身穩定力呈低—低集聚。研究提出了土地利用系統支撐可持續發展的新視角，可為后續研究提供借鑒，實證分析為山東省可持續發展戰略提供決策建議，為國土空間規劃背景下的政策調控提供參考。

　　關鍵詞：土地利用系統;可持續發展;土地支撐力;山東省

　　可持續發展作為全球重大使命，強調人類與地球各系統的和諧永續共存。從聯合國千年發展目標(MDGs)到2030年可持續發展目標(SDGs)，可持續問題備受各界重視。SDGs的實現有賴于社會、生態、自然資源等各要素協調統一[1,2]，但當前存在的諸多資源環境問題使可持續發展目標的實現面臨嚴峻挑戰[3,4]。土地資源作為支撐可持續發展的基礎要素之一，是人類系統、生物圈、大氣圈及其他系統相互作用的重要媒介，作為維持人類生計和福祉的基礎性要素，可提供物質、能源、生態等多種服務[5,6]。

　　當土地資源從單純的自然要素轉變為勞動資料及勞動對象時，在人類活動影響下，土地資源本底、土地利用方式及強度與社會經濟、生態環境的物質交流循環構成了土地利用系統[7]。土地利用系統與社會、生態系統之間的交互機制決定了其在解決食物、能源、健康等可持續發展重大問題中扮演的關鍵角色[8-12]，同時土地利用變化也顯著影響社會、經濟和生態系統的安全性與穩定性[13]。

　　在全球層面，不斷增長的人口和資源能源消耗導致土地壓力過大，不當的土地利用方式及利用強度對社會發展和陸地生態系統造成了嚴重的負面影響，其中，近1/4的土地退化由人為造成[5]，引起的極端天氣導致低緯度地區糧食安全性降低[14]、作物產量下降[15]、非洲畜牧業發展增長緩慢[16]等不良現象;在區域層面，資源密集型消費和經濟快速發展導致的土地問題影響了人類健康[14,17]、生物多樣性[18]、糧食安全[19]等諸多方面，如干旱的土壤增加熱浪的嚴重性[20]、荒漠化加劇全球變暖[21]、城市化進程加劇城市熱島效應[22,23]等。

　　社會、生態、經濟各系統對土地造成的壓力也會造成土地利用方式的轉變[24,25]。在人口增長與社會發展的雙重壓力下，合理利用土地有助于減少其對社會和生態系統的負面影響。在土地資源本底確定的情況下，如何改造土地、利用土地、平衡人地關系，為區域可持續發展提供更有力的支撐已成為區域可持續發展中亟待解決的重點問題。

　　區域可持續發展及土地可持續性利用是當前學術界研究的熱點領域。在理論研究層面，學界重點關注土地利用的可持續性，從“增長理論”到“發展理論”再到“可持續理論”，從“追求可利用土地的數量”“追求土地發展效益”到“追求土地的再發展能力”，如何實現土地的永續發展成為當前研究的焦點;以系統論和復雜學為分析范式，涉及地理學[26]、農學[27]、景觀生態學[28,29]、生物學[30]、經濟學[31]、物理學[32]等諸多領域，亦從糧食生產[19]、經濟發展[18]、城鎮化[33]、氣候變化[34]、生態安全[28]等多視角分析土地利用系統與可持續發展的內在交互關系;多以土地利用的可持續性為出發點，剖析土地可持續的內涵，解析土地利用方式及強度的可持續性。在研究方法層面，多關注對土地利用可持續性的評價，以空間分析、實證主義和追溯學為主，包括AHP層次法、模糊評價法、主成分分析、關聯矩陣等方法[35-37];研究尺度雖涉及全球、國家、省、市等不同層次[38,39]，但多集中在市縣等中小尺度的實證分析[36,40]，較少考慮區域可持續的空間相關性。

　　綜合而言，現有研究在土地可持續利用與土地利用多功能等方面進行了有益探索，但較少在省域尺度從土地利用系統角度探究其與SDGs的支撐關系。山東省作為我國人口大省和農業大省，擁有東部半島經濟發達區、中部山區中度發達區及西部平原欠發達區，雖區位優勢明顯，但內部經濟差異顯著、自然地理要素多元、區域發展不平衡問題凸顯[40]。本文擬從人地關系的角度解析土地利用系統的內涵與本質，分析其對以人類為行為主體的社會、經濟、生態等系統的交互關系，以及對區域可持續發展的支撐作用，通過實證分析省域土地利用系統支撐能力的分布特征及空間相關關系。研究可拓寬土地利用系統與可持續發展的理論研究視角，為可持續發展目標下的省域土地均衡發展提供決策支持。

　　1土地利用系統對可持續發展的支撐機制

　　1.1土地利用系統內涵解析

　　從系統論的角度出發，土地利用系統以土地資源本底為運行基礎，以人類為主體和實施者[41]，以不同利用方式與利用強度為運行核心，系統內各要素間存在協同和相干效應[42]，系統外與以人類為主導對象的社會、生態、經濟各子系統相互作用，是持續進行物質互饋、能量流動和信息交換的多元開放系統[43];從人地關系的角度出發，人地關系強調人類主體與自然環境間的關系。

　　土地利用系統作為人類社會經濟活動與土地資源相互作用形成的復雜系統，以其資源要素供給能力支撐各項人類活動、服務社會經濟發展，同時承載人類發展多種需求及人類活動增強帶來的壓力，強調人地關系中“地”對“人”的支撐力、“人”對“地”的壓力及兩者互相作用。作為人—地復合關系下的“要素—結構—格局—服務”綜合系統，土地利用系統在要素層包含以土地資源本底為基礎的水資源、大氣、生物環境等各類自然要素。要素間不同組合方式形成了土地利用結構，不同土地利用單元之間的空間關系和響應過程構成了土地利用格局，服務層作為土地利用系統與人類交互的關鍵載體，是要素、結構和格局的重要表現形式[44]，同時人類對服務的需求將施壓于土地利用系統各要素。

　　從人地耦合系統的角度出發，人類與自然環境兩主體之間、主體各要素之間、要素不同組合方式下相互作用形成了人地耦合系統，囊括“人”和“地”交互過程中涉及的所有要素與作用方式，包括社會、經濟、生態、土地利用等各類子系統。土地利用作為人地耦合系統中的重要組成部分，是系統運行的主要承載形式和重要運行基礎，與社會、經濟、生態等子系統互饋運行，是包括資源要素、組織結構、過程格局、供給服務在內的開放循環巨系統。

　　土地利用系統具有內部要素多元化、利用過程多樣性，與社會、經濟、生態系統交互關系復雜性等特征。區別于土地可持續利用與土地利用多功能研究，土地可持續利用強調在保持自身持續發展的前提下可達到效益最大化的能力，屬于土地利用系統中的要素、格局與服務層;土地利用多功能強調土地可提供各類產品或服務的能力，歸屬土地利用系統中的要素與服務層。土地利用系統具有研究對象的綜合性和研究內容的系統性，強調內部各要素間及與社會、生態、經濟等各系統間的相互作用關系[41]。

　　1.2土地利用系統運行機制解析

　　自然資源要素作為土地利用系統的基礎，接受光、溫、水等自然要素和各類生產資料的持續輸入，最早以基礎農產品產出維持人類生計，隨著人類需求增大，經濟輸入持續增強，以不同土地利用方式和利用強度推動經濟產出[47,48]。在人口增長的壓力下，土地一方面通過直接經濟產出促進經濟增長和社會發展，另一方面以非經濟產出的方式為人類提供生態服務，以維持社會、經濟、生態各子系統動態平衡。同時，土地利用系統的持續產出也反作用于系統運行，產生物質、能量和信息循環。隨著人口持續增長，高數量、高質量的產出需求迫使土地接收高密度、高強度的生產資料投入，人類在土地利用系統與其他各系統交互中占據的主導作用日益突出[49]。

　　在不當土地利用方式和利用強度尚處在土地自我修復能力范圍內時，土地利用系統仍可保持穩定;當壓力超出土地自身所能承載的閾值，將會對自系統及社會、經濟、生態等他系統產生負反饋。不當的土地利用將導致土地生產力降低，社會系統運行紊亂，社會對土地的競爭和對資源的爭奪也將持續增大，同時會引發大氣污染[50]、水土流失[51]、土壤污染[52]、土壤侵蝕[53]等生態環境問題。土地利用與可持續發展目標(SDGs)密切相關[54]，SDGs的實現需依托土地生產力、穩定力、人口承載等各項功能，以推進經濟社會發展和生態安全。

　　SDG1(無貧窮)的實現需依賴工礦倉儲、商業服務等用地[55];SDG2(零饑餓)的實現需依賴可生產食物的耕地[56];SDG3(健康與福祉)、SDG4(優質教育)的實現則依托土地資源開展醫療、教育等公共設施和基礎服務的建設[57];SDG8(工作與經濟)、SDG11(可持續住區)和SDG12(消費與生產)的實現需依托建設用地帶來的經濟產出[58];土地利用的穩定性與資源環境的協調性為SDG13(氣候行動)和SDG15(陸生生物)提供支撐[59,60]。土地利用系統以其生產功能進行經濟產出，帶動經濟發展，協調生產關系，支撐區域生產可持續;以社會功能承載人口增長，提供公共設施、住宅、交通等各項服務，維持社會穩定發展;以生態功能支撐資源環境協調發展，促進生態安全與平衡。

　　1.3土地利用系統對可持續發展的支撐力解析

　　基于土地利用運行機制及對SDGs的支撐關系，本文從土地生產性、土地穩定性、人口承載性、經濟可行性、資源環境協調性和社會可接受性六個方面構建土地利用系統對區域可持續發展支撐力評價體系。由于土地利用系統更突出除自然本底之外的土地利用方式和利用強度，故評價指標體系重點關注土地利用過程，不涉及土地資源的自然屬性(如坡度、高程、降水等)。《2030年可持續發展議程》包括17個可持續發展目標和169個具體目標[1]。為進一步揭示土地利用系統對可持續發展目標的支撐能力，在分析準則層表征意義的基礎上，解釋指標層對SDG具體目標的支撐作用：

　　(1)生產性作為土地支撐可持續發展的基礎條件，以土地生產性表征土地在不同利用方式和強度下的生產能力。以耕地規模和糧食產量反映土地對全面消除饑餓、糧食安全的保障作用，可對SDG2.1(消除饑餓)和SDG2.2(提供營養)提供支撐作用[62];以設施農用地面積和第一產業增加值反映農業生產力，可對SDG2.3(提高農業收入)提供支撐作用[63]。

　　(2)土地系統穩定作為可持續發展的必要條件，以土地穩定性表征土地利用過程中受損之后的自愈能力、安全性和風險抵御能力。以耕作可達性和有效灌溉面積占比反映土地管理措施對提升土地抗災能力、維持農業生態系統的保障性，可對SDG2.4(維護農業可持續)提供支撐[64];以水面面積占比和土地退化指數衡量水土資源協調性及土地荒漠化程度，以支撐SDG6.1(保護水環境)和SDG15.3(防治荒漠化)[65,66]。

　　(3)人口作為可持續發展的核心參與者，以人口承載性表征土地利用對人口增長的供應及承載能力。以人均耕地面積和人均糧食產量表征土地對人口的直接保障，可對SDG2.1和SDG2.2提供支撐作用[56];以人均建設用地面積反映土地提供的住房保障，可支撐SDG11.1(確保住房和基本服務)，以人口密度反映區域整體人口壓力[58]。

　　(4)土地的經濟功能是實現可持續發展的關鍵要素，以經濟可行性表征土地利用對區域經濟發展的帶動作用，強調土地利用形成的直接或間接經濟效益。以人均國民生產總值反映人口對土地的經濟壓力，可對SDG1.1(消除極端貧困)和SDG1.4(享有土地資源)提供支撐作用[47];以土地生產力反映土地的經濟產出能力，以固定資產投資表征經濟發展潛力，可對SDG8.3(發展產出)提供支撐作用[48]。

　　(5)保持資源環境協調作為可持續發展的前提，以資源環境協調性表征土地利用過程中對資源與環境的平衡情況，強調土地的合理利用和開發。以土地總面積反映土地資源本底基礎，以農業機械總動力反映大氣及土壤污染的可能性，實現可持續發展應最大程度降低其對糧食安全和大氣環境造成的負面影響，可支撐SDG3.9(減少空氣、水和土壤污染)和SDG12.5(防治污染與減排)[67];以植被生產力和單位面積林木蓄積量表征植被覆蓋情況及生產力，反映生態系統的可持續性，可對SDG13.1(提高災害防御能力)和SDG15.1(可持續利用生態系統及服務)提供支撐作用[68]。

　　(6)可持續發展追求社會的健康、持續與穩定，以社會可接受性強調土地利用過程中社會大眾的接受能力，表征社會發展對土地利用的依賴關系;以公路用地面積反映區域道路便利性，可支撐SDG11.2(提供交通運輸系統)[69];以城市面積表征城市發展的用地基礎，可支撐SDG11.3(城市建設)[68];以普通中學在校學生數反映教育發展建設用地對社會發展的支撐，以促進公平優質的教育，可支撐SDG4.1(確保教育)和SDG4.4(技術培訓)[70];以醫療衛生機構床位數反映醫療發展建設用地對社會發展的支撐，以促進全民健康，可支撐SDG3.4(疾病治療)和SDG3.8(基本保健服務)[71]。

　　2研究方法與數據來源

　　2.1研究區概況

　　山東省是中國東部沿海的經濟大省，與日韓隔海相望，地處環渤海經濟圈，在“一帶一路”建設、京津冀協同發展、黃河流域生態保護和高質量發展、中韓自貿協定、東亞海洋合作等各項發展戰略中占據重要地位。山東省現轄17個(地)市，總面積為15.8萬km2，總人口10047萬人(全國第2位)。

　　GDP總量7.65萬億元(全國第4位)，山東省經濟綜合實力較強，資源稟賦優勢顯著，特殊的地理位置提升了區域競爭力，但其資源供給不足，人口壓力較大，生態系統脆弱，人地矛盾日益突出，雖具有較高的綜合實力，但在2018年發布的《可持續發展藍皮書：中國可持續發展評價報告》中，山東省可持續性居全國第8位，區域可持續發展能力亟待提升。本文綜合考慮研究科學性及數據可獲取性，以山東省137個縣(區)作為研究單元，以2012年和2018年為兩個研究時間段，在省域層面分析土地利用系統對區域可持續發展的支撐能力。

　　2.2數據來源

　　研究數據包括土地利用數據、社會經濟數據及相關統計數據。其中，土地利用現狀數據是核心基礎，為保證數據分析精度和數據可比性，選取2012年(二調數據正式使用期)和2018年(最新的二調變更數據)作為研究時間截面。

　　2.3研究方法

　　(1)因子分析法因子分析法是從觀測變量群中提取共性因子、獲取隱形變量，并以潛在變量和影響變量的線性組合表示原始變量的統計學方法[72]。即從復雜變量群中提取具有密切關系的變量，抽離多個綜合性指標，這些綜合性指標被稱為公共因子。將觀測變量群凝結為幾個公共因子，可進行數據濃縮，達到提煉變量群本質和核心的目的，以公共因子的方差貢獻率和該因子的得分乘數建立公共因子得分函數。研究借助SPSS25.0、ArcGIS13.0軟件進行數據處理與分析。

　　3結果分析

　　3.1土地利用系統對可持續發展的支撐力

　　為確定各指標內部的相關關系并評價各研究單元土地利用系統可持續發展的支撐能力，考慮累積方差百分比為80%，提取前6個公因子作為土地利用系統支撐區域可持續發展的關鍵因素。2012年公因子提取結果顯示：公因子1主要貢獻于耕地產出能力及區域第一產業產值;公因子2由土地經濟效益指標決定，強調土地利用系統對區域經濟的支撐能力;公因子3重點貢獻于土地利用系統的穩定能力，強調土地生態質量;公因子4由人口密度、人均資源占有量等指標決定，強調土地利用系統對人口增長的承載能力;公因子5由林地數量和植被指數決定，強調資源環境的協調性;公因子6多由反映社會發展的指標決定，強調土地利用系統對社會發展的支撐能力。

　　基于此，將2012年的公因子1和公因子4定義為土地利用系統對區域可持續發展的直接支撐力，將公因子2和公因子6定義為土地利用系統對區域可持續發展的間接支撐力，公因子3和公因子5定義為土地利用系統的自身穩定力。同理，將2018年的公因子2和公因子5定義為土地利用系統的直接支撐力，公因子1和公因子6定義為土地利用系統的間接支撐力，公因子3和公因子4定義為土地利用系統的自身穩定力。

　　對同屬直接支撐力、間接支撐力和自身穩定力的各項指標進行對比，不同年份公因子包含的具體指標雖存在一定差異，但74%的指標在不同年份仍歸屬同一支撐力類別，選取78%的公共指標作為支撐力對比依據。將6個公因子的方差百分比作為計算土地利用系統支撐能力的權重，得到土地利用系統的支撐力計算結果，支撐力水平具有明顯的空間差異性。在省域層面呈現“西低東高”的分布特征，支撐力水平較高的區域分布在青島市、濰坊市東部、東營市等地，支撐力較低的區域零散分布在中部山區及西部平原區，土地資源支撐區域可持續發展的實現面臨一定挑戰。

　　在市域層面呈現“中心低、周圍高”的分布特征，相比于青島市全域，青島市轄區的支撐力略顯降低，可看出市轄區可持續發展對土地利用系統的壓力略高于青島市其他區域，而濟南市、淄博市等同具有此類現象。相比于2012年，2018年有66%的縣(區)總支撐力得到提升，提升區域主要集中在山東省西北部，下降區域分布在中部山區、青島市、煙臺市等區域，其中青島市土地利用系統支撐力雖整體較高，但研究期內總支撐力水平呈下降現象，提取歸屬同一類別支撐力的公共因子進行加權匯總，得到土地利用系統對可持續發展的直接支撐力、間接支撐力和自身穩定力綜合得分。

　　4結論與討論

　　4.1結論

　　在土地自然本底確定的基礎上，合理的土地利用方式與強度已成為支撐區域可持續發展的關鍵所在。本文在已有研究的基礎上，構建了土地利用系統運行機制理論解析體系，解析其運行機制及與社會、經濟、生態系統的交互過程，確定了土地利用系統可支撐的SDGs，依據理論解析框架選取代表性指標開展省域尺度土地利用系統支撐力評價，提出了以土地利用為出發點的研究新視角，為土地利用系統支撐可持續發展拓寬了新的研究范疇，可為后續相關研究提供借鑒參考;以山東省為例的實證分析證實了理論框架和指標體系的可行性和科學性，不同土地利用系統對SDGs支撐能力的差異性和空間相關性反映了省域及市域可持續發展不同的側重點，為區域發展決策調控提供參考和支撐。研究結果表明：

　　(1)山東省土地利用系統支撐能力空間分布差異顯著，呈“省域西低東高、市域中心低周圍高”的分布特征，高支撐力區域集中在膠東半島、東營市等東部經濟發達區，中部山區及西部平原區對SDGs的支撐水平相對較低，支撐力變化呈現“西北部提升、中部及東部下降”現象。經濟發達地區依賴地形、氣候、區位等各項資源優勢，現階段對SDGs的支撐力較強，但研究期內支撐力有所下降，未來應關注資源高效配置及節約集約利用。中部山區受地理條件限制，土地資源利用效率有待提高，魯西平原區囿于傳統農業發展方式與自然資源條件，整體支撐力相對較低，但研究期內呈提升態勢，表明平原區對SDGs的支撐潛力較大。

　　(2)各類型支撐因素在空間上具有較大差異。研究期內，具有農業優勢的西部平原區對SDGs的直接支撐及自身穩定力提升，但間接支撐力有所下降，在保證生產力、供給人口的基礎上，應提升對區域經濟的帶動作用。東部經濟發達區自身穩定力有所提高，但直接及間接支撐力下降，未來在追求經濟增長的過程中應注重對人口的直接供給，提升區域發展可持續性。整體來看，作為農業大省和人口大省，山東省對區域SDGs的直接支撐能力較強，可支撐SDG1、SDG2、SDG11的實現，但在土地間接支撐力及自身穩定力方面應更注重經濟集約發展及生態保護修復，以支撐SDG8、SDG12、SDG13的實現。

　　(3)各類型支撐力變化空間相關性顯著。菏澤市農業發展能力的輻射帶動作用較強，未來應擴大農業產出能力，提高對區域社會經濟的支撐能力;東營市土地經濟產出及社會供應能力呈高—高集聚，土地自身穩定力呈低—低集聚，未來應改善土地利用方式以增強土地穩定性，促進區域可持續發展;膠東半島雖區域支撐力變化顯著，但空間相關性不顯著。整體來看，空間相關性顯著的區域多分布在市轄區，反映在市域尺度，市轄區土地利用對周邊區域的影響較大，在發揮帶動作用的同時應關注市轄區土地壓力的緩解。

　　省會濟南市的土地支撐力變化空間相關性不顯著，對周邊城市的帶動作用不明顯，省會城市的影響力和首位度有待進一步提升。未來可依據省域及市域的空間相關性突出不同層級可持續發展政策制定的側重點：省域層面應側重支撐力較強區域對周邊區域的帶動作用，市域層面應提高土地利用的輻射帶動作用，強化市中心周邊區域的疏導功能;建議注重生態保護與修復，采取減少森林砍伐和退化、改善農田管理方式、開發生物質能及其他可持續發展方案，以發揮資源優勢和生態潛力，促進全域SDGs的實現。

　　4.2討論

　　可持續發展作為人類的必然選擇，既要保證人類生計、社會繁榮穩定，也要使經濟建設與資源環境相協調，以促進全球福祉。土地利用系統以自身與經濟、社會、生態等系統交互的復雜性，以其不可再生的唯一性，決定了其與可持續發展的密切關系和在區域可持續發展需求中的核心地位。通過與土地利用集約化及可持續利用[28,32]、土地利用功能評價[46,48]等研究的對比，本文在評價體系層面涵蓋生產性、穩定性、人口承載等土地可持續性特征及社會、經濟、生態等各項功能，側重人類主體對土地資源的依賴性，即土地利用對人類社會經濟可持續發展的支撐能力。SDGs與土地利用系統關系密切，且各項SDGs之間仍存在交互作用，評價土地利用系統對SDGs整體實現的支撐作用仍需深入探討。

　　從實證分析來看，不同區域土地利用系統對SDGs支撐能力的差異性和空間相關性反映了省域及市域可持續發展方向的不同側重點，在空間上，區域可持續轉化為全域可持續則是實現土地利用系統支撐SDGs的終極目標。鑒于土地利用系統的開放性和復雜性，不同研究視角決定了系統對SDGs貢獻的不同價值，SDGs的相互關聯性也決定了土地支撐因素的廣泛性，全方位揭示土地與可持續發展的耦合機制將是下一步研究重點。

　　本文在土地利用系統運行機制理論解析、與SDGs的支撐關系、省域尺度土地支撐力評價等方面進行了嘗試性探索，但也存在以下不足：一是土地利用系統與外部系統的交互具有廣泛性與復雜性，使得理論框架構建過程中難以囊括所有系統運行過程及耦合要素;二是鑒于數據可獲取性，指標體系未能詮釋土地利用系統對可持續發展的全部支撐要素，有待進一步深化研究;三是本文在案例分析中重點關注對現階段及短期區域可持續發展的支撐能力，對未來土地利用的情景預測仍有待加強。以上不足將在后續研究中完善和深入。

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　　作者：李寒冰1,2，金曉斌1,2,3，吳可4，韓博1,2，孫瑞1,2，姜國棟4，周寅康1,2,3