全 文 ：第 ws卷 第 x期
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林 业 科 学
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长白落叶松人工林树冠形状的模拟
李凤日
k东北林业大学林学院 哈尔滨 txsswsl
摘 要 } 以长白山地区 uy ¤生长白落叶松人工林为研究对象 o采用枝解析的方法 o测定了 ux株林木k直径 ts1x ∗
uw1| ¦°l的树冠变量 o并建立了预测树冠外侧形状的冠形模型 ∀基于枝条着枝深度k ∆ΙΝΧl和林木变量所建立的树
冠形状模型包括 }基径 !枝长 !着枝角度和弦长等预估模型 ∀对于大小相同树木的主要枝条来讲 o这些树冠变量是
随着 ∆ΙΝΧ的增加而增大 ~而林木的胸径k ∆ΒΗl和树高k ΗΤl变量很好地反映了不同大小树木的冠形变化 ∀冠形预
测模型预测效果良好 o充分体现了树冠结构的变化趋势 }树冠形状在树冠的中上部呈抛物线体 o而在树冠的下部则
为近圆柱体 ∀文中所建模型 o可以合理地描述长白落叶松人工林的树冠形状及其变化规律 ∀
关键词 } 长白落叶松 o基径 o枝长 o着枝角度 o树冠形状 o枝解析
中图分类号 }≥zx{1t 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusswlsx p ssty p s|
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Μοδελινγ Χροων Προφιλε οφ Λαριξ ολγενσισ Τρεεσ
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Κεψ ωορδσ} Λαριξ ολγενσισo…µ¤±¦«§¬¤°¨ ·¨µo…µ¤±¦«¯¨ ±ª·«o…µ¤±¦«¤±ª¯¨o≤µ²º± ³µ²©¬¯¨ o…µ¤±¦«¤±¤¯¼¶¬¶
1 Ιντροδυχτιον
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k≤¯ ∏½¨ ¤∏ ετ αλqot||w ~ ⁄²µ∏¶®¤ ετ αλqot||w ~ ¤ª∏¬µ¨ ετ αλqot||w ~t||| ~ ⁄¨ ¯¨ ∏½¨ ετ αλqot||y ~ • ²¨ « ετ αλqo
t||z ~Œ¶«¬¬ετ αλqot|||l ¤±§¶·¤±§¤·µ¬¥∏·¨¶k¡®¬±¨ ± ετ αλqot||{l qŒ± ≤«¬±¤o¦µ²º±¶«¤³¨ ²© ¤¯µ¦«³¯¤±·¤·¬²± º¤¶
©¬·¨§∏¶¬±ª¦µ²º±·¤³¨µ²©³²º¨ µ©∏±¦·¬²± k¬ετ αλqot||w ~t||yl ¤±§¦µ²º± ¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©³²³¯¤µº¤¶¦«¤µ¤¦·¨µ¬½¨ §¥¼
µ¨ ¤¯·¬√¨ ªµ²º·« °²§¨¯ k«∏ ετ αλqousssl q
…¨ ¦¤∏¶¨ §¬µ¨¦·°¨ ¤¶∏µ¨°¨ ±·²©¦µ²º± ³µ²©¬¯¨ ²©¶·¤±§pªµ²º±·µ¨ ¶¨³µ¨¶¨±·¶±∏°¨ µ²∏¶§¬©©¬¦∏¯·¬¨¶o·«¨ ²¥­¨¦·¬√¨ ²©·«¨
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2 Ματεριαλσ ανδ µετηοδσ
211 ∆ατα χολλεχτιον
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·«¨ ³¯²·º¨ µ¨ tz1w ¦°oty1u ° o¤±§t sux ¶·¨°¶oµ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q „ ¦¬µ¦∏¯¤µ¶∏¥¶¤°³¯¨ ³¯²·kµ¤§¬∏¶{1t°l ©²µ¥µ¤±¦«
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«¨¬ª«·²©t1v ° o¶·∏°³o¤±§·«¨ ±¤·t °¬±·¨µ√¤¯ ¤¥²√¨ ¶·∏°³©²¯ ²¯º¬±ª≥°¤¯¬¤±. ¶°¨ ·«²§²©¶·¨° ¤±¤¯¼¶¬¶q∞¤¦«¶¨¦·¬²±
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zt 第 x期 李凤日 }长白落叶松人工林树冠形状的模拟
s1x °¬±·¨µ√¤¯l ¥¨¦¤∏¶¨ ·«¨ °¨ ¤± ¤±±∏¤¯ ¬±¦µ¨°¨ ±·²©«¨¬ª«·º¤¶¤¥²∏·s1x °©²µ¯¤µ¦«³¯¤±·¤·¬²±q׫¨ ¶¤°³¯ §¨³µ¬°¤µ¼
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212 Χροων προφιλε µοδελσ
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{t 林 业 科 学 ws卷
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·µ¨¨q׫¨ ¶¨·¬°¤·¨§³¤µ¤°¨ ·¨µ√¤¯∏¨¶²© ¤¨¦«·µ¨¨º¨ µ¨ ªµ¤³«¨§¤ª¤¬±¶··µ¨¨√¤µ¬¤¥¯ ¶¨¤±§¦²µµ¨ ¤¯·¬²±¤±¤¯¼¶¬¶¤±§¶·¨³º¬¶¨
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¤¨µ¨´ ∏¤·¬²± ¥¤¶¨§²± º«²µ¯²µ§¨µ©µ²°·µ¨¨·²³¤§¨ ∏´¤·¨¯¼ §¨¶¦µ¬¥¨§¥µ¤±¦«¤±ª¯¨©²µ¼²∏±ª³¯¤±·¤·¬²± ≥¬·®¤¶³µ∏¦¨ k Πι2
χεα σιτχηενσισl q ⁄¨ ¯¨ ∏½¨ ετ αλqkt||yl ¤¯¶²§¨ √¨ ²¯³¨ § ¬¯±¨ µµ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¥¨·º¨ ±¨ ¥µ¤±¦«¤±ª¯¨¤±§º«²µ¯²µ§¨µ©²µ‘²µº¤¼
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¦∏µ√¬¯¬±¨ ¤µ·µ¨±§¥¨·º¨ ±¨ Η¤±§ ∆ΙΝΧ©²µΠιχεα αβιεσq׫¨ ¶°²²·«¨§ªµ¤³«²© Η²± ∆ΙΝΧµ¨√¨ ¤¯ §¨·«¤··«¨ ¤√¨ µ¤ª¨ ·µ¨±§
¬± Η§²º±·«¨ ¶·¨° º¤¶¦∏µ√¬¯¬±¨ ¤µº¬·«¤±¤¶¼°³·²·¨²©¤³³µ²¬¬°¤·¨¯¼ |s k• ²¨ « ετ αλqot||zl qŒ±¦²±·µ¤¶·o≤¯ ∏½¨ ¤∏ ετ
αλqkt||wl ¦²±¦¯∏§¨§·«¤··«¨µ¨ º¤¶±²µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¥¨·º¨¨± Η¤±§ ΒΛo¤±§·«¨ √¤µ¬¤¥¬¯¬·¼²© Η°¤¼¦«¤±ª¨ ©µ²° ¥µ¤±¦«
¥¼ ¥µ¤±¦«©²µ·µ¨¨q׫¨ ¼ ∏¶¨§¤± ¤√¨ µ¤ª¨ Η©²µ¤¯¯·µ¨ ¶¨¤±§¥µ¤±¦«¨¶q
ƒµ²°·«¨ ²¥¶¨µ√¤·¬²±¶²©³µ¬°¤µ¼ ¥µ¤±¦«¨¶©²µΛq ολγενσισo¬·º¤¶©²∏±§·«¤·Η²©³µ¬°¤µ¼ ¥µ¤±¦«¨¶º¤¶¦¯²¶¨ ¼¯ µ¨2
¤¯·¨§·² ∆ΙΝΧ¤±§º¤¶¶¯¬ª«·¯¼ µ¨ ¤¯·¨§·² ∆ΒΗ ¤±§ ΗΤq׫¨ ¶¬°³¯¨µ¨ ¤¯·¬√¨ ¦²¨©©¬¦¬¨±·¥¨·º¨ ±¨ Η º¬·« ∆ΙΝΧo ∆ΒΗo
¤±§ ΗΤ º¨ µ¨ s1wx o p s1sz o¤±§ p s1s{ oµ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q׫¨µ¨©²µ¨ o°∏¯·¬³¯¨µ¨ªµ¨¶¶¬²± °¨ ·«²§º¤¶³¨µ©²µ°¨ §·²§¨√¨ ²¯³
·«¨ Η °²§¨¯qŒ±§¨ ³¨ ±§¨±·√¤µ¬¤¥¯ ¶¨¦²±¶¬§¨µ¨§¬± µ¨ªµ¨¶¶¬²± º¨ µ¨ ∆ΙΝΧo ∆ΒΗo¤±§ ΗΤq
u1u1w …µ¤±¦«¦«²µ§¯¨ ±ª·«k ΒΧΛl ¤±¼ µ¨¶¨¤µ¦«¨¶¶«²º¨ §¤¶·µ²±ª ¬¯±¨ ¤µµ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³²©¶¯²³¨ Κ ¥¨·º¨ ±¨ ΒΧΛ ¤±§
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213 ς αλιδατιον
׫¨ ¬±§¨ ³¨ ±§¨±·√¤¯¬§¤·¬²± §¤·¤¶¨·¬±¦¯∏§¨¶x ¶¤°³¯¨·µ¨ ¶¨¤±§·«¨ ¤·µ¬¥∏·¨¶º¨ µ¨ ¶∏°°¤µ¬½¨ §¬± פ¥¯¨t1
׫¨ ¬±§¨ ³¨ ±§¨±·√¤¯¬§¤·¬²± ³µ²¦¨§∏µ¨¶º¨ µ¨ ³¨µ©²µ°¨ §·² ¬¨¤°¬±¨ ¦µ²º± ³µ²©¬¯¨ °²§¨ ¶¯∏¶¬±ª·«¨ ©²¯ ²¯º¬±ª¶·¤·¬¶·¬¦¤¯
°¨ ¤¶∏µ¨¶k¤¼¨ µ ετ αλqot||vl q ׫¨ √¤¯¬§¤·¬²± ¶·¤·¬¶·¬¦¶º¨ µ¨ ¦¤¯¦∏¯¤·¨§©²µ ¤¨¦« °²§¨¯¬± ·«¨ √¤¯¬§¤·¬²± §¤·¤q ׫¨
|t 第 x期 李凤日 }长白落叶松人工林树冠形状的模拟
°¨ ¤¶∏µ¨ ¤±§³µ¨§¬¦·¨§√¤¯∏¨¶º¨ µ¨ ·µ¤±¶©²µ°¨ §·²·«¨ ²µ¬ª¬±¤¯ ¶¦¤¯¨¥¨©²µ¨ ¦¤¯¦∏¯¤·¬²± ²©·«¨ µ¨µ²µ¶·¤·¬¶·¬¦¶q
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¶¨·¬°¤·¨o ν ¬¶·«¨ ±∏°¥¨µ²©²¥¶¨µ√¤·¬²±o¤±§ 𬶱∏°¥¨µ²©³¤µ¤°¨ ·¨µ¶q
3 Ρεσυλτσ ανδ δισχυσσιον
311 Βρανχη διαµετερ
Œ± ²µ§¨µ·²¤¦¦²∏±·©²µ¶¼¶·¨°¤·¬¦√¤µ¬¤·¬²±¬± ¥µ¤±¦«§¬¤°¨ ·¨µk Β∆l·µ¨±§¶¤°²±ª·µ¨ ¶¨²©§¬©©¨µ¨±·¶¬½¨ o¤§§¬·¬²±¤¯
°²§¨ ¶¯ º¨ µ¨ ¬¨³¯²µ¨§¬± º«¬¦«·«¨ ³¤µ¤°¨ ·¨µ¶Α¤±§ 격°²§¨¯ktl º¨ µ¨ ¦²±¶¬§¨µ¨§¤¶©∏±¦·¬²±¶²©²·«¨µ·µ¨¨¤·µ¬¥∏·¨¶o
¬±¦¯∏§¬±ª ∆ΒΗo ΗΤ ¤±§≤qƒµ²°·«¨ ¶¨·¬°¤·¨§³¤µ¤°¨ ·¨µ¶ Α¤±§ κ ²© °²§¨¯ktl ©²µ ¤¨¦«·µ¨¨o¬·º¤¶©²∏±§·«¤··«¨
³¤µ¤°¨ ·¨µΑ º¤¶¦¯²¶¨ ¼¯ µ¨ ¤¯·¨§·² ∆ΒΗ ¤±§·«¨ ³¤µ¤°¨ ·¨µκ º¤¶±²·µ¨ ¤¯·¨§·² ∆ΒΗo ΗΤ ¤±§ ΧΛq׫¨ ¶¬°³¯¨µ¨ ¤¯·¬√¨
¦²¨©©¬¦¬¨±·¥¨·º¨ ±¨ ³¤µ¤°¨ ·¨µΑ º¬·« ∆ΒΗo ΗΤ¤±§ ΧΛ º¤¶s1yz os1uz o¤±§s1vz oµ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ o¤±§·«¨ ³¤µ¤°¨ ·¨µκ
º¤¶ p s1vs os1tw o¤±§ p s1vx oµ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q ׫¨µ¨©²µ¨ o¬±§¨ ³¨ ±§¨±·√¤µ¬¤¥¯ ¶¨¦²±¶¬§¨µ¨§¬± Β∆ ³µ¨§¬¦·¬±ª °²§¨¯
º¨ µ¨ ∆ΙΝΧ¤±§ ∆ΒΗq
„©·¨µ¦²±¶¬§¨µ¬±ª³¤µ¤°¨ ·¨µΑ¬± °²§¨¯ktl ¤¶©∏±¦·¬²±²©°¤±¼·µ¤±¶©²µ°¤·¬²±¶²© ∆ΒΗo¶∏¦«¤¶¯¬±¨ ¤µo³²º¨ µ¤±§
¬¨³²±¨ ±·¬¤¯ ©∏±¦·¬²±o·«¨ ©²¯ ²¯º¬±ª·º²p√¤µ¬¤¥¯¨¨´ ∏¤·¬²± º¤¶©²∏±§·²¥¨ ·«¨ ¥¨¶·°²§¨¯©²µ§¨¶¦µ¬¥¬±ª·«¨ ·µ¨±§¬± ³µ¬°¤2
µ¼ ¥µ¤±¦«§¬¤°¨ ·¨µ²√¨ µ ∆ΙΝΧ¬± Λq ολγενσισ ³¯¤±·¤·¬²±·µ¨ ¶¨q
Β∆ € αs εαt ∆ΒΗ t p ¬¨³kp αu ∆ΙΝΧl kxl
º«¨µ¨ Β∆ ¬¶·«¨ ¥µ¤±¦«§¬¤°¨ ·¨µ²©²∏·¶¬§¨ ¥¤µ®k¦°l ~ ∆ΒΗ¬¶·«¨ §¬¤°¨ ·¨µ¤·¥µ¨¤¶·«¨¬ª«·~ ∆ΙΝΧ¬¶·«¨ §¨³·«¬±·²
¦µ²º±~ αs ∗ αu ¤µ¨ ³¤µ¤°¨ ·¨µ¶·² ¥¨ ¶¨·¬°¤·¨§©µ²°·«¨ §¤·¤q
°¤µ¤°¨ ·¨µ ¶¨·¬°¤·¨¶¤±§©¬·¶·¤·¬¶·¬¦¶²©·«¨ ¥µ¤±¦«§¬¤°¨ ·¨µ°²§¨¯ kxl ©²µΛq ολγενσισ ³¯¤±·¤·¬²± ∏¶¬±ª·«¨ °¨ ·«²§
²©±²±¯¬±¨ ¤µµ¨ªµ¨¶¶¬²± º¨ µ¨ ³µ¨¶¨±·¨§¬± פ¥¯¨u1 ƒ¬ªqt„ ¬¯¯∏¶·µ¤·¨§·«¨ ©¨©¨¦·¶²© ∆ΙΝΧ¤±§·µ¨¨¶¬½¨ k ∆ΒΗl ²± §¬¤°2
·¨¨µ²©³µ¬°¤µ¼ ¥µ¤±¦«¨¶q׫¨ µ¨¶¬§∏¤¯¶º¨ µ¨ ³¯²·¨§¤ª¤¬±¶··«¨ ³µ¨§¬¦·¨§ Β∆ ¤¶¶«²º±¬± ƒ¬ªqu„ q׫¨ µ¨¶¬§∏¤¯¶¤µ¨
³²¶¬·¬√¨ ¼¯ µ¨ ¤¯·¨§·² ³µ¨§¬¦·¨§¥µ¤±¦«§¬¤°¨ ·¨µ©²µ°²§¨ ¬¯±ª§¤·¤q…∏·o·«¨ √¤¯¬§¤·¬²± §¤·¤§² ±²·¶∏ªª¨¶·¤±¼ ³µ²¥¯ °¨
º¬·« °²§¨¯¤±§±²·µ¨±§¶¤µ¨ ¤³³¤µ¨±·kƒ¬ªqx¤l q°¤µ¤°¨ ·¨µ ¶¨·¬°¤·¨¶o©¬·¶·¤·¬¶·¬¦¶o¤±§³µ¨§¬¦·¨§·µ¨±§¶¬± Β∆ ²√¨ µ
∆ΙΝΧ ¤¯¯¶∏ªª¨¶·¨§¥¬²¯²ª¬¦¤¯ ¼¯ µ¨¤¶²±¤¥¯¨¥¨«¤√¬²µ¤±§¤± ¤§¨ ∏´¤·¨©¬··²·«¨ §¤·¤q
Ταβ . 2 Παραµετερ εστιµατεσ ανδ φιτ στατιστιχσφορ πρεδιχτινγ µ οδελ οφ βρανχη διαµετερ φιττεδ το τηεφιττινγ δατα σετ ( ν = 530)
°¤µ¤°¨ ·¨µ ∞¶·¬°¤·¨§√¤¯∏¨ „¶¼°³·²·¬¦¶·¤±§¤µ§ µ¨µ²µ ΡΣΣ Σ¼q¬ Ρu¤
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׫¨ ³µ¨§¬¦·¬±ª °²§¨¯ kxl ²©¥µ¤±¦«§¬¤°¨ ·¨µº¤¶°²±²·²±¬¦¬±¦µ¨¤¶¬±ª©∏±¦·¬²± µ¨ ¤¯·¨§·² ∆ΙΝΧ º¬·«±²¬±©¯ ¦¨·¬²±
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312 Βρανχη λενγτη
׫¨ °²§¬©¬¨§ • ¬¨¥∏¯¯ ©∏±¦·¬²± kul º¤¶¶¨¯¨ ¦·¨§¤¶·«¨ ¥¨¶·©²µ§¨¶¦µ¬¥¬±ª·«¨ ³µ¬°¤µ¼ ¥µ¤±¦«¯¨ ±ª·«¤±§·«¨ ³¤µ¤°2
su 林 业 科 学 ws卷
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Ταβ . 3 Παραµετερ εστιµατεσ ανδ φιτ στατιστιχσφορ πρεδιχτινγ µ οδελ οφ ΒΛ φιττεδ
το τηεφιττινγ δατα σετ ( ν = 530)
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313 Βρανχη ανγλε
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314 Βρανχη χηορδ λενγτη
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tu 第 x期 李凤日 }长白落叶松人工林树冠形状的模拟
Ταβ . 4 Παραµετερ εστιµατεσ ανδ φιτ στατιστιχσ οφ Η µ οδελ (7) φορ Λ . ολγενσισ
°¤µ¤°¨ ·¨µ ∞¶·¬°¤·¨ ≥·§q µ¨µ²µ τpµ¤·¬² πp¯ √¨¨ ¯
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315 Μοδελ ϖαλιδατιον
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²©¶·¤·¬¶·¬¦¤¯ √¤¯¬§¤·¬²±·¨¶·º¤¶¶∏°°¤µ¬½¨ §¬± פ¥¯¨x1
Ταβ . 5 ς αλιδατιον ρεσυλτσ οφ εθυατιον (5) , (6) , ανδ (8) φορ
ινδεπενδεντ δατα σετ ( ν = 140)
²§¨¯ ΜΕ ΜΑΕ Μh ΕΠh ΜΑh ΕΠh °µ¨¦¬¶¬²±Πh
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316 Χροων προφιλε µοδελ
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º«¨µ¨ ΧΡ ¬¶¦µ²º±µ¤§¬∏¶~ ΒΛ¤±§ Η º¨ µ¨ ¶¨·¬°¤·¨§©µ²° ¨´ ∏¤·¬²± kyl ¤±§kzl q
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uu 林 业 科 学 ws卷
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¤³³µ²¬¬°¤·¨¯¼ ¦¼¯¬±§¨µ¤·¯²º¨ µ³¤µ·²©¦µ²º±q• ¨¯¤·¬√¨ ·²¶°¤¯¯·µ¨¨o ¤¯µª¨ ·µ¨ ¶¨¤µ¨ °²µ¨ µ²∏±§¦µ²º±¶«¤³¨ q׫¨ ¦µ²º±
vu 第 x期 李凤日 }长白落叶松人工林树冠形状的模拟
¶«¤³¨¶²©§¬©©¨µ¨±··µ¨¨¶¬½¨ ¤¯°²¶·«¤√¨ ¶¤°¨ ³¤·¨µ±¬±·«¨ ∏³³¨µ¦µ²º±·«¤·∆ΙΝΧµ¤±ª¨§©µ²° s·²v° o¥¨¦¤∏¶¨ ²©©µ¨¨
©µ²°¬±·¨µp·µ¨ ¶¨¦²°³¨·¬·¬²±q׫¨µ¨©²µ¨ o·«¨ ¦µ²º±©²µ°¶²©·«¨ ¬¨³²¶¨§³²µ·¬²±¬±√¤µ¬¤±·¤°²±ª·µ¨¨¶¬½¨ ¶¬± Λq ολγενσισ
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