秦岭中段外来植物入侵现状及风险评价研究

doi:10.16258/j.cnki.1674-5906.2023.09.005

生态环境学报 ›› 2023, Vol. 32 ›› Issue (9): 1585-1594.DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2023.09.005

秦岭中段外来植物入侵现状及风险评价研究

吕金林¹^,²(), 岳明¹^,², 毛祝新¹^,², 王宇超¹^,²^,^*()

1.陕西省西安植物园（陕西省植物研究所），陕西西安 710061
2.陕西省植物资源保护与利用工程技术研究中心，陕西西安 710061

收稿日期:2023-08-04 出版日期:2023-09-18 发布日期:2023-12-11
通讯作者: ^*王宇超。E-mail: wangyuchao2000@126.com
作者简介:吕金林（1992年生），女，助理研究员，博士，主要从事植物入侵和恢复生态学研究。E-mail: lvjinlin1011@126.com
基金资助:
陕西省科技厅自然科学基础研究计划项目(2023-JC-QN-0230);陕西省科技厅重点研发计划项目(2020ZDLSF06-01);陕西省科学院科技计划项目(2023k-24);西安市第一次野生植物资源调查项目([KRDL]K6-2207039);陕西林业科技创新专项(2023-SLYZ-13)

Study on Invasion Status and Risk Assessment of Alien Plants in Qinling Mountains

LÜ Jinlin¹^,²(), YUE Ming¹^,², MAO Zhuxin¹^,², WANG Yuchao¹^,²^,^*()

1. Xi’an Botanical Garden of Shaanxi Province (Institute of Botany of Shaanxi Province), Xi’an 710061, P. R. China
2. Shaanxi Engineering Research Centre for Conservation and Utilization of Botanical Resources, Xi’an 710061, P. R. China

Received:2023-08-04 Online:2023-09-18 Published:2023-12-11

摘要/Abstract

摘要：

作为中国重要生态安全屏障的秦岭，随着经济社会的不断发展，大量人为活动穿梭其中，使得外来植物得以侵入并迅速蔓延和扩张，势必影响当地生物多样性保护，然而这些外来种的入侵现状、危害与风险等信息还缺乏全面详细的研究，为秦岭生物多样性保护埋下巨大“安全隐患”，因此亟待全面系统地研究秦岭林区外来植物的相关现状信息，并对其进行科学有效的入侵风险评估。通过野外调查秦岭中段南北坡外来植物的种类、分布现状、生境类型、扩散趋势等，采用层次分析法构建秦岭外来植物入侵风险评价体系，对该区外来植物进行风险等级划分并提出防范管控措施。结果表明：1）秦岭外来植物有131种，隶属33科87属，主要集中在菊科（Asteraceae）、苋科（Amaranthaceae）、禾本科（Poaceae）、豆科（Fabaceae），其中菊科植物数量最多（35种），占总种数的26.7%；2）秦岭外来植物传入年限主要集中在50－150 a之间（54.2%），大部分通过有意引入和无意引进带入国内（75.6%）；3）秦岭外来植物入侵风险评价体系涵盖外来植物入侵性、已入侵分布现状、扩散性和危害与影响4个方面，共设置了13个指标。131种外来植物中极高风险、高风险、中风险和低风险植物分别为4、18、29和80种。这些结果说明，秦岭外来植物种类多，分布范围较广，入侵风险不一，亟需有针对性地监控和管理不同入侵风险等级的外来种，重点监管高风险植物的蔓延扩散动态，关注中低风险植物的潜在危害，最大限度确保生物多样性和生态环境完整性。

关键词: 秦岭, 外来植物, 生物入侵, 入侵现状, 传入途径, 风险评价

Abstract:

With the development of economy and society, human and trade activities constantly increasing in Qinling Mountains, an important ecological security barrier. Alien plants have invaded and rapidly spread around this region, seriously affecting the conservation of biodiversity. However, there is a lack of comprehensive and detailed research on the present situation, harm and risks of these alien plants. It is urgent to conduct a systematic study on the invasion status of alien plants in the Qinling Mountains and assess the risk of these plants. We analyzed the distribution, habitat, diffusion and other basic information of alien plants on the north and south slopes of the middle Qinling Mountains based on the field investigation. In this paper, we constructed a risk assessment system of alien invasive plants in this area using the analytic hierarchy process (AHP) to evaluate the invasive risk of the alien plants. The results showed that 1) there were 131 alien species in the Qinling Mountains, belonging to 33 families and 87 genera, mainly concentrated in Asteraceae, Amaranthaceae, Poaceae and Fabaceae. Asteraceae had the largest number of alien plants (35 species), accounting for 26.52%; 2) the introduction period of alien plants was mainly concentrated between 50 and 150 years (54.20%). Most of them were intentionally or unintentionally introduced into China (75.57%); 3) the risk assessment system of alien invasive plants included invasive characteristics, invasive status, diffusion characteristics, and harm and impact, with a total of 13 indicators. Among the 131 alien plants, 4, 18, 29 and 80 species were extremely high-risk, high-risk, medium-risk, and low-risk plants, respectively. These results indicated that alien plants in the Qinling Mountains are diverse and have wide distribution range, with varying invasion risks. It is urgent to implement prevention and control measures on alien plants with different invasion risk levels to ensure the integrity of biodiversity and the ecological environment to the maximum extent. Enhanced control and long-term intensive monitoring are recommended for high-risk plants, while attention to potential hazards is recommended for medium-risk and low-risk plants.

Key words: Qinling Mountains, alien plants, biological invasion, invasion status, introduction pathways, risk assessment

中图分类号:

Q948
X820.4

吕金林, 岳明, 毛祝新, 王宇超. 秦岭中段外来植物入侵现状及风险评价研究[J]. 生态环境学报, 2023, 32(9): 1585-1594.

LÜ Jinlin, YUE Ming, MAO Zhuxin, WANG Yuchao. Study on Invasion Status and Risk Assessment of Alien Plants in Qinling Mountains[J]. Ecology and Environment, 2023, 32(9): 1585-1594.

图/表 16

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科	种数	占总种数百分比/%
菊科 Asteraceae	35	26.7
苋科 Amaranthaceae	15	11.5
禾本科 Poaceae	11	8.4
豆科 Fabaceae	10	7.6
柳叶菜科 Onagraceae	6	4.6
十字花科 Brassicaceae	6	4.6
茄科 Solanaceae	6	4.6
大戟科 Euphorbiaceae	5	3.8
旋花科 Convolvulaceae	4	3.1
车前科 Plantaginaceae	4	3.1
石竹科 Caryophyllaceae	3	2.3
酢浆草科 Oxalidaceae	2	1.5
锦葵科 Malvaceae	2	1.5
紫草科 Boraginaceae	2	1.5
伞形科 Apiaceae	2	1.5
松科 Pinaceae	1	0.8
鸢尾科 Iridaceae	1	0.8
科	种数	占总种数百分比/%
雨久花科 Pontederiaceae	1	0.8
罂粟科 Papaveraceae	1	0.8
毛茛科 Ranunculaceae	1	0.8
葡萄科 Vitaceae	1	0.8
葫芦科 Cucurbitaceae	1	0.8
大麻科 Cannabaceae	1	0.8
亚麻科 Linaceae	1	0.8
牻牛儿苗科 Geraniaceae	1	0.8
漆树科 Anacardiaceae	1	0.8
商陆科 Phytolaccaceae	1	0.8
紫茉莉科 Nyctaginaceae	1	0.8
土人参科 Talinaceae	1	0.8
马齿苋科 Portulacaceae	1	0.8
仙人掌科 Cactaceae	1	0.8
凤仙花科 Balsaminaceae	1	0.8
五加科 Araliaceae	1	0.8
合计	131	100

科	种数	占总种数百分比/%
菊科 Asteraceae	35	26.7
苋科 Amaranthaceae	15	11.5
禾本科 Poaceae	11	8.4
豆科 Fabaceae	10	7.6
柳叶菜科 Onagraceae	6	4.6
十字花科 Brassicaceae	6	4.6
茄科 Solanaceae	6	4.6
大戟科 Euphorbiaceae	5	3.8
旋花科 Convolvulaceae	4	3.1
车前科 Plantaginaceae	4	3.1
石竹科 Caryophyllaceae	3	2.3
酢浆草科 Oxalidaceae	2	1.5
锦葵科 Malvaceae	2	1.5
紫草科 Boraginaceae	2	1.5
伞形科 Apiaceae	2	1.5
松科 Pinaceae	1	0.8
鸢尾科 Iridaceae	1	0.8
科	种数	占总种数百分比/%
雨久花科 Pontederiaceae	1	0.8
罂粟科 Papaveraceae	1	0.8
毛茛科 Ranunculaceae	1	0.8
葡萄科 Vitaceae	1	0.8
葫芦科 Cucurbitaceae	1	0.8
大麻科 Cannabaceae	1	0.8
亚麻科 Linaceae	1	0.8
牻牛儿苗科 Geraniaceae	1	0.8
漆树科 Anacardiaceae	1	0.8
商陆科 Phytolaccaceae	1	0.8
紫茉莉科 Nyctaginaceae	1	0.8
土人参科 Talinaceae	1	0.8
马齿苋科 Portulacaceae	1	0.8
仙人掌科 Cactaceae	1	0.8
凤仙花科 Balsaminaceae	1	0.8
五加科 Araliaceae	1	0.8
合计	131	100

入侵途径	种数	占总种数比例/%
有意引入	56	42.8
无意引入	43	32.8
自然传入	8	6.1
不详	24	18.3

入侵途径	种数	占总种数比例/%
有意引入	56	42.8
无意引入	43	32.8
自然传入	8	6.1
不详	24	18.3

矩阵	A₁	……	A_n
A₁	1		a_n₁
A₂
……	……	……
A_n	a_n₁		1

秦岭中段外来植物入侵现状及风险评价研究

Study on Invasion Status and Risk Assessment of Alien Plants in Qinling Mountains

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3	表示两个因素相比, 前者比后者明显重要
4	表示两个因素相比, 前者比后者强烈重要
5	表示两个因素相比, 前者比后者极端重要
倒数	若因素i与因素j的重要性之比为a_ij, 那么因素j与因素i重要性之比为a_ji=1/a_ij

A	A₁	A₂	A₃	A₄	W_i
A₁	1	1/2	2	1/2	0.21
A₂	2	1	2	1	0.32
A₃	1/2	1/2	1	1	0.18
A₄	2	1	1	1	0.29
一致性检验	λ_max=4.2, I_C=0.06, R_C=0.07, 通过

A₁	A₁₁	A₁₂	A₁₃	W_i
A₁₁	1	2	1/2	0.31
A₁₂	1/2	1	1/2	0.20
A₁₃	2	2	1	0.49
一致性检验	λ_max=3.05, I_C=0.03, R_C=0.05, 通过

A₂	A₂₁	A₂₂	A₂₃	W_i
A₂₁	1	2	2	0.49
A₂₂	1/2	1	1/2	0.20
A₂₃	1/2	2	1	0.31
一致性检验	λ_max=3.05, I_C=0.03, R_C=0.05, 通过

A₃	A₃₁	A₃₂	A₃₃	W_i
A₃₁	1	2	2	0.49
A₃₂	1/2	1	2	0.31
A₃₃	1/2	1/2	1	0.20
一致性检验	λ_max=3.05, I_C=0.03, R_C=0.05, 通过

A₄	A₄₁	A₄₂	A₄₃	A₄₄	W_i
A₄₁	1	1	2	3	0.36
A₄₂	1	1	2	2	0.33
A₄₃	1/2	1/2	1	2	0.19
A₄₄	1/3	1/2	1/2	1	0.13
一致性检验	λ_max=4.05, I_C=0.02, R_C=0.02, 通过

目标层	准则层	指标层	评判标准
秦岭外来植物入侵生态风险 (R)	入侵性 (20)	引入途径 (6)	无意引入 (6)
			有意引入 (4)
			自然传入 (2)
			不详 (1)
		引入年限 (4)	≤50 (4)
			51−100 (3)
			101−200 (2)
			>200 (1)
			不详 (0)
		被列入重点名录的情况 (10)	4次 (10)
			3次 (7)
			2次 (5)
			1次 (3)
			0次 (0)
	已入侵分布现状 (33)	出现频度 (16)	50%以上 (16)
			介于30%到50%之间 (11)
			介于10%到30%之间 (8)
			10%以下 (4)
		出现垂直范围(7)	海拔2000 m以上 (7)
			海拔介于1000−2000 m之间 (5)
			海拔1000 m以下 (3)
		出现县域的个数 (10)	≥10 (10)
			6−9 (7)
			2−5 (4)
			1 (1)
	扩散性(18)	繁殖能力 (9)	强 (9)
			较强 (6)
			一般 (3)
			弱 (1)
		繁殖方式 (5)	有性繁殖 (3)
			无性繁殖 (3)
			有性兼无性繁殖 (5)
		生境的多样性 (4)	生境类型多样化 (4)
			生境类型较少 (2)
			生境类型单一 (1)
	危害与影响 (29)	对生态环境的影响 (10)	对生态环境影响明显 (入侵后对当地土壤、周围环境产生较大影响) (10)
			对生态环境影响较大 (入侵后对当地土壤、周围环境产生较小影响) (7)
			对生态环境影响一般 (入侵后作为杂草影响景观) (4)
			对生态环境基本无影响 (1)
		对生物多样性的影响 (9)	对生物多样性影响明显, 可能会造成入侵地其他植物的死亡 (9)
			对生物多样性有一定影响, 会阻碍其他植物的生长 (5)
			对生物多样性基本无影响 (1)
		对经济发展的影响 (6)	对经济发展有明显阻碍作用 (6)
			对经济发展有一定影响, 但损失较小 (3)
			对经济发展基本无影响(1)
		对人畜健康的影响 (4)	对人畜健康产生一定威胁, 可能导致一些重大疾病 (4)
			对人畜健康威胁较小, 但会产生一定的影响 (2)
			对人畜健康基本无危害 (1)

序号	物种	得分	入侵等级	风险水平
1	小蓬草 Erigeron canadensis	84	Ⅰ级	极高风险
2	一年蓬 Erigeron annuus	82	Ⅰ级	极高风险
3	粗毛牛膝菊 Galinsoga quadriradiata	77	Ⅰ级	极高风险
4	钻叶紫菀 Symphyotrichum subulatum	71	Ⅰ级	极高风险
5	鬼针草 Bidens pilosa	68	Ⅱ级	高风险
6	喜旱莲子草 Alternanthera philoxeroides	68	Ⅱ级	高风险
7	野燕麦 Avena fatua	65	Ⅱ级	高风险
8	反枝苋 Amaranthus retroflexus	63	Ⅱ级	高风险
9	垂序商陆 Phytolacca americana	61	Ⅱ级	高风险
10	圆叶牵牛 Ipomoea purpurea	61	Ⅱ级	高风险
11	苏门白酒草 Erigeron sumatrensis	61	Ⅱ级	高风险
12	加拿大一枝黄花 Solidago canadensis	60	Ⅱ级	高风险
13	草木犀 Melilotus officinalis	60	Ⅱ级	高风险
14	白花鬼针草 Bidens alba	60	Ⅱ级	高风险
15	阿拉伯婆婆纳 Veronica persica	57	Ⅱ级	高风险
16	绣球小冠花 Coronilla varia	57	Ⅱ级	高风险
17	凤眼蓝 Eichhornia crassipes	56	Ⅱ级	高风险
18	月见草 Oenothera biennis	56	Ⅱ级	高风险
19	香丝草 Erigeron bonariensis	56	Ⅱ级	高风险
20	曼陀罗 Datura stramonium	56	Ⅱ级	高风险
21	花叶滇苦菜 Sonchus asper	56	Ⅱ级	高风险
22	白花草木犀 Melilotus albus	55	Ⅱ级	高风险
23	野胡萝卜 Daucus carota	54	Ⅲ级	中风险
24	刺苋 Amaranthus spinosus	54	Ⅲ级	中风险
25	白车轴草 Trifolium repens	54	Ⅲ级	中风险
26	北美苋 Amaranthus blitoides	54	Ⅲ级	中风险
27	银毛龙葵 Solanum elaeagnifolium	53	Ⅲ级	中风险
28	刺果瓜 Sicyos angulatus	53	Ⅲ级	中风险
29	土荆芥 Dysphania ambrosioides	51	Ⅲ级	中风险
30	大狼杷草 Bidens frondosa	51	Ⅲ级	中风险
31	豚草 Ambrosia artemisiifolia	51	Ⅲ级	中风险
32	三裂叶豚草 Ambrosia trifida	51	Ⅲ级	中风险
33	牵牛 Ipomoea nil	50	Ⅲ级	中风险
34	火炬树 Rhus typhina	49	Ⅲ级	中风险
35	小花山桃草 Gaura parviflora	49	Ⅲ级	中风险
36	扁穗雀麦 Bromus catharticus	49	Ⅲ级	中风险
37	斑地锦 Euphorbia maculata	49	Ⅲ级	中风险
38	粉花月见草 Oenothera rosea	48	Ⅲ级	中风险
39	节节麦 Aegilops tauschii	48	Ⅲ级	中风险
40	毒麦 Lolium temulentum	48	Ⅲ级	中风险
41	意大利苍耳 Xanthium italicum	48	Ⅲ级	中风险
42	直立婆婆纳 Veronica arvensis	48	Ⅲ级	中风险
43	婆婆纳 Veronica polita	47	Ⅲ级	中风险
44	裂叶月见草 Oenothera laciniata	47	Ⅲ级	中风险
45	毛曼陀罗 Datura inoxia	47	Ⅲ级	中风险
46	双穗雀稗 Paspalum distichum	47	Ⅲ级	中风险
47	北美独行菜 Lepidium virginicum	47	Ⅲ级	中风险
48	婆婆针 Bidens bipinnata	47	Ⅲ级	中风险
49	刺槐 Robinia pseudoacacia	47	Ⅲ级	中风险
50	欧洲千里光 Senecio vulgaris	46	Ⅲ级	中风险
51	春飞蓬 Erigeron philadelphicus	46	Ⅲ级	中风险
52	黑麦草 Lolium perenne	44	Ⅳ级	低风险
53	牛膝菊 Galinsoga parviflora	44	Ⅳ级	低风险
54	长柔毛野豌豆 Vicia villosa	43	Ⅳ级	低风险
55	红车轴草 Trifolium pratense	43	Ⅳ级	低风险
56	野莴苣 Lactuca seriola	43	Ⅳ级	低风险
57	美丽月见草 Oenothera speciosa	43	Ⅳ级	低风险
58	毛果茄 Solanum viarum	43	Ⅳ级	低风险
59	南美天胡荽 Hydrocotyle verticillata	42	Ⅳ级	低风险
60	野老鹳草 Geranium carolinianum	42	Ⅳ级	低风险
61	齿裂大戟 Euphorbia dentate	42	Ⅳ级	低风险
62	多花黑麦草 Lolium multiflorum	41	Ⅳ级	低风险
63	两色金鸡菊 Coreopsis tinctoria	41	Ⅳ级	低风险
64	秋英 Cosmos bipinnatus	41	Ⅳ级	低风险
65	紫穗槐 Amorpha fruticosa	41	Ⅳ级	低风险
66	球序卷耳 Cerastium glomeratum	41	Ⅳ级	低风险
67	野茼蒿 Crassocephalum crepidioides	40	Ⅳ级	低风险
68	菊芋 Helianthus tuberosus	39	Ⅳ级	低风险
69	聚合草 Symphytum officinale	39	Ⅳ级	低风险
70	臭独行菜 Coronopus didymus	39	Ⅳ级	低风险
71	刺果毛茛 Ranunculus muricatus	39	Ⅳ级	低风险
72	细叶旱芹 Cyclospermum leptophyllum	39	Ⅳ级	低风险
73	豆瓣菜 Nasturtium officinale	39	Ⅳ级	低风险
74	野西瓜苗 Hibiscus trionum	38	Ⅳ级	低风险
75	红花酢浆草 Oxalis corymbosa	38	Ⅳ级	低风险
76	紫苜蓿 Medicago sativa	37	Ⅳ级	低风险
77	紫茉莉 Mirabilis jalapa	36	Ⅳ级	低风险
78	蓖麻 Ricinus communis	36	Ⅳ级	低风险
79	杂配藜 Chenopodium hybridum	36	Ⅳ级	低风险
80	水飞蓟 Silybum marianum	35	Ⅳ级	低风险
81	珊瑚豆 Solanum pseudocapsicum	35	Ⅳ级	低风险
82	绿穗苋 Amaranthus hybridus	35	Ⅳ级	低风险
83	关节酢浆草 Oxalis articulate	35	Ⅳ级	低风险
84	皱果苋 Amaranthus viridis	35	Ⅳ级	低风险
85	通奶草 Euphorbia hypericifolia	35	Ⅳ级	低风险
86	假酸浆 Nicandra physalodes	35	Ⅳ级	低风险
87	五叶地锦 Parthenocissus quinquefolia	34	Ⅳ级	低风险
88	凹头苋 Amaranthus blitum	34	Ⅳ级	低风险
89	菊苣 Cichorium intybus	34	Ⅳ级	低风险
90	黄秋英 Cosmos sulphureus	33	Ⅳ级	低风险
91	琉璃苣 Borago officinalis	33	Ⅳ级	低风险
92	土人参 Talinum paniculatum	33	Ⅳ级	低风险
93	南苜蓿 Medicago polymorpha	33	Ⅳ级	低风险
94	梨果仙人掌 Opuntia ficus-indica	33	Ⅳ级	低风险
95	光稃野燕麦 Avena fatua	33	Ⅳ级	低风险
96	串叶松香草 Silphium perfoliatum	32	Ⅳ级	低风险
97	银边翠 Euphorbia marginata	32	Ⅳ级	低风险
98	黄菖蒲 Iris pseudacorus	31	Ⅳ级	低风险
99	山桃草 Gaura lindheimeri	31	Ⅳ级	低风险
100	老鸦谷 Amaranthus cruentus	31	Ⅳ级	低风险
101	滨菊 Leucanthemum vulgare	31	Ⅳ级	低风险
102	茑萝 Quamoclit pennata	30	Ⅳ级	低风险
103	万寿菊 Tagetes erecta	30	Ⅳ级	低风险
104	日本落叶松 Larix kaempferi	30	Ⅳ级	低风险
105	苘麻 Abutilon theophrasti	30	Ⅳ级	低风险
106	橙红茑萝 Quamoclit coccinea	29	Ⅳ级	低风险
107	大花金鸡菊 Coreopsis grandiflora	29	Ⅳ级	低风险
108	亚麻 Linum usitatissimum	29	Ⅳ级	低风险
109	天人菊 Gaillardia pulchella	29	Ⅳ级	低风险
110	弯曲碎米荠 Cardamine flexuosa	29	Ⅳ级	低风险
111	弯叶画眉草 Eragrostis curvula	29	Ⅳ级	低风险
112	梯牧草 Phleum pratense	28	Ⅳ级	低风险
113	多花百日菊 Zinnia peruviana	27	Ⅳ级	低风险
114	矢车菊 Centaurea cyanus	27	Ⅳ级	低风险
115	大花马齿苋 Portulaca grandiflora Hook	27	Ⅳ级	低风险
116	尾穗苋 Amaranthus caudatus	26	Ⅳ级	低风险
117	杖藜 Chenopodium giganteum	26	Ⅳ级	低风险
118	麦蓝菜 Vaccaria hispanica	26	Ⅳ级	低风险
119	千日红 Gomphrena globosa	25	Ⅳ级	低风险
120	苋 Amaranthus tricolor	25	Ⅳ级	低风险
121	鸡冠花 Celosia cristata	24	Ⅳ级	低风险
122	凤仙花 Impatiens balsamina	24	Ⅳ级	低风险
123	百日菊 Zinnia elegans	24	Ⅳ级	低风险
124	黑心金光菊 Rudbeckia hirta	23	Ⅳ级	低风险
125	肥皂草 Saponaria officinalis	23	Ⅳ级	低风险
126	虞美人 Papaver rhoeas	23	Ⅳ级	低风险
127	大麻 Cannabis sativa	22	Ⅳ级	低风险
128	皱果荠 Rapistrum rugosum	22	Ⅳ级	低风险
129	蚊母草 Veronica peregrina	22	Ⅳ级	低风险
130	绒毛草 Holcus lanatus	20	Ⅳ级	低风险
131	二行芥 Diplotaxis muralis	20	Ⅳ级	低风险

综合分值 (R)	入侵等级	风险水平
R≥70	Ⅰ级	极高风险
55≤R<70	Ⅱ级	高风险
45≤R<55	Ⅲ级	中风险
R<45	Ⅳ级	低风险

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