中国防沙治沙典型模式Word格式.docx
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和田县地处昆仑山北麓,塔克拉玛干沙漠的西南边缘,位于玉陇哈什河与喀拉哈什河之间。
年平均降水量仅34.8mm,蒸发量达2564mm。
土地总面积为4.27万km2,可供人类活动的绿洲面积仅占总面积的2.5%。
全县总人口为23.5万,是以维吾尔族为主体的多民族聚居县。
现有耕地32.23万亩,人均不足1.5亩,是新疆人均耕地面积最少的县之一。
该区沙化现象严重,塔克拉玛干沙漠正以每年3—5m的速度逼向和田。
(二)防沙治沙思路
本区严重干旱,风沙危害严重。
应利用绿洲水分条件相对较好的特点,如利用本区的引洪灌溉条件,进行封育、保护和营造多层次的防风固沙体系,阻沙与防风结合,层层设防,保护沙漠绿洲。
在农田防护林营造的同时,选择适生的经济树种与果树营建生态经济型防护林带。
(三)主要技术措施
1.营建引洪封育、保护区。
在风沙前沿、戈壁荒漠和三滩(碱滩、河滩、沙滩)荒地上引洪封育,封禁保护、恢复发展以胡杨、红柳为主的天然荒漠植被,巩固和扩大绿洲。
形成保护绿洲农田的第一道防护屏障,以遏制流沙南移。
2.营建大型环绿洲防风固沙体系。
在绿洲边缘与沙漠衔接部营造乔灌草、带片网、多林种、多树种相结合的防风固沙体系。
规划基干林带600km(已完成50—100m宽的基干林带300km)。
同时,在基干林带的外围建设10—15km宽的荒漠植被保护带。
形成内有防风固沙基干林带,外有草灌保护带的第二道绿色防线。
3.营建窄林带、小网格的农田防护林网。
在绿洲内部的1000多块条田上(一块条田为150—250亩),营造高标准的农田防护林林网。
4.在原有的防护林基础上进行更新时,栽植1—2行的经济树种,如核桃、杏、巴旦杏、红枣等,可增加林带的经济效益。
或利用已实现农田林网化绿洲的田间机耕道,营建葡萄长廊(如图5—1)。
(三)成效及适宜推广区
1.成效。
已封育恢复发展胡杨、红柳等荒漠林面积15.3万亩,三道绿色防护屏障,保护绿洲免受流沙掩埋与侵袭,使绿洲生态环境得到改善,林网保护下的农田与空旷地相比,风速降低25%,风沙流中含沙量减少40%—60%。
经济树种的栽植增加了防护林持续发展的后劲,经济效益明显。
90年代初期与70年代末期相比,全县粮、棉、油总产分别增加了1.17倍、1.1倍和2.31倍,粮食亩产提高了3.3倍,人均收入提高了7.5倍。
例如,在盛果期,1条500m长的杏树林带在扣除胁地产生的损失后,可净增收1553—2178元。
每公里葡萄长廊纯收入约7000元,由于1公里长廊的实际用地面积仅4.95亩,但生产面积高达12.4亩,每公里便可节约7.45亩。
2.适宜推广区。
适用于干旱区荒漠绿洲的保护与开发利用。
如塔里木盆地及河西走廊的已实现农田林网化的绿洲。
二、新疆吐鲁番防护体系建设模式
(一)自然条件概况
吐鲁番盆地是我国地势最低的一个山间盆地,以高温、干燥、多大风而著名。
高温的中心区即盆地的中心,主要位于山南的吐鲁番市和托克逊县。
吐鲁番年均降水为16.4mm,年均蒸发量2837.8mm,≥10℃的积温5391.3℃,夏季平均气温在30℃以上。
风沙灾害、干热风极为严重,全年大于8级的大风日为26.8d。
沙丘形态以新月型沙丘为主,零星分布于绿洲外部,位处吐鲁番盆地主要风线,面积较大的恰特喀勒乡绿洲西缘的沙漠,处于吐鲁番市南部,距市区约10km。
(二)防沙治沙思路
在荒漠化危害严重的干旱地区,根据风沙流运动规律,采用窄带多带式林带防止流沙危害,可减少灌溉用水,减少造林投资。
防沙林带的特点是防沙面宽,特别是在沙源丰富、又不可能大面积控制沙源的情况下,营造防沙林带便成为防止沙害的一种重要措施。
风沙流是一种夹沙的运动气流,95%以上的沙粒跳跃、脱离地面的高度不超过30cm。
气流在前进途中碰到障碍物后,气流中携带的沙粒便会沉降、堆积;
气流越过障碍物后,只要风速始终在起沙风速(5m/s)以下,便不会产生风蚀,形成新的风沙流。
因此,营造的防沙林带,只要能将风速控制在起沙风速以下,便可有效控制流沙危害。
(三)主要技术措施
1.绿洲外围前沿地带封沙育草。
在地表疏松、风蚀与风积现象严重的绿洲前沿建立封沙育草带,带宽300—500m。
2.绿洲边缘防风阻沙林带。
林带沿绿洲边缘等高线延伸,造林前先开渠,渠间距4.5m,渠宽1.5m,利于灌溉造林时节约用水,避免盐碱危害。
迎风第一道渠旁栽植乔灌树种,形成相对紧密结构的林带,构成绿洲边缘的防风阻沙林带。
3.建设绿洲内农田防护林网。
根据农田面积的大小,建设窄带多带式防沙林带,构成农田防护林网。
林带的断面结构:
由数条宽度较窄(2行树木),各带间又有一定带间距的林带所构成。
林带结构与树种选择:
采用紧密结构林带,可将流沙阻截在林带的迎风面。
树种可选柽柳、沙拐枣、柠条、花棒等抗逆性强的沙生灌木,或沙枣等枝叶稠密、枝条下垂的小乔木。
造林方式:
沟植沟溉或滴灌造林。
(四)成效及适宜推广区
1.成效。
由紧密结构林带构成的窄带多带式防沙林带,上风方向的第一条林带,可阻截外来沙源来沙量的80%左右,第二条林带为10%—15%,第三条林带仅为5%—10%。
由于带间距较短(带高5倍以内),带间不会产生起沙风,第三带以后就没有任何积沙。
这样,窄带多带式防沙林带,便可获得与同样宽度(54—69m)的宽林带相同的防、固沙效果,不仅省水,还可节省造林投资85%左右。
模式典型区见于新疆吐鲁番地区的鄯善县,和田地区的策勒县。
本模式适于在沙源丰富而又不能全面控制沙源的干旱和半干旱地区推广应用。
该区防护林体系建设模式见图5—2。
三、甘肃临泽平川绿洲流沙固定及治理模式
临泽平川位于甘肃省河西走廊中部黑河北岸,是处于巴丹吉林沙漠西南边缘延伸出来的一条流沙带南部的一片狭长绿洲。
其北部濒临密集的流动沙丘、剥蚀残丘与戈壁。
该地年均降水量为117mm,年可能蒸发量为2390mm,盛行西北风,≥8级大风日数为8—12d,在风力作用下,流沙侵入绿洲内部。
该区风力大,加之过度樵采与放牧,植被破坏严重,沙丘活化;
农田风蚀,有机质及细颗粒物质损失极大,弃耕地广泛发育着新月型沙丘、沙丘链、灌丛沙堆及风蚀地。
考虑到绿洲北部的流沙侵害,应该建立防沙阻沙防护林体系,以保护绿洲。
1.在绿洲边缘沿干渠营造防沙林带。
利用临泽平川绿洲北部流动沙丘之间具有狭长的丘间低地和可以利用灌溉余水浇灌丘间低地的有利条件,营造防沙林带。
带宽10—50m不等,多采用紧密结构林带,树种以二白杨、沙枣等为主。
2.在绿洲边缘丘间低地及沙丘上营造固沙片林。
在流动沙丘上先设置粘土沙障或芦苇(包括其他植物枝条等)沙障,在沙障的保护下,营造固沙灌木林。
树种以梭梭、柽柳、柠条、花棒等为主。
3.在绿洲内部建立农田防护林网。
规格300
500m,窄林带2行;
树种以二白杨、箭干杨、旱柳、白榆为主。
4.在上述的防护林体系外,建立封沙育草带。
封育促进天然植被更新,禁止樵采与放牧,封育带的宽度一般800—1000m,冬季农田有灌溉余水的条件下引入灌溉沙地加速植被的恢复。
封沙育草带的植物有沙蒿、沙米、五星蒿、沙拐枣、绵蓬、骆驼刺和猪毛菜等。
(四)模式成效及适宜推广区
建成以绿洲为中心,形成自边缘到外围的“阻、固、封”相结合的防沙体系。
在绿洲边缘形成了“条条分割,块块包围”的防护体系,同时治理了沙化土地,恢复其生产力。
新发展的绿洲面积2935hm2,粮食产量与人均收入都有提高。
生态环境有明显改善,流沙面积从治理前的54.6%减少为现在的9.4%,受风蚀影响的耕地从治理前的17.8%减少到0.4%,农林用地从治理前的6.1%增加到治理后的43%,乔木林地面积从1%增加到28.1%,灌木林地面积从5.0%增加到6.2%。
人均收入增加了153.6%。
2.适宜推广区。
可适用于有沙害的绿洲地区,塔克拉玛干沙漠边缘诸绿洲,新疆准格尔盆地、青海柴达木盆地及甘肃河西走廊诸绿洲等地。
四、甘肃民勤节水灌溉技术开发模式
民勤县位于甘肃省河西走廊东段北侧的石羊河下游,地势自西南向东北缓倾,海拔1200—1500m。
全县总土地面积16016km2。
民勤县属于温带大陆性干旱气候区,具有蒙新温带沙漠干燥气候类型的特征。
无霜期平均151d,最多179d,最短131d。
作物生长期7个多月(4月初至10月初),全年日照时数3028h,年平均气温7.8℃;
极端最高气温39.5℃,极端最低气温—27.3℃。
年平均降水量110mm,主要集中在7—9月,干燥度>4。
全县沙漠面积8148km2,戈壁面积3573km2,砾沙层厚度5—20m。
地下水埋深平均11m,主要贮存于第四纪上中更新的沙、沙砾含水层中。
含水层厚度达100m左右。
水力坡降自西南向东北1%左右。
地下水化学成分一般以硫酸盐为主。
民勤的植被为荒漠植被类型,可分为荒漠草甸植被,盐渍荒漠植被,沙质荒漠植被,人工森林植被。
民勤天然的森林面积1.171万hm2,以灌木为主,胡杨是唯一的天然乔木,面积0.037万hm2。
人工造林以白杨、沙枣、梭梭、花棒等乔木灌木为主,至1990年保存面积0.172万hm2。
民勤县地处石羊河下游,发育在经历史演变而成的洪积、湖积母质上。
石羊河流域是地面水盐分的堆积区,地下水矿化度高。
近几十年来,由于上游地面水逐年减少,地下水超采,且开采深度逐年加深,水质矿化度逐年增高,高矿化度水的范围也逐年扩大,完全用淡水灌溉已是不可能的了。
用于节水的咸水灌溉的核心内容是,实行一年一度的河渠淡水储灌加洗盐,淡水、咸水交替灌溉。
这是确保土壤盐分大致平衡,进行咸水灌溉的首要条件。
从实施咸水灌溉后0—60cm耕作层土壤的盐分变化情况来看,总的趋势是淡咸水轮灌的措施能保证耕作层盐分平衡,是充分利用咸水解决淡水资源短缺情况下农业用水的有效途径。
1.技术措施:
储灌和淋溶洗盐;
按水质矿化度不同确定的控制灌水量;
深翻改土。
2.实际应用设施:
混凝土薄板塑料衬砌的引水渠;
毛渠用三角量水堰量水,秒表计时,确保定量灌水;
水质检测设施。
3.操作要点:
灌溉次数不得超过3—4次,每次灌水量825—855m3/hm2,分别于分蘖、拔节—抽穗、灌浆—成熟的时期进行灌溉,在水质含盐量5—6g/m3地区,一定要用淡水灌一次苗木。
虽然淡水洗盐能使耕层脱盐,但经多次灌溉,盐分沉积到100cm土层或200cm土层中。
所以,为了保证绿洲和耕地的盐分平衡,必须完善排水系统,使咸水灌溉积累在土壤中的盐分排向耕地以外的湖泊或洼地中。
采用竖井或“干排水”方式排盐,控制地下水埋深4—5m以下。
工程项目实施后生态效益、经济效益、社会效益明显提高。
收入增加了近5倍。
生态效益中,虽然盐碱地面积1990年比1980年增加了,但其主要原因是上游来淡水量逐年减少,无法满足全部耕地洗盐的需要,有1.267万hm2只好休闲或荒弃,只能保持其盐碱特征,并非全是浇咸水的原因。
其他三项均有所改善,主要是咸水支持治沙造林及农田防护林建设,对提高生态效益发挥了作用。
经济效益较明显,产值增幅较大。
特别是种植业产值,增长率达86.67%。
农业产投比,工程后比工程前增加了0.5倍。
社会效益进一步提高。
人均收入提高了303元。
第二、第三产业也有较快的发展,其中工业产值增长率达480%。
咸水资源在干旱地区分布广,水质不均一,而且因干旱地区生态环境的脆弱性使咸水利用比半干旱区和半湿润区有更大的复杂性,随着淡水资源日益短缺,社会经济的发展、人口的增长,人们对咸水性质及利用的认识经加深。
民勤县的研究和开发利用,并取得了较好的效益,其技术措施是有价值的,值得推广。
在吉林、辽宁、陕西、山西、河南、甘肃、内蒙古、新疆等北方和西北省、自治区都不同程度地分布有咸水。
有些地区淡水资源严重短缺,开发利用咸水资源势在必行,可以在这些地区参考甘肃民勤的经验,推广咸水开发利用技术。
第二节干旱区铁路、公路防沙治沙典型模式
一、宁夏中卫沙坡头铁路固沙模式
中卫沙坡头地区位于温带干旱地区东部边缘的腾格里沙漠东南缘,东临中卫灌溉平原,西为半荒漠棕钙土山前平地,境内流动沙丘密集分布,以格状沙丘及格状沙丘链为主,风力以西北风作用为主,又受东南风的影响,沙丘作西北向东南呈“之”字形前移,年平均前移3—5m。
腾格里沙漠在西北风的长期作用下,逼临黄河岸沿,高耸于黄河之上。
黄河水面海拔1200m,沙丘高处海拔1500m,高差300m。
年均降水为186.2mm,年均气温9.6℃,年均风速为2.8m/s,最大风速19m/s,植物生长期150—180d。
为保障包兰铁路线中卫段不受沙丘前移掩埋的侵害,在铁路沿线设置防风阻沙带,以防风蚀沙埋。
防护体系由固沙防火带、灌溉造林带、草障植物带、前沿阻沙带和封沙育草带五带组成,上风方向300多m,下风方向200多m,总宽500多m,概称“五带一体”,其中的无灌溉防护林带是必备的核心部分(见图5—3)。
由铁路向外,这五条防护带的营建技术要点分别为:
1.固沙防火带:
在路基上风方向20m,下风方向10m,清除植物,整平沙丘,铺设10-15cm厚的卵石、黄土或炉渣;
形成固沙防火带。
2.灌溉防护林带:
在固沙防火带上风方向外侧60m,下风方向外侧40m范围内,整修梯田,修筑灌渠,梯田设障,灌水造林。
可选的乔灌木树种有二白杨、刺槐、沙枣、樟子松、柠条、花棒、黄柳、沙柳、紫穗槐、小叶锦鸡儿、沙拐枣等,春季植苗造林,造林密度1×
2m,隔行混交或片状混交,混交时以灌木为主。
乔木半月灌水一次,定额33立方m3/亩,灌木一月灌水一次,每次66立方米/亩。
3.无灌溉防护林带:
在灌溉防护林带外侧上风方向240m左右、下风方向160m左右的范围内,于造林前一年的秋季全面扎设1m×
1m的半隐蔽式麦草方格沙障;
之后,垂直主风方向,按株行带距1m×
1m×
2m的规格,营造以头状和乔木状沙拐枣、小叶锦鸡儿、花棒、柠条、黄柳、油蒿等树种为主的灌木林。
造林可在春秋两季进行,秋季为主,方法多为植苗造林,株行距为1m×
1m或1m×
2m,油蒿株距0.5m;
黄柳、沙柳用扦插;
油蒿也可于雨季撒播。
建议采用柠条×
花棒、柠条×
油蒿、花棒×
小叶锦鸡儿的混交类型。
4.前沿阻沙带:
在无灌溉防护林带外侧上风方向的丘顶或沙丘较高位置,用柽柳巴或枝条建立折线形高立式沙障,沙障地下埋深30cm,障高1m,阻沙积沙,以保护无灌溉防护林带外缘部分的安全。
5.封沙育草带:
在前沿阻沙带上风方向百米范围内的局部沙丘迎风坡上,采取设栏封沙、铺设沙障、栽植灌木的方法,减少人畜对自然植被的破坏,促进封育区内植被自然繁殖,抑制风沙流运动。
沙漠地区的铁路防沙,若无灌溉条件,则采取机械固沙方式,如高立式多列式竹篱。
有灌溉条件地区,可于铁路上风方向建立多带式植物防护带。
带宽30—50m,带距40—50m,具体视沙害程度而定。
根据沙害危害程度,上风方向可设3带到1带,下风方向只设1带。
乔木可选二白杨、新疆杨、银白杨、沙枣等,灌木可选柽柳、柠条、锦鸡儿、花棒、梭梭等。
配置上要乔灌结合,以形成前紧后疏的林带断面结构。
戈壁上需开沟积沙客土造林,沟深40—50cm,沟宽40cm,沙满后挖穴造林。
因戈壁渗水快,灌溉要少灌勤浇,半月一次,每次80立方米/亩。
4月下旬至10月下旬间,林内除草,带间育草。
(四)成效及适宜推广地区
保证了沙漠铁路的畅通无阻。
包兰铁路中卫段的研究成果获国家科技进步特等奖,为世界所瞩目。
2.适宜推广地区。
荒漠、半荒漠地带的铁路防沙。
如兰新线三十里井—巩昌河区间、西宁—格尔木铁路之间。
本模式宜在各地局部有灌溉条件的铁路沙害防护体系建设中推广应用,无灌溉条件地区亦可参考本模式的技术思路。
二、新疆塔中油田沙漠公路防风固沙模式
沙漠公路所穿行的地貌单元可分为三段:
肖塘至以南52km为塔里木古冲积平原,大尺度的风沙地貌为复合型链状沙山,高度在15—20m,走向NWW—SEE,垂直于主风向,复合在沙山上的沙丘为不规则的格状沙丘;
距肖塘52km以南为广布有穹状沙山的盐质土平地,穹状沙山高30—50m,上覆格状沙丘;
约在肖塘以南70km,穹状沙丘沿主风向纵向延伸,连接成复合型纵向垄状沙山,大尺度地貌为复合型纵向沙山和沙山间平地相间,沙山高度50—70m,沙山间条形低地分布有纵向和横向的各种沙丘。
塔里木沙漠的气候特点可以归纳为干旱降雨稀少、高温、温差大、风多、风沙天气多几大特点。
年平均降水量为35.3mm,年蒸发量达3389.7mm,平均相对湿度43%,气温可达42℃,7月份平均为34.5℃。
每年每公里断面风沙流的输沙量可达2700—4000t。
1m左右高度的沙丘年移动速度达到7—20m。
沙漠公路沿线除塔里木河主流外,无地表径流。
沿线的天然植被稀少。
公路防沙要确立“以机械固沙、保证公路畅通为基础;
以生物固沙、建立和恢复生态平衡为奋斗目标;
以化学固沙为辅助措施”的指导方针。
沙漠公路(包括沙漠公路防沙工程)及沙漠腹地生物防沙和绿化要求以简便易行的方法进行。
1.建立以阻沙栅栏、平铺草方格沙障为主的阻固结合机械防沙体系。
2.采用滴灌、渗灌等先进灌溉技术,试用咸水灌溉,寻求和培育既耐干旱又耐盐的植物,在公路两侧建立绿色走廊。
3.注意事项:
在整地的同时,设置高立式沙障(栅栏)是必不可少的先行措施;
沙面高温,植物幼苗期难以承受,必须采取遮盖和灌溉降温等综合措施。
引进适宜固沙造林的植物进行造林时,选择合理的配置。
主要植物种有柽柳(13个种),沙拐枣(6个种),梭梭柴、蒙古沙冬青,沙木蓼等共22种灌木,灰杨、青杨、沙枣、白榆4种乔木,盐生草、沙蔗茅、大颖三芒草3种草本植物等。
(四)成效及适宜推广区
沙漠公路的通车加快了沙漠腹地石油的勘探步伐,短短两年探明塔中四油田的储量1.1亿t,并迅速建成年200万t生产能力。
沙漠公路穿过沙漠还大大缩短了南疆和田地区与自治区首府及内地的距离,对地区经济的发展、民族团结和国防建设都有极大意义。
沙漠公路通车后,节省了大量费用。
据统计,在沙漠腹地每打一口探井的运输量为10000t;
每打一口开发井的运输量7500t,使用常规车辆比沙漠特种车辆每吨公里减少运输费2.20元,以1994年打井的速度以达10406.9万元,每年节省运输费2亿元。
防沙工程的直接经济效益可以用清沙费估算。
据有关方面推测,如果每年清沙6次,每公里每年需花去清沙费用54830元,仅塔里木沙漠公路干线416km流沙段一年要花费清沙费2280万元,而目前维护防沙体系的费用为每年300万元。
南北贯通塔克拉玛干大沙漠的公路防护体系把大沙漠分隔为两边,在一定程度上有利于控制流沙的蔓延。
防沙体系加大了地面粗糙度,改善了局部地区小气候条件,有利于草本植物种子的保存。
适用于大部分沙漠和沙漠腹地公路生物防沙及绿化。
第二十九讲
干旱区高寒地带和半干旱黄土高原防沙治沙典型模式
要求学生掌握干旱区高寒地带防沙治沙典型模式以及半干旱区黄土高原(丘陵)及
沙地类型农作区防沙治沙典型模式
干旱区高寒地带防沙治沙典型模式的借签和应用以及半干旱区沙地类型农作区防沙治沙典型模式是本讲的重点,也是本讲的难点。
(1)对比分析半干旱区沙地类型农作区防沙治沙典型模式的的优缺点?
第三节干旱区高寒地带防沙治沙典型模式
一、青海都兰封沙育林育草模式
都兰县的宗巴滩在盆地东部的巴隆、宗加之间的青藏公路两侧。
处于昆仑山前戈壁带和细土带上,以前者为主,占封育区总面积的80%,地势平坦,平均坡度在5°
以下,海拔2820m。
年均温31.8℃;
最暖月(7月)平均最高温度23.70℃,最冷月(1月)平均最低温度—16.6℃;
积温2339℃;
生长期203d,年降水量66.8mm,集中于6—8月,占全年降水量的52%—80.6%;
年均极端湿度3.4mb,蒸发量2088—2716mm,日照年均3227h,年辐射量171.98kcal/cm2(1cal=4.1868J)。
年平均风速3.5—3.7m/s,最大风速24.6m/s,平均每年≥8级大风日数32—54d,沙尘暴日数14.6d;
3—5月为风季,盛行西风,频率22%。
土壤以灰漠土为主,还有风沙土与部分盐渍土。
植被属温带荒漠区域,以中亚为主,兼有西亚,地中海区分布,具有稀疏、结构简单、组成种类和群落种类均少等特点。
封育区由许多洪积,冲积扇连结而成,地面以1/50—1/100的坡度向盆地中心倾斜,是地下水的形成地带,埋藏深度在30—130m。
荒漠植被经过破坏后,其逆行演替是直接变为沙漠荒壁。
即从有植物变为无植被,中间不存在其他植被类型或群系;
经过封育,又从戈壁直接恢复为原来的群落,无论植物种、组成、结构、群落外貌等均与原生状态无大差异,有些仅有量上的差异,中间不存在次生演替阶段。
盆地沙区植被破坏由来已久,盆地要开发,采用营造薪炭林和实行煤炭补充又需大量资金,封沙育林为解决燃料问题和发展沙区林业,提出了新思路,只要采用正确的方针措施,可以恢复破坏了的植被。
1.封育区全面普查;
进行全面区划:
将宗巴滩划分为管护区、封育区、樵采区、示范区和对照区。
2.建立固定观测样地:
为了封育过程中的植被变化情况,在封育区内以青藏公路为基线,以桥涵作为永久性标志,沿公路南北两侧各400m设置了14个固定样地。
3.封育区内以保护为主,在有条件的地段进行种草栽树,人工更新复壮与天然更新结合。
经济效益:
10年内,全封育区(1.2万hm2)植被地上部分生物总量达823.7万kg,相当于1.6万人一年的烧柴需要量(每人每年500kg),总价值246万元(每1000g按0.3元计),减去原存生物
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