第五章第5节生态系统地稳定性.docx
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第五章第5节生态系统地稳定性
第5节 生态系统的稳定性
1.阐明生态系统的自我调节能力。
(重点) 2.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
(难点)
3.简述提高生态系统稳定性的措施。
[学生用书P89])
一、生态系统的稳定性及自我调节能力(阅读教材P109~P110)
1.生态系统稳定性的概念:
生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
2.生态系统稳定性的原因:
生态系统具有自我调节能力。
3.自我调节能力
(1)实例
①河流
②森林
(2)基础:
负反馈调节,在生态系统中普遍存在。
(3)特点:
生态系统的自我调节能力是有限的,当外界干扰因素的强度超过一定限度时,生态系统的自我调节能力会迅速丧失,生态系统难以恢复。
点拨:
生态系统的自我调节能力一般与生态系统中生物的种类呈正相关。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性(阅读教材P110~P111)
1.抵抗力稳定性
(1)含义:
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力。
(2)规律:
一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高;反之则越低。
(3)特点:
调节能力有一定限度,超过限度,自我调节能力就遭到破坏。
2.恢复力稳定性
(1)含义:
生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
(2)特点:
生态系统受到不同程度的干扰(破坏)后,其恢复速度和恢复时间是不一样的。
(3)与抵抗力稳定性的关系:
往往相反。
三、提高生态系统的稳定性(阅读教材P111)
1.控制对生态系统干扰的程度,对生态系统的利用应该适度,不应超过生态系统的自我调节能力。
2.对人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的物质、能量投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。
1.连线
2.判断
(1)(2016·河南信阳高二检测)增加该生态系统内各营养级生物的种类可提高区域生态系统自我调节能力。
(√)
分析:
生态系统中生物的种类和数量越多,营养结构越复杂,自我调节能力就越大,反之越小。
(2)负反馈调节机制使生态系统向崩溃的边缘发展,对生态系统的稳定性起负作用。
(×)
分析:
负反馈调节在生态系统中普遍存在,在生物体间起到了相互限制的作用,有利于维持生态系统的平衡。
(3)抵抗力稳定性越低的生态系统,其恢复力稳定性就越高。
(×)
分析:
某些环境恶劣的生态系统如北极苔原生态系统,抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。
(4)生态系统的稳定是系统内部自我调节的结果,这种自我调节主要是依靠群落内部种间关系及种内斗争来实现的。
(√)
主题一 生态系统的稳定性[学生用书P90]
生态系统稳定性的概念
材料1:
亚马逊森林已经存在至少上千万年了,中间尽管经常遭受洪涝、火烧、虫害,也遭受人类的砍伐与放牧等活动的干扰,但现在依然保持着森林景观。
材料2:
森林火灾(左)和火烧后的恢复(右)。
从材料1、2看出,生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,叫做生态系统的稳定性。
生态系统稳定性的原因
请结合下面亚马逊森林中食虫鸟种群和害虫种群之间调节关系的概念模型进行思考。
(1)从食虫鸟种群和害虫种群数量相对稳定的过程分析,生态系统具有稳定性的原因是:
生态系统具有一定的自我调节能力。
(2)该生态系统具有抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生变化的能力,这种能力称为负反馈调节,它在生态系统中普遍存在。
生态系统调节的限度
已知污染的湖泊中污染状况加剧,如图:
从材料看出,该生态系统具有加速最初发生变化的那种成分所发生变化的能力,这种能力称为正反馈调节,该实例说明生态系统的自我调节能力是有一定限度的。
生态系统稳定性的类型
材料:
话说乾隆下江南时,到了苏州一水乡,看到小桥流水人家,别具风情。
水乡人家上游淘米洗菜,下游洗澡洗衣,即便如此,水仍然很清澈。
这番景象让乾隆大为惊奇。
可是,他也发现苏州虎丘外围的河流被众多染坊流出的废水污染得肮脏不堪、臭气熏天,于是他立即下令严禁商贾平民在虎丘一带开设染坊。
迫于官府的法令,虎丘一带原有的数十家染坊不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊,从此以后虎丘重现绿水青山。
(1)像苏州水乡的河水那样,生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力,叫做抵抗力稳定性。
(2)染坊停止排污后,被破坏的河流生态系统恢复到原状,这种能力叫做恢复力稳定性。
(1)当草原生态系统和热带雨林生态系统受到同等程度的干扰时,使某食物链中的某种生物突然锐减,此时对两个生态系统可能造成的影响有什么不同?
提示:
草原生态系统的食物网相比热带雨林生态系统更为简单。
当某种生物锐减后,草原生态系统的食物链中断,较高的营养级无法获取食物,可能会对草原生态系统产生较大影响;而对热带雨林生态系统影响不大,高营养级的生物可以以与锐减生物同一营养级的其他生物作为食物来源。
(2)南方某地的常绿阔叶林等因过度砍伐而遭到破坏。
停止砍伐一段时间后,该地常绿阔叶林逐步得以恢复。
在这个过程中抵抗力稳定性和恢复力稳定性最强的分别是哪个阶段?
为什么?
提示:
在恢复初级阶段生物种类少,营养结构简单,此时恢复力稳定性最强;当到达森林阶段后,生物种类多,营养结构复杂,生物种类相对稳定,此时抵抗力稳定性最强。
1.正反馈调节和负反馈调节的比较
比较项目
正反馈
负反馈
调节方式
加速最初发生变化的那种成分所发生的变化
抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化
结果
常使生态系统远离稳态
有利于生态系统保持相对稳定
2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
(1)区别
(2)联系
①一般二者呈负相关,营养结构越复杂的生态系统,抵抗力稳定性(a)越强,而恢复力稳定性(b)一般越弱。
②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的能力,它们相互作用共同维持生态系统的稳定。
生态系统稳定性的调节机制
1.(2016·甘肃天水一中高二期末)生态系统自我调节能力的基础是负反馈。
下列哪项不属于负反馈调节( )
A.草原鼠的数量上升引起蛇的数量上升,使得鼠的增加受到抑制
B.草原被蝗虫采食后,草原植物增强再生能力,减缓植物种群数量的下降
C.森林局部着火破坏了部分植被,但空地土壤肥沃光照充足,幸存植物能迅速萌发生长
D.池塘被倾倒入大量污水后,水生生物大量死亡,进一步引起水质变差
解析:
选D。
草原鼠的数量上升,蛇的食物增加引起蛇的数量上升,使得鼠的增加受到抑制属于负反馈调节,A正确;草原被蝗虫采食后,草原植物增强再生能力,可以减缓植物种群数量的下降,属于生态系统的自我调节,是负反馈调节,B正确;森林局部着火破坏了部分植被,但形成的空地土壤肥沃,光照充足,幸存植物能更迅速的萌发生长,属于负反馈调节,C正确;池塘被倾倒入大量污水后,水生生物大量死亡,进一步引起水质变差,属于正反馈调节,D错误。
生态系统稳定性的类型
2.(2016·重庆高二检测)下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是( )
①负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础
②“遭到破坏,恢复原状”属于抵抗力稳定性
③人类对自然生态系统的“干扰”不应超过其承受能力
④热带雨林遭到严重砍伐后,其恢复力稳定性仍很强
⑤提高生态系统稳定性的措施之一是随意增加生物种类,改变其营养结构
A.①③ B.②④⑤
C.②③D.①④⑤
解析:
选A。
生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节,①正确;“遭到破坏,恢复原状”属于恢复力稳定性,②错误;生态系统的自我调节能力具有一定的限度,为保持生态系统的稳定,人类对生态系统的干扰不能超过其承受能力,③正确;热带雨林的抵抗力稳定性强,所以遭到破坏后,其恢复力稳定性较弱,④错误;生物种类增加,营养结构变复杂,生态系统的稳定性会增加,但是随意增加生物种类,可能造成外来物种入侵,反而会破坏生态系统的稳定性,⑤错误。
有关生态系统稳定性的两点提示
(1)不能说“热带雨林的稳定性大于草原生态系统”,只能说“热带雨林的抵抗力稳定性大于草原生态系统”。
(2)抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系并不一定都是相反的,如苔原生态系统的两种稳定性都较小。
主题二 生态缸的设计要求及其分析[学生用书P91]
1.实验原理
(1)生态系统的稳定性是其结构与功能发展协调的重要标志。
(2)生态系统的稳定程度,取决于它的物种组成、营养结构和非生物因素之间的协调关系。
(3)观察生态缸中生物的生存状况和存活时间的长短,了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。
2.实验流程
—
↓
—
↓
—
↓
—水中放浮萍、水草、小乌龟
沙土植上仙人掌(球)
花土植上蕨类植物和杂草
花土上放置蚯蚓、蜗牛
↓
—
↓
—
↓
—
实验设计要求
设计要求
相关分析
生态缸必须是封闭的
防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力,成分齐全(具有生产者、消费者和分解者)
生态缸中能够进行物质循环和能量流动,在一定时期内保持稳定
生态缸的材料必须透明
为光合作用提供光能,保持生态缸内温度,便于观察
生态缸宜小不宜大,缸中的水量应占其容积的4/5,要留出一定的空间
便于操作,缸内储备一定量的空气
生态缸的采光用较强的散射光
防止水温过高导致水生植物死亡
选择的动物不宜过多,个体不宜太大
减少对氧气的消耗,防止生产量小于消耗量
生态瓶的设计制作
1.某同学设计了一个小生态瓶,要想较长时间保持稳态,一定要做到的是( )
①要有稳定的能量来源
②生产者、消费者、分解者的数量要搭配合理
③植物的光合作用能满足动物对氧气和养料的需要
④动物产生的CO2能满足植物进行光合作用
⑤瓶底应放一些鹅卵石
A.①③④ B.①②③④
C.①③④⑤D.①②③④⑤
解析:
选B。
生态系统在能量来源上不能自给自足,必须依赖太阳能,因此设计的生态瓶要有稳定的能量来源;生态瓶内可实现物质的循环利用,但为维持其稳定性,生产者、消费者和分解者的数量要遵循能量流动规律;瓶底放一些鹅卵石并不是设计生态缸所必需的。
制作生态瓶的注意事项
2.(2016·海口高二检测)设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求,下面列举的原理或要求中,合理的是( )
A.应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方,以保证获得足够的能量
B.应该经常向生态缸中通气,从而保证缸中生物的呼吸
C.生态缸中投放的生物必须有很强的生命力,投放的动物数量要多一些
D.生态缸的各种生物之间以及生物与无机环境之间,必须能够进行物质循环和能量流动
解析:
选D。
生态缸的采光用较强的散射光,既可为水生植物的光合作用提供光能,又可防止生态缸中水温过高,导致水生植物死亡,A项错误;生态缸必须是封闭的,目的是防止外界生物或非生物因素的干扰,B项错误;投放的不同营养级的生物比例要合适,C项错误;生态缸相当于微型的生态系统,其中的各种生物之间以及生物与无机环境之间,必须能够进行物质循环和能量流动及信息传递,D项正确。
核心知识小结
[要点回眸]
[答题必备]
1.生态系统稳定性是一个发育成熟的生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
2.生态系统之所以具有抵抗力稳定性,是因为生态系统内部具有一定的自我调节能力。
3.反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
4.生态系统自我调节能力与其成分和营养结构复杂程度呈正相关。
5.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
[学生用书P92])
[随堂检测]
1.下列关于生态系统稳定性的叙述,错误的是( )
A.在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后,其抵抗力稳定性提高
B.在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后,其抵抗力稳定性提高
C.在一块牧草地上栽种乔木形成树林后,其恢复力稳定性下降
D.一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后,其抵抗力稳定性提高
解析:
选B。
生态系统的稳定性包括两个方面:
抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
生态系统的抵抗力稳定性与生态系统的成分和营养结构的复杂程度有关,生态系统的成分和营养结构越复杂,其抵抗力稳定性越大,相应地,其恢复力稳定性就越小。
题中A、C、D选项中的生态系统,都是向着成分和营养结构复杂化的方向发展,而B选项中生态系统是趋向单一化方向(只让牧草生长)发展,其抵抗力稳定性降低。
2.(2016·聊城高二检测)某池塘中,早期藻类大量繁殖,食藻浮游动物水蚤大量繁殖,藻类减少,接着又引起水蚤减少。
后期排入污水,引起部分水蚤死亡,加重了污染,导致更多水蚤死亡。
关于上述过程的叙述,正确的是( )
A.早期不属于负反馈,后期属于负反馈
B.早期属于负反馈,后期不属于负反馈
C.早期、后期均属于负反馈
D.早期、后期均不属于负反馈
解析:
选B。
食藻浮游动物和藻类构成捕食关系,藻类减少,导致浮游动物减少,这属于负反馈调节;当排入污水后,浮游动物死亡,加重了污染,又导致更多的浮游动物死亡,直到所有动物全部死亡,这属于正反馈调节。
3.(2016·安徽宣城励志中学高二期末)下列哪种方法能增强生态系统的自我调节能力( )
A.减少捕食和寄生生物的数量
B.使生产者和消费者在数量上保持平衡
C.增加生物的种类
D.减少生物的种类
解析:
选C。
减少捕食者和寄生生物的数量,使得生态系统组分减少,自我调节能力减弱,A错误;生产者和消费者在数量上保持相对平衡,维持生态系统的稳态,但不能增强自我调节能力,B错误;增加生物的种类,营养结构变复杂,生态系统的自我调节能力变强,C正确;减少生物的种类,营养结构变简单,生态系统的自我调节能力变弱,D错误。
4.(2016·黑龙江双鸭山一中、建三江一中高二期末)《狼图腾》这部电影中,不仅讲述了发生在额仑草原上的人与狼的故事,而且通过草原的生态变迁,直面了生态问题,比如其中的台词:
“我也打狼,可不能多打,要是把狼打绝了,草原就活不成,草原死了,人畜还能活吗?
”就蕴含了食物链关系及生态平衡的规则。
下面相关的叙述不正确的是( )
A.自然的草原生态系统中狼、羊、草的数量变化体现出生态系统中普遍存在着正反馈调节,维持生态系统稳定性
B.生态系统的能量流动是以食物链、食物网为途径进行的
C.捕食者对于生态系统的平衡也具有积极意义
D.调查草原上的黄羊的种群密度可以用标志重捕法
解析:
选A。
自然草原生态系统中狼、羊、草的数量变化体现出生态系统中普遍存在着负反馈调节,维持生态系统稳定性,A错误;生态系统中能量流动的渠道是食物链和食物网,B正确;捕食者即消费者是生态系统营养结构中最活跃的成分,对生态系统的平衡具有积极意义,C正确;黄羊的活动能力强、活动范围大,调查其种群密度需要使用标志重捕法,D正确。
5.下列生态系统的稳定性与营养结构复杂程度的关系图中,正确的是( )
解析:
选A。
一般来说,生态系统中成分越单纯,营养结构越简单,自我调节能力就越弱,抵抗力稳定性就越低;相反,生态系统中生物种类越多,营养结构越复杂,自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高。
6.(2016·海口高二检测)下列曲线表示四个不同的自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后,初级消费者数量的变化情况。
其中抵抗力稳定性最高的生态系统是( )
解析:
选C。
抵抗力稳定性强调“抵抗外界干扰,保持原状”,受到相同程度的外来干扰后,初级消费者的数量变化越不明显,则抵抗力稳定性越强,结合图中曲线变化趋势可知,C项正确。
7.(2014·高考大纲全国卷)现有A、B两个密闭、透明的生态瓶,其生物组成和光照条件见下表。
一段时间后,发现A瓶的生态系统较B瓶的稳定。
生态
瓶编号
光
照
含微生物
的泥沙
浮游
藻类
水草
浮游
动物
A
+
+
+
+
+
B
-
+
+
+
+
注:
“+”表示有,“-”表示无。
请回答:
(1)A瓶中微生物、浮游藻类、水草和浮游动物共同组成了一个____________,浮游藻类和水草的种间关系为________。
(2)一段时间后,B瓶中浮游藻类种群密度________,原因是________________________________________________________________________;
浮游动物的种群密度________,原因是________________________________________________________________________。
(3)生态系统中分解者的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
(1)同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合称为生物群落,因此A瓶中的微生物、浮游藻类、水草和浮游动物共同组成了一个生物群落。
浮游藻类和水草都是生产者,会争夺阳光、生态瓶中的水、空气和无机盐等,因此两者为竞争关系。
(2)B瓶缺乏光照,浮游藻类不能进行光合作用,因此一段时间后浮游藻类的种群密度将降低。
浮游藻类因不能进行光合作用而数量减少,同时也会导致瓶内氧气含量减少,而浮游动物以植物为食,因此,浮游动物会因食物和氧气不足而使种群密度降低。
(3)在生态系统中,分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物,重新供生产者利用。
答案:
(1)生物群落 竞争
(2)降低 没有光照,藻类无法进行光合作用 降低 氧气与食物不足 (3)将动植物遗体残骸中的有机物最终分解成无机物
[课时作业][学生用书单独成册]
1.生态系统的稳定性是指( )
A.生态系统中生产者和消费者之间的平衡
B.生态系统中各种成分和数量保持不变
C.生态系统中物质循环和能量流动长时间保持不变
D.生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力
解析:
选D。
生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力称为生态系统的稳定性。
2.当河流受到轻度污染时,能通过物理沉降、化学分解、微生物分解,很快消除污染,河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响。
这个事例说明( )
A.生态系统具有相对稳定的物质循环
B.生态系统具有一定的自我调节能力
C.生态系统具有稳定的能量来源
D.生态系统具有大量的生产者和消费者
解析:
选B。
题中信息“河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响”显示,河流生态系统具有一定的稳定性。
生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力。
3.为治理土地荒漠化,河北省林业厅通过飞播造林20万亩,请利用所学知识分析飞播造林的生态学原理是( )
A.增加生产者的种类和数量
B.增加生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性
C.增加食物链中的营养级
D.增加生物种类,提高生态系统的自我调节能力
解析:
选D。
因为生态系统的自我调节能力的大小与物种的多少、营养结构的复杂程度呈正相关,即物种越多,营养结构越复杂,其自我调节能力越强,故D项正确。
4.下列生态系统中抵抗力稳定性最强的是( )
A.呼伦贝尔大草原 B.青海湖
C.人工蔬菜大棚D.西双版纳雨林
解析:
选D。
热带雨林物种丰富度大,营养结构复杂,抵抗力稳定性强。
5.长白山自然保护区生态系统能长时间保持相对稳定,该生态系统( )
①处于大量物种更替的过渡阶段 ②生物的种类和数量相对稳定 ③物质和能量的输入和输出相对平衡 ④有比较复杂的食物链和食物网 ⑤能量的收支随气候周期性变化 ⑥有一定的自我调节能力 ⑦生产者的数量大于消费者和分解者的数量
A.①②③④⑥B.②③④⑤⑥
C.②③④⑥⑦D.①②③④⑤⑥⑦
解析:
选B。
长白山自然保护区生态系统已经处于森林阶段,通常不会有大量物种的更替,故①错误;生产者所含的能量最多,并不意味着其个体数量就最多,故⑦错误。
6.“离离原上草,一岁一枯荣。
野火烧不尽,春风吹又生。
”主要说明了该草原生态系统的( )
A.恢复力稳定性较强B.抵抗力稳定性较强
C.恢复力稳定性较弱D.抵抗力稳定性较弱
解析:
选A。
草原被火烧后一定时间内又恢复原状,体现出该草原生态系统的恢复力稳定性较强。
7.如果一个生态系统中有a、b、c、d四种生物,它们之间可以形成下列四种捕食结构,其中最稳定的是( )
解析:
选B。
生产者是生态系统中最主要的成分,它可为消费者提供食物和栖息场所,一旦生产者受到破坏,整个生态系统就会受到严重影响。
B项中a、c、d均为生产者,缺少其中之一,该生态系统仍能存在,故其稳定性最高。
8.(2016·广州高二检测)下列事例中,属于恢复力稳定性的是( )
A.由于乱砍滥伐,长江流域森林面积急剧减少,引发了百年不遇的洪涝灾害
B.当天气干旱时,草原生态系统中的动植物种类和数量一般不会有太大变化
C.乡村一个池塘,每天都有人到池塘边洗东西,但池水依然清澈如故
D.一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食动物后,生态系统的各种成分相互作用,直到恢复原来的状态
解析:
选D。
A项说明了生态系统破坏的程度;B项说明了草原生态系统具有抵抗力稳定性;C项体现了生态系统的稳定性;D项当生态系统受到破坏后,生态系统的各种成分相互作用直到恢复原来的状态,属于恢复力稳定性。
9.(2016·山西大学附中高二模块诊断)有些人工林面积大,构成的树种单一,树木年龄和高度比较接近,树冠密集,这种森林被称为“绿色沙漠”,以下分析不正确的是( )
A.植物种类单一,无法提供多样的食物或栖息环境,因而动物种类也十分稀少
B.密集的树冠遮挡了阳光,使林下缺乏灌木层和地表植被,群落结构简单
C.营养结构简单,食物链短,生态系统的稳态容易维持
D.生物多样性水平低,缺少天敌对虫害的控制,易爆发虫害
解析:
选C。
人工林植物种类单一,无法提供多样的食物或栖息环境,因而动物种类也十分稀少,A正确;人工林密集的树冠遮挡了阳光,使林下缺乏灌木层和地表植被,群落结构简单,B正确;人工林营养结构简单,食物网复杂程度低,生态系统的稳态不容易维持,C错误;人工林生物多样性水平低,缺少天敌对虫害的控制,易爆发虫害,D正确。
10.生态系统的自我调节和自我修复能力与生态系统的稳定性密切相关,有关说法正确的是( )
A.生态系统的稳定性是不变的
B.生态系统的稳定性与所处的环境无关
C.生态系统自我调节和自我修复能力的基础是负反馈调节
D.森林生态系统的稳定性比草原生态系统强
解析:
选C。
生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性,生态系统的稳定性与生态系统的成分和环境条件有关;生态系统的稳定性随着生态系统的成分和环境条件的变化是不断变化的;负反馈调节是生态系统具有自我调节和自我修复能力的基础;森林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统的强,而森林生态系统的恢复力稳定性比草原生态系统的弱。
11.(2016·南京高二检测)就建立一个封闭的水族箱生态系统而言,以下说法正确的是( )
A.应尽量增加里面生物的种类和数量,以提高该生态系统的稳定性
B.应把水族箱放在每天都有较强直射光照之处,使能量源源不断地输入生态系统中
C.水族箱生物群落起初比较简单,演替必定使其变得越来
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