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国际生态学杂志/2018年/文章

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体积 2018年 |文章的ID 5129421 | https://doi.org/10.1155/2018/5129421

Fatmawati巴当,前Soegianto, Sucipto Hariyanto, 底栖大型无脊椎动物多样性的生物学指标,一些河流的水质在东加里曼丹,印度尼西亚”,国际生态学杂志, 卷。2018年, 文章的ID5129421, 11 页面, 2018年 https://doi.org/10.1155/2018/5129421

底栖大型无脊椎动物多样性的生物学指标,一些河流的水质在东加里曼丹,印度尼西亚

学术编辑器:帕诺斯诉Petrakis
收到了 2018年1月02
修改后的 2018年5月04
接受 2018年5月20
发表 2018年6月12日

文摘

本研究的目的是澄清和评估一些河流的水质在印尼东加里曼丹省。为此,我们的研究成功地利用底栖大型无脊椎动物多样性以及河流的水的物理化学参数。例如,基于平均分数的值/分类单元(ASPT)和国家卫生Foundation-Water质量指数(NSF-WQI),珊瑚礁穆穆袍河被归类为污染摇蚊属sp.和Melanoides构叶共显性的类群。此外,Jembayan河可疑或中等质量包含展出m .构叶答:parvula共显性的类群。然而,Pampang河被发现最干净的河与蜻蜓目和Baetidae家庭共显性的类群。

1。介绍

作为开放的水生态系统,河流强烈受周围环境的影响。河的水质受到一些参数,如土地使用、结算模式,农业和工业活动在那条河(1]。例如,印尼东加里曼丹省河流也面临着的问题最近活动的居民像煤矿建设和油棕树种植园沿着河岸。这些活动破坏河流的水质,从而导致某些底栖大型无脊椎动物群落结构的变化。研究生物多样性,物种丰富,优势,和大型无脊椎动物动物的分布来确定其结构和组成的变化程度与水质变化有关,因此应进行(1,2]。

研究大型无脊椎动物多样性是其中最有效和廉价的方法来估算生态水的质量(2,3]。例如,测量水的物理和化学性质也可以用来估计其质量但这种测量不能完全代表水的实际状况。因此有必要结合物理、化学和生物评价以及其他监测方法提供一个全面的环境水质的照片4,5]。生物监测使用大型无脊椎动物被发现准确和有利而使用其他生物体,因为大型无脊椎动物对有机污染物是非常敏感,广泛分布,简单和经济的样品(2,6]。

研究报告的使用大型无脊椎动物在水生生态系统评估水质被广泛发表的几位研究人员2,3,6- - - - - -14]。例如,使用生态指数和大型无脊椎动物生物指数被广泛开发在美国和欧洲3,14- - - - - -16]。另一方面,我们所知有限的研究中发现了文献利用的应用生物指数评价河流水质在印尼和特别是在加里曼丹。因此,我们设想首次使用大型无脊椎动物在印尼评估水质澄清并确认印尼河水中有害污染物的存在。为此,我们进行了本研究分析和观察三条河流的水质的变化在东加里曼丹,印度尼西亚,并成功地利用大型无脊椎动物生物学指标的水质。我们的方法是确定这些河流现状使用Shannon-Weaver多样性指数(17),平均分数分类单元(ASPT) [18),国家卫生Foundation-Water质量指数(NSF-WQI) [19]。

2。材料和方法

2.1。研究区域

的研究主要集中在三条河流东加里曼丹的帮助下三个取样站的河(图1)。选择采样站点是基于可能的污染物负荷和人类活动的大小河流。这些采样站点的详细位置信息,所有站点的纬度和经度,展示在表1


河的名字 取样站 地理位置 周边环境

珊瑚礁丝虫病 k - 1 00°30.491′年代和117°09.426′E 密集的地区,人口密度:12785人/公里2、港口与内燃机船活动,使用的河洗澡,清洗和厕所
K-2 00°29.073′年代和117°09.064′E
k3 00°28.238′年代和117°09.442′E

Jembayan j - 1 00°33.138′年代和117°01.100′E 活动的煤矿和油棕树种植园,人口密度:66人/公里2
j2 00°33.057′年代和117°00.790′E
J-3 00°33.085′年代和117°00.574′E

Pampang p - 1 00°19.927′年代和117°11.555′E 自然栖息地,油棕树种植园的活动,
人口密度:397人/公里2
p 2 00°20.076′年代和117°11.874′E
P-3 00°19.850′年代和117°11.132′E

2.2。采样和底栖大型无脊椎动物的识别

至少100人底栖大型无脊椎动物的收集,存储和运输由每个取样站(20.,21]。此外,抽样进行了大型无脊椎动物(雨季)2015年12月和2016年6月(旱季)。底栖大型无脊椎动物的样本收集使用surb净(30×30厘米2岩石基质,Ekman-grab(25×25厘米2泥泞的基质),踢净包含茂密的水生植物的栖息地。收集的生物是用水冲洗,分开使用钳碎片和沉积物,最后保存在70%的乙醇。大型无脊椎动物都确定家庭水平使用适当的引用(22- - - - - -35]。

2.3。水质测量

各种水质参数测定取样位置,关键参数是溶解氧(做),pH值,生化需氧量(BOD)、温度、总磷酸盐、硝酸盐、浊度、和总溶解固体(TDS)。水质参数的分析方法是紧随其后的是水和废水的标准检验方法(35]。

2.4。数据分析

识别和枚举的大型无脊椎动物后,然后我们计算多样性指数(H),主导地位指数(C),均匀度指数(E),每个物种的重要值指数(新),和每个分类单元的平均得分(ASPT)。

香农和韦弗(17)多样性指数估计由以下方程:

在哪里 个人的吗 物种,N是个体的总数,ln是自然对数, 的总和计算。

均匀度指数(E)从Pielou指数计算36]:

H是Shannon-Weaner多样性指数和在哪里 是自然的物种总数的日志记录。

此外,辛普森的优势度指数(37)是由下列方程计算:

重要性指数(新)是计算38]

相对密度=(密度硬币/总密度的物种)×100,相对频率=(频率的硬币/所有物种的总频率)×100,和相对优势度=(主导硬币/总主导地位的物种)×100。新可能的值的范围从0到3.00(或300%)。这个值被称为重要性比例。价值或重要性的重要性比例给出了总体评估的影响在社区中一个物种的重要性。

此外,每个分类单元的平均得分(ASPT)代表的平均容忍得分社区内的所有类群和ASPT值可以计算除以生物监测工作组(BMWP)为代表的家庭数量的样本。BMWP系统认为无脊椎动物对污染的敏感性;家庭被分配一个分数值的总和为所有家庭中样本。值大于100与清洁有关流(40,41]。另一方面,许多污染严重的河流是不到1041]。ASPT值等于所有大型无脊椎动物的宽容分数的平均家庭发现,范围从0到10。索引值ASPT分为四类,如下所示(> 6:清洁水;5 - 6:怀疑质量;4 - 5:可能中度污染;< 4:可能严重污染)(16]。

同时,国家卫生Foundation-Water质量指数(NSF-WQI)通常用于确定的水质BOD等基于9个参数,硝酸盐,磷酸盐,温度、浊度、总固体、pH值、粪大肠杆菌。在这项研究中,八个参数应用没有粪便大肠杆菌;因此,有一个修改重量如图所示的表2。修改被允许如果水质参数数量减少和修改总重量分数仍然是1。重量分数每个参数的修改原来的重量分数成正比(39]。此外,每个参数的重量分数( )乘以分指数每个参数的值( )。获得分数的分指数,我们使用在线NSF-WQI计算器www.water-research.net/watrqualindex/waterqualityindex.htm。最后,总结分数的参数使用以下公式:


不。 参数 原来的重量分数 修改后的重量分数

1 0.17 0.20
2 pH值 0.11 0.13
3 生化需氧量 0.11 0.13
4 温度 0.10 0.12
5 总磷 0.10 0.12
6 硝酸 0.10 0.12
7 浊度 0.08 0.10
8 总固体 0.07 0.08
9 粪便大肠杆菌 0.16 - - - - - -

1 1

NSF-WQI水质指数, 的重量分数吗 参数, 的分指数价值吗 参数。

水质(NSF-WQI)值的指数分为如下五类:0-25:非常糟糕;26-50:坏;51 - 70:中等或中等;71 - 90:好;> 91 - 100:优秀(19]。主成分分析(PCA)和重点抽样站点进行检查所使用的生物措施之间的关系(H, C, E,和ASPT)和物理化学变量(BOD,、硝酸、总磷、温度、浊度、总固体,和pH值)(42,43]。PCA是使用开源软件(过去的程序版本3 b7)。

3所示。结果与讨论

多样性指数(H),优势度指数(C),均匀度指数(E)是常见的工具来预测水生环境的条件下基于生物组件。图2表明,底栖大型无脊椎动物的最高H值在2015年12月被记录在P-3最低(2.602)和H在K-2 (0.383)。C的最高价值是指出K-2在P-3最低(0.776)和(0.09)。最高的E发现j2(0.982)和最低的E K-2 (0.552)。2016年6月,观察H值在j2最高(1.941),最低的H K-2 (0.2)。记录最高的C p - 1和最低的C K-2。最高的E指出在j - 1和E在K-2最低(图3)。

2015年12月,最多的类群(底栖大型无脊椎动物类群丰富度)被发现在Pampang河(21个分类群)和最低的珊瑚礁穆穆袍河(4分类群)(图4)。2016年6月,最高的大型无脊椎动物类群被发现Pampang河(14个分类群)和最低珊瑚礁穆穆袍河(6分类群)(图4)。

每个物种的重要值指数(新)提出了表3。在2015年12月,抽样摇蚊属sp.和Melanoides构叶共显性的类群在珊瑚礁穆穆袍河。四个分类单元:Melanoides构叶,Macrobrachiumsp。Acentrella parvula,摇蚊属sp在Jembayan共显性的河。在Pampang河,共显性的分类单元Coenagrionsp。在2016年6月,采样周期Melanoides构叶摇蚊属sp在珊瑚礁共显性的穆穆袍河。在Jembayan河,我们指出Melanoides构叶,Acentrella parvula,Baetis flavistriga是共显性的类群。Acentrella parvulaBaetis flavistriga在Pampang河也共显性的类群。


物种 重要价值指数(%)
12月15日 6月16日
珊瑚礁丝虫病 Jembayan Pampang 珊瑚礁丝虫病 Jembayan Pampang

摇蚊属sp。 97.33 26.49 13.58 48.62 13.91 17.25

Melanoides构叶 44.07 50.06 13.39 68.32 42.26 4.57

Acentrella parvula 17.57 27.19 8.01 7.30 25.31 57.38

Thiara作用研究 14.50 0.00 0.00 7.77 0.00 0.00

Gomphussp 13.88 0.00 0.00 6.59 0.00 12.01

Brotia testudinaria 12.65 0.00 8.20 7.77 11.57 0.00

Macrobrachiumsp 0.00 33.86 0.00 6.59 12.06 0.00

Aeshnasp 0.00 14.99 0.00 0.00 0.00 0.00

以免sp。 0.00 13.34 8.39 0.00 14.83 12.84

Ceriagrion tenellum 0.00 7.61 3.62 0.00 0.00 0.00

Coenagrionsp 0.00 7.38 29.13 0.00 0.00 13.86

Parathelphusa pantherina 0.00 6.67 0.00 6.59 3.25 0.00

库蚊sp 0.00 5.73 0.00 0.00 0.00 0.00

Calopteryx豆娘 0.00 0.00 9.35 0.00 0.00 8.52

Melanoidessp。1 0.00 0.00 9.16 0.00 0.00 0.00

Melanoidessp。3 0.00 0.00 8.01 0.00 0.00 0.00

Libellulasp 0.00 0.00 8.01 0.00 3.25 3.80

Tanypussp 0.00 0.00 7.81 0.00 6.65 0.00

Plexippussp 0.00 0.00 7.62 0.00 0.00 0.00

sp 0.00 0.00 6.85 0.00 0.00 0.00

Macrodiplax balteata 0.00 0.00 4.39 0.00 3.10 0.00

Melanoidessp。2 0.00 0.00 4.39 0.00 0.00 0.00

Trichoceridae 0.00 0.00 4.20 0.00 0.00 0.00

Oxycerinisp 0.00 0.00 3.81 0.00 0.00 0.00

Caenissp 0.00 0.00 3.81 0.00 0.00 0.00

Baetis flavistriga 0.00 0.00 3.62 7.77 21.92 26.36

Aphylla williamsoni 0.00 0.00 3.43 0.00 0.00 0.00

Micrasemasp 0.00 0.00 3.43 0.00 0.00 0.00

Leucrocutasp 0.00 0.00 3.43 0.00 0.00 0.00

Isoperlasp 0.00 0.00 3.43 0.00 0.00 0.00

寡毛纲 0.00 0.00 3.43 0.00 0.00 0.00

Hydrometridae 0.00 0.00 3.23 0.00 0.00 0.00

Amphypsychesp 0.00 0.00 3.23 0.00 0.00 0.00

Pila ampullacea 0.00 0.00 0.00 6.83 0.00 0.00

Pila globosa 0.00 0.00 0.00 6.36 3.40 0.00

Dryops 0.00 0.00 0.00 6.36 0.00 3.64

半翅类(蝉) 0.00 0.00 0.00 6.36 0.00 3.64

Eristalis tenax (食蚜蝇科) 0.00 0.00 0.00 6.12 0.00 0.00

头饰sp。1 0.00 0.00 0.00 0.00 11.28 0.00

头饰作用研究 0.00 0.00 0.00 0.00 10.50 0.00

Neritasp。 0.00 0.00 0.00 0.00 3.56 0.00

(待定蜉蝣目sp1。) 0.00 0.00 0.00 0.00 3.10 0.00

Baetiscasp。 0.00 0.00 0.00 0.00 3.10 0.00

Trichoptera (Hydropsychidae) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 9.20

(待定蜉蝣目sp2) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 7.35

Maladeraholosaricea 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3.80

(待定蜉蝣目sp。3) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3.49

水质测量基于生物指数(ASPT)如表所示4。2015年12月,根据ASPT标准,珊瑚礁穆穆袍河在中度到重度污染类别,Jembayan河怀疑质量,Pampang河怀疑清洁质量。2016年6月,珊瑚礁穆穆袍河是在怀疑严重污染了类别,Jembayan河是怀疑质量,Pampang河在清洁质量。


生物指数(ASPT)

取样站 2015年12月 2016年6月

k - 1 5.00 3.00

K-2 4.00 4.00

k3 3.50 5.80

j - 1 5.67 5.25

j2 6.00 6.00

J-3 5.70 5.38

p - 1 6.69 6.10

p 2 5.87 6.00

P-3 5.93 6.20

水质参数在2015年12月和2016年6月表的每个车站了56。基于水质指数的值,2015年12月,珊瑚礁的水质穆穆袍河在恶劣条件下,和Jembayan Pampang河流在温和的条件下,分别(表5)。2016年6月,珊瑚礁穆穆袍,Jembayan Pampang河流在温和的条件下(表6)。


12月15日
珊瑚礁丝虫病 Jembayan Pampang
不。 参数 k - 1 K-2 k3 平均数±标准差 j - 1 j2 J-3 平均数±标准差 p - 1 p 2 P-3 平均数±标准差

1 溶解氧 5.97 6.05 3.97 5.33±1.18 7.23 7.15 7.17 7.18±0.04 7.35 7.33 7.4 7.36±0.04
2 pH值 5.6 5.55 5.19 5.45±0.22 5.86 5.98 5.65 5.83±0.17 3.53 3.7 5.98 4.40±1.37
3 生化需氧量 79.81 66.71 61.27 69.27±9.53 1.27 0.1 0.96 0.78±0.61 3.35 2.57 0.1 2.01±1.70
4 温度变化 30. 29.81 29.97 29.93±0.10 29.7 29.92 29.38 29.67±0.27 27.13 25.54 25.61 26.09±0.90
5 总磷 0.28 0.16 0.68 0.37±0.27 0.58 0.12 0.66 0.45±0.29 0.05 0 0.11 0.05±0.06
6 硝酸盐 0.1 0.04 0 0.05±0.05 0.38 0.43 0.15 0.32±0.15 0.38 1。8 0.14 0.78±0.89
7 浊度 15.2 20.3 32.6 22.70±8.94 33.6 39.9 18.6 30.70±10.94 2.46 1.19 2.23 1.96±0.68
8 TDS 245年 258年 270年 257.67±12.50 104年 103年 96年 101.00±4.36 216年 214年 102年 177.33±65.25

水质指数= 42.23 42.53 34.71 39.82±4.43 50.99 56.6 51.62 53.07±3.07 50.19 51.47 62.14 54.60±6.56

标准 B B B B B

注意:B:坏;M:中等或中等。

2016年6月
珊瑚礁丝虫病 Jembayan Pampang
不。 参数 k - 1 K-2 k3 平均数±标准差 j - 1 j2 J-3 平均数±标准差 p - 1 p 2 P-3 平均数±标准差

1 溶解氧 8.09 7.84 8.23 8.05±0.20 7.56 7.82 7.66 7.68±0.13 6.66 7 6.78 6.81±0.17
2 pH值 7 7.01 7 7.00±0.01 6.9 6.9 7.01 6.94±0.06 7.39 7.4 7.4 7.40±0.01
3 生化需氧量 1.11 1.98 1.54 1.54±0.43 1.26 1.49 1.68 1.47±0.21 1.03 1.05 1.04 1.04±0.01
4 温度变化 30. 30. 30. 30.00±0.00 30. 30. 30. 30.00±0.00 29日 27 26.6 27.53±1.29
5 总磷 0 0 0 0.00±0.00 0.06 0.04 0.09 0.06±0.02 0 0.72 0.08 0.26±0.39
6 硝酸盐 0.26 0.14 0.01 0.14±0.13 0.13 0.10 0.14 0.12±0.02 0.26 0.69 0.45 0.47±0.22
7 浊度 15.2 20.3 32.6 22.70±8.94 12.3 8.2 16.8 12.43±4.30 17.3 2.24 2。2 7.25±8.71
8 TDS 16 17.8 16.7 16.83±0.91 23.9 58.3 85.5 55.90±30.87 12 27 12 17.00±8.66

水质指数= 63.04 60.07 60.79 61.30±1.55 62.76 63.64 61.73 62.71±0.96 63.36 60.39 66.16 63.30±2.89

标准

注意:M:中等或中等。

根据主成分分析,在雨季(2015年10月),采样站点j - 1, j2,和J-3 (Jembayan) ASPT表现出强烈的亲和力高,pH值,E值。采样地点p - 1, p 2, P-3 (Pampang)展示强大的亲和力高H和硝酸的价值观,而抽样网站k - 1, K-2,和k3(珊瑚礁丝虫病)呈现出强烈的亲和力C值高,BOD, TDS(图5)。2016年6月(旱季)Jembayan河(j - 1、j2和J-3)展示了一个强大的亲和力,温度,TDS, H,和E;Pampang河(p 2 p - 1,和P-3)提供了一个强大的亲和力pH值、磷酸盐、硝酸盐、ASPT;和珊瑚礁穆穆袍(k - 1、K-2和k3)演示了浊度对她有很强的吸引力,BOD, C(图6)。

2015年12月(雨季),16个大型无脊椎动物的类群在P-3指出。高的大型无脊椎动物多样性P-3支持温和水质(水质指数最高(表)5在此期间)。根据主成分分析,一个强大的亲和力高H(多样性指数)和硝酸也是Pampang河(图所示5)。密集的河岸植被在河岸上发现的可能提供高营养的大型无脊椎动物来源。这些植物也发挥了突出的作用在修复受污染的水,杀虫剂和洗涤剂活性成分进入河流之前(44]。相比之下,站K-2已经非常低的大型无脊椎动物的多样性。强烈的人类活动(例如使用的这条河洗澡,洗衣服,和厕所)产生高BOD和TDS值(图5)附近的河岸植被和缺乏这个站可能是大型无脊椎动物的多样性很低的主要原因在这个车站。我们在调查中指出,水葫芦(2015年12月Eichhornia凤眼莲)在本站更占主导地位。

在2015年12月和2016年6月,m .构叶摇蚊属sp共显性的类群在珊瑚礁穆穆袍河。摇蚊属sp是一个物种指标水域污染的高负载的有机废物。事实上,它甚至可以在低氧水平(生活在水域45,46]。高优势度指数表明水是不稳定导致生态系统的失衡。在这种情况下,通常只有某些类型的生物摇蚊属sp.可以生存,因为他们能够容忍高有机污染45]。有些Chironomidae幼虫有效的指标中滋育的水域,而这些通常是发现在位置高分解有机物。因此,Chironomidae家族的存在(高百分比的20日反映,珊瑚礁穆穆袍河污染的范畴。同样存在Melanoides构叶蜷科家族的众所周知作为一个物种,可以容忍存在低溶氧、高悬浮颗粒物在河的水46]。腹足类动物尤其是Melanoides非常丰富的水域受到农业废弃物甚至在低溶解氧水平(47]。m .构叶宽容不仅在贫营养生态系统45),但也在低水平的有机物污染的生态系统47]。m .构叶晚上仍然活跃,喜欢的温度范围18 32°C。m .构叶有一个盖可以保护自己免受干旱,以便它可以生存在陆地上和高盐度(48,49]。此外,盖也可以增加他们的宽容环境中的有毒化学物质。这些类群是值得推荐的生物学指标的使用受污染的生态系统(48,49]。

在2015年10月和2016年6月,m .构叶Acentrella parvula在Jembayan河共显性的类群。答:parvula(家庭Baetidae)也被称为一个不能容忍的底栖大型无脊椎动物污染物。因此,Baetidae家庭也可以使用一个低水平的有机物污染的生物学指标50]。

2015年10月,Coenagrionsp(顺序:蜻蜓目)答:parvula共显性的有机体在Pampang河。蜻蜓目是兼性或中间生物可以生存在适度的环境变化。这组可以包含有机物质在水生存。然而,他们非常敏感,水质恶化[46]。2016年6月,Pampang河是由Acentrella parvulaBaetis flavistriga。这两个类群昆虫Baetidae家族的可以作为低适合作为有机污染物(50,51]。旱季期间(2016年6月),最有可能是Pampang河被污染的低水平的有机物由于减少水借记卡和已故输入外来物质进入水体。

水质指数(水质指数)作为单一指数描述某些位置在特定时间的水质。2015年12月,根据水质指数的值,珊瑚礁穆穆袍河水质欠佳,但2016年6月,是提高中等质量(表56)。同时Jembayan和Pampang河流中发现了温和的质量在2015年12月和2016年6月。关于水质指数的低价值在2015年10月(雨季),而到2016年6月(旱季),我们认为这可以在雨季洪水、径流引入外来材料水体或从沉积物的再悬浮(原地)材料。类似的效果观察Shiroro湖(52)和Gbako河,尼日利亚53]。这些材料的积累在水体水质下降。此外,珊瑚礁穆穆袍附近强烈密集区和港口装卸和内燃机船活动,和低水质指数在珊瑚礁穆穆袍河也很可能由于所有这些活动。Jembayan河、煤矿活动和油棕树种植园在这条河的是潜在的活动导致河流水质恶化和底栖大型无脊椎动物多样性。另一方面,影响水质的潜在来源Pampang河油棕树,山核桃种植活动沿着这条河。

4所示。结论

基于ASPT和水质指数的价值观,我们的研究澄清和估计,珊瑚礁穆穆袍河最近收到某些污染物,可以归类为危险污染河流。事实上,大型无脊椎动物在河里是主导摇蚊属sp。Melanoides构叶注明。另一方面,Jembayan河被发现的可疑或中等质量根据ASPT和水质指数的值m .构叶答:parvula共显性的类群。此外,基于ASPT Pampang河是最干净的河和水质指数的值,和蜻蜓目Baetidae家庭共显性的河中。这两个家庭都很敏感,水质恶化,只有宽容低有机污染。然而,如果有机污染继续以这种速度,这些河流的水将成为严重危害。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

信息披露

的永久地址Fatmawati巴当生物学系,数学和自然科学学院、意大利Mulawarman, Kampus yogyakarta Kelua杰。Barong Tongkok Samarinda,印度尼西亚。

的利益冲突

作者声明没有利益冲突对本文的研究内容和出版。

确认

第一作者要感谢印尼的研究、技术和高等教育提供慷慨的财政援助,以支持其奖学金和研究设备。此外,技术援助Setiyanto先生是感激地承认。

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