重慶市全新統(tǒng)沖積物發(fā)育土壤的系統(tǒng)分類研究①

胡 瑾，慈 恩，連茂山，肖 淘，丁寧寧，孫洪光，王 秀

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重慶市全新統(tǒng)沖積物發(fā)育土壤的系統(tǒng)分類研究①

胡 瑾，慈 恩*，連茂山，肖 淘，丁寧寧，孫洪光，王 秀

(西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715)

為明確重慶市第四系全新統(tǒng)(Qh)沖積物發(fā)育土壤在中國土壤系統(tǒng)分類中的歸屬，本文以該成土母質(zhì)發(fā)育的土壤為研究對象，挖掘9個(gè)典型土壤剖面，通過野外觀測、分層取樣及理化性質(zhì)分析等，依據(jù)現(xiàn)行中國土壤系統(tǒng)分類檢索，對其進(jìn)行分類和命名，并與發(fā)生分類進(jìn)行參比。結(jié)果表明：9個(gè)供試土壤剖面分別歸屬于雛形土和新成土2個(gè)土綱，5個(gè)亞類，其中5個(gè)為石灰淡色潮濕雛形土，1個(gè)為鐵質(zhì)簡育常濕雛形土，1個(gè)為斑紋簡育濕潤雛形土，1個(gè)為潛育潮濕沖積新成土，1個(gè)為石灰潮濕沖積新成土；隸屬于發(fā)生學(xué)分類潮土土類的6個(gè)供試剖面分別歸為系統(tǒng)分類中淡色潮濕雛形土、簡育常濕雛形土和簡育濕潤雛形土3個(gè)土類，而隸屬于發(fā)生學(xué)分類新積土土類的3個(gè)供試剖面則分別歸為系統(tǒng)分類中淡色潮濕雛形土和潮濕沖積新成土2個(gè)土類。結(jié)合成土環(huán)境分析可知，地形、氣候和母質(zhì)是影響重慶市第四系全新統(tǒng)沖積物發(fā)育土壤系統(tǒng)分類的重要因素。

重慶市；沖積物發(fā)育土壤；系統(tǒng)分類；發(fā)生分類；診斷層；診斷特性；參比

土壤分類是土壤科學(xué)水平的反映，是土壤信息交流的媒介，是因地制宜推廣農(nóng)業(yè)技術(shù)的依據(jù)[1]。隨著土壤科學(xué)的發(fā)展，以診斷層和診斷特性為基礎(chǔ)、以定量化為特點(diǎn)的土壤系統(tǒng)分類逐步成為國際土壤分類的主流，自20世紀(jì)80年代中期以來，我國的土壤分類開始向定量化、標(biāo)準(zhǔn)化和國際化方向發(fā)展[2]。目前，我國的土壤系統(tǒng)分類研究已取得了令人矚目的成就[3-7]，區(qū)域土壤的系統(tǒng)分類研究在浙江、海南和福建等諸多省份相繼開展[8-15]，但重慶市的土壤系統(tǒng)分類研究相對滯后，僅有1篇主要基于野外剖面形態(tài)觀察為主的重慶典型煙田土壤系統(tǒng)分類報(bào)道[16]，這勢必會(huì)影響到其他學(xué)科利用土壤系統(tǒng)分類的成果。

重慶市境內(nèi)河流縱橫，在河流兩岸廣泛分布著全新統(tǒng)沖積物發(fā)育的土壤，其肥力水平較高，宜耕性強(qiáng)，是重慶市種植蔬菜和經(jīng)濟(jì)作物的重要土壤資源。近年來，有學(xué)者對平原土壤[17-19]、潮土[20]等有了系統(tǒng)分類研究，但在重慶市缺少對全新統(tǒng)沖積物發(fā)育土壤的系統(tǒng)分類研究。為此，本文依托國家科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)(2014FY110200)，選取重慶市第四系全新統(tǒng)沖積物發(fā)育土壤的典型個(gè)體為研究對象，依據(jù)現(xiàn)行中國土壤系統(tǒng)分類檢索，對其進(jìn)行系統(tǒng)分類研究，旨在確定該母質(zhì)上發(fā)育的土壤在中國土壤系統(tǒng)分類中的歸屬，進(jìn)一步完善重慶市的土壤系統(tǒng)分類，并為重慶市蔬菜和經(jīng)濟(jì)作物的生產(chǎn)提供參考。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

重慶市地處四川盆地東部，屬我國陸地地勢第二級階梯。東北部為大巴山和巫山，東南部為大婁山等山脈，西部為方山丘陵，中部主要為低山與丘陵相間排列的平行嶺谷區(qū)[21]。重慶市空氣濕潤，降水豐沛，太陽輻射弱，日照時(shí)間短，多云霧，少霜雪的亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候顯著；年均氣溫為17.5℃；年均降水量為1 125.3 mm；年均相對濕度為80%，在全國屬高濕區(qū)；年均日照時(shí)數(shù)888.5 ~ 1 539.6 h，日照百分率僅為25% ~ 35%，為全國年日照最少的地區(qū)之一。重慶市境內(nèi)河流縱橫，長江自西南向東北橫貫市境，北有嘉陵江，南有烏江匯入，形成向心的、不對稱的網(wǎng)狀水系；境內(nèi)流域面積大于100 km2的河流有274條，其中流域面積大于1 000 km2的河流有42條。在市域范圍內(nèi)，第四系全新統(tǒng)沖積物主要分布在長江、嘉陵江、涪江、小江等大小河流的河漫灘和低階地上，該沖積物發(fā)育的土壤主要?dú)w屬于潮土和新積土2個(gè)土類(發(fā)生分類)。

1.2 研究方法

根據(jù)重慶市的地質(zhì)圖和土壤圖篩選出重慶市第四系全新統(tǒng)沖積物發(fā)育土壤的分布區(qū)域，疊加地形和交通等相關(guān)圖件，結(jié)合第二次土壤普查的相關(guān)數(shù)據(jù)，確定重慶市第四系全新統(tǒng)沖積物發(fā)育土壤的采樣區(qū)域和采樣點(diǎn)。參照《野外土壤描述與采樣手冊》(簡稱《手冊》)[22]，挖掘標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面，開展成土環(huán)境調(diào)查(表1)、剖面形態(tài)觀察以及相關(guān)記錄工作，野外進(jìn)行亞鐵反應(yīng)、石灰反應(yīng)和土壤比色[23]，分層采集土壤分析樣和環(huán)刀容重樣。根據(jù)《手冊》的相關(guān)要求，確定上述土壤樣品的測定指標(biāo)，主要測定指標(biāo)及方法[24]如下：pH為水浸提法；容重為環(huán)刀法；土壤有機(jī)碳為重鉻酸鉀-硫酸消化法；顆粒組成為吸管法；碳酸鈣為氣量法；有效磷(P)為0.5 mol/L NaHCO3浸提法；陽離子交換量(CEC)為NH4OAc(pH 7.0)交換法；游離氧化鐵為DCB浸提比色法。

表1 供試剖面的成土環(huán)境

2 結(jié)果

2.1 成土環(huán)境

供試土壤的成土母質(zhì)主要為灰棕色、紫色和黃色近現(xiàn)代河流沖積物，其中，剖面S01位于嘉陵江河漫灘后緣，剖面S02位于嘉陵江一級階地，剖面S06位于長江的河漫灘上，其成土母質(zhì)均為灰棕色河流沖積物；剖面S04和S05位于流經(jīng)紫色土區(qū)域的溪河附近，其成土母質(zhì)為紫色河流沖積物，剖面S07和S08位于流經(jīng)黃壤和石灰(巖)土區(qū)域的溪河附近，其成土母質(zhì)為黃色沖積物；剖面S03位于涪江及其一級支流(流經(jīng)紫色土區(qū)域)之間的一級階地，其成土母質(zhì)為灰棕色河流沖積物和紫色河流沖積物；剖面S09位于長江支流的消落區(qū)，存在埋藏層，其前身為水稻土，其成土母質(zhì)為紫色泥(頁)巖風(fēng)化殘坡積物，埋藏層之上的土體則由河流沖積物發(fā)育而來。供試剖面所處海拔范圍為164 ~ 849 m，僅有剖面S07位于海拔高于800 m的中山區(qū)。除剖面S09為未利用的內(nèi)陸灘涂外，其余剖面點(diǎn)均為旱地，種植蔬菜和經(jīng)濟(jì)作物。

2.2 土壤剖面形態(tài)及理化性質(zhì)

2.2.1 土壤剖面特征 由表2可見，供試土壤剖面為A-B-C和A-C構(gòu)型，均有腐殖質(zhì)A層，除S03和S04外的7個(gè)剖面均有母質(zhì)C層，除剖面S01外的8個(gè)剖面均有風(fēng)化B層，剖面S06和S09的新積母質(zhì)層之下存在埋藏的耕作層(Apb)；土壤色調(diào)主要為7.5YR、2.5Y，明度為4 ~ 7，彩度為1 ~ 4，變化范圍??；除剖面S03和S09由異元母質(zhì)發(fā)育而來造成剖面上部與母質(zhì)層色調(diào)不同外，其余同一剖面的色調(diào)基本不變；另外，各土類表層土壤與下層土壤明度基本不變或減小1，土壤潤態(tài)明度與干態(tài)明度相比均減小1，彩度幾乎不變。剖面S01、S02、S03、S04、S05、S06、S08和S09有鐵錳銹斑，且斑紋邊界對比度皆為明顯。此外，除剖面S09從62 cm以下具有亞鐵反應(yīng)外，其余剖面均無亞鐵反應(yīng)；各剖面均有不同程度的石灰性反應(yīng)，同一剖面部分土層無石灰反應(yīng)。

2.2.2 土壤理化性質(zhì) 由表3可見，9個(gè)供試土壤剖面土壤質(zhì)地以砂土類和壤土類為主，除剖面S07(0 ~ 65 cm)和S09(14 ~ 62 cm、80 ~ 133 cm)為黏壤土類、S09(62 ~ 80 cm)為黏土類外，其余剖面多為壤質(zhì)砂土、砂質(zhì)壤土、壤土和粉壤土，其中剖面S01和S06的部分土層砂粒(2 ~ 0.05mm)含量>700 g/kg，為壤質(zhì)砂土。供試土壤pH介于7.5 ~ 8.8，pH隨深度增加無明顯變化，這表明該類型土壤巖性不連續(xù)并且淋溶發(fā)生很少。土壤有機(jī)碳含量較低，除剖面S07和S08以外，有機(jī)碳含量均低于10 g/kg；且除剖面S01、S06和S09的有機(jī)碳含量隨剖面深度無明顯規(guī)律外，其余剖面有機(jī)碳積累主要在表層，從表層向下逐漸減少。另外，CaCO3含量差異較大，剖面S09的0 ~ 62 cm土層CaCO3含量均大于500 g/kg，而80 cm以下的土層CaCO3含量約為10 g/kg，剖面S06和S07的CaCO3含量較高，在95.00 ~ 99.58 g/kg范圍之間。游離氧化鐵介于4.44 ~ 27.19 g/kg范圍，除剖面S07(0 ~ 65 cm、98 ~ 138 cm)和S08外，其余剖面游離氧化鐵均小于20 g/kg，各土層含量隨深度的增加而增加。各剖面的黏粒CEC值在41.66 ~ 246.89 cmol/kg，變化范圍較大，剖面S07、S08和S09的黏粒CEC值較大，其對應(yīng)的有機(jī)質(zhì)含量和黏粒含量都較高，其余剖面黏粒CEC值較小，且對應(yīng)的有機(jī)質(zhì)含量和黏粒含量較低。剖面S06中27 ~ 49 cm土層曾為表層，受人為耕作影響，其有效磷含量高，為84.86 mg/kg，但由于位于河漫灘受洪水泛濫影響，導(dǎo)致其上部覆蓋一層壤質(zhì)砂土。其余各剖面土層有效磷含量均低于35 mg/kg，表明該區(qū)域土壤未出現(xiàn)肥熟現(xiàn)象。此外，9個(gè)剖面pH≥7.5，可認(rèn)為是鹽基飽和的(≥50%)。

表2 供試土壤的剖面描述

續(xù)表

表3 供試土壤的理化性質(zhì)

續(xù)表

2.3 主要診斷層和診斷特性

由表4可知，根據(jù)《中國土壤系統(tǒng)分類檢索(第3版)》[2]對9個(gè)供試土壤剖面的成土條件和各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢索，共鑒定出1個(gè)診斷表層、1個(gè)診斷表下層和8個(gè)診斷特性。結(jié)果如下：①淡薄表層：所有剖面的表層厚度均低于25 cm，剖面S01、S02、S06和S09的有機(jī)碳含量<6 g/kg，符合淡薄表層檢索條件；剖面S04剖面潤態(tài)明度≥3.5，干態(tài)明度≥5.5，潤態(tài)彩度≥3.5，為淡薄表層檢索條件。②雛形層：風(fēng)化成土過程中形成的無或基本上無物質(zhì)的淀積，未發(fā)生明顯黏化，帶棕、紅棕、紅、黃或紫等顏色，且有土壤結(jié)構(gòu)發(fā)育的B層，9個(gè)供試土壤剖面中有S02、S03、S04、S05、S06、S07和S08共7個(gè)剖面符合雛形層的鑒定條件。診斷特性有：①巖性特征：剖面S01、S02、S03、S06和S09在0 ~ 50 cm范圍內(nèi)有明顯的沉積層理，并且在125 cm深度處有機(jī)碳含量≥2 g/kg，符合沖積物巖性特征；②土壤水分狀況：綜合土壤樣點(diǎn)的水文狀況及氧化還原特征，將9個(gè)剖面的土壤水分狀況分為潮濕土壤水分狀況、常濕土壤水分狀況和濕潤土壤水分狀況，剖面S01、S06、S08和S09為河漫灘地形，S03、S04和S05為低階地，地形部位較低，這些剖面中斑紋出現(xiàn)的深度較淺，全部或某些土層被地下水或毛管水飽和并呈還原狀態(tài)，符合潮濕土壤水分狀況；剖面S07地形部位較高，不受地下水上下遷移的影響，其年干燥度<1，且每月干燥度幾乎都<1，屬常濕土壤水分狀況；剖面S02地形部位也較高，基本不受地下水上下遷移的影響，其年干燥度<1，但夏季>1，為濕潤土壤水分狀況。③潛育特征：剖面S09長期被水飽和，導(dǎo)致土壤發(fā)生強(qiáng)烈還原的特征，有50% 以上的土壤基質(zhì)色調(diào)為2.5Y，潤態(tài)明度≥4，潤態(tài)彩度≤3，土體中有鐵錳斑紋，且有亞鐵反應(yīng)，符合潛育特征。④氧化還原特征：剖面S01、S02、S03、S04、S05、S06、S08和S09有鐵錳銹斑紋，符合氧化還原特征。⑤土壤溫度狀況：本文中各剖面土壤年平均土溫≥15℃且<22℃，符合熱性土壤溫度狀況。⑥鐵質(zhì)特性：剖面S08的整個(gè)B層部分DCB浸提游離氧化鐵≥20 g/kg，符合鐵質(zhì)特性。⑦石灰性：9個(gè)剖面中所有層次的CaCO3相當(dāng)物均≥10 g/kg，且絕大部分層次用1∶3 HCl處理均有泡沫反應(yīng)，符合石灰性。⑧鹽基飽和度：通常認(rèn)為pH>7.5為鹽基飽和，本文9個(gè)剖面均屬于鹽基飽和。

表4 供試土壤的診斷層和診斷特性

2.4 土壤分類與參比

根據(jù)對9個(gè)剖面的診斷層和診斷特性的分析，按照《中國土壤系統(tǒng)分類檢索(第3版)》[2]對本文供試土壤進(jìn)行系統(tǒng)分類檢索。研究發(fā)現(xiàn)，9個(gè)供試剖面在中國土壤系統(tǒng)分類歸屬中屬于2個(gè)土綱、5個(gè)亞類(表5)。由表5可知，研究區(qū)土壤的發(fā)生分類與系統(tǒng)分類不呈一一對應(yīng)的關(guān)系，但有一定規(guī)律，隸屬于發(fā)生學(xué)分類潮土土類的6個(gè)供試剖面分別歸為系統(tǒng)分類中淡色潮濕雛形土、簡育常濕雛形土和簡育濕潤雛形土3個(gè)土類，而隸屬于發(fā)生學(xué)分類新積土土類的3個(gè)供試剖面則分別歸為系統(tǒng)分類中淡色潮濕雛形土和潮濕沖積新成土2個(gè)土類。

表5 供試土壤的系統(tǒng)分類及其發(fā)生分類參比

3 討論

本文9個(gè)供試土壤剖面分別歸屬于中國土壤系統(tǒng)分類的雛形土和新成土2個(gè)土綱，5個(gè)亞類，而在土壤發(fā)生分類中僅屬2個(gè)亞類(灰潮土和新積土)。這從一個(gè)方面表明，土壤系統(tǒng)分類在該類母質(zhì)發(fā)育的區(qū)分能力更強(qiáng)。秦聰[17]對江漢平原的河流沖積物發(fā)育土壤檢索出潮濕雛形土和沖積新成土亞綱，李少叢等[20]對河南省的潮土檢索出潮濕雛形土和干潤雛形土亞綱，本文對重慶市第四系全新統(tǒng)沖積物發(fā)育土壤檢索出潮濕雛形土、常濕雛形土、濕潤雛形土、沖積新成土亞綱。本文認(rèn)為影響重慶市第四系全新統(tǒng)沖積物發(fā)育土壤的系統(tǒng)分類的因素主要為：①氣候因素。重慶屬高濕區(qū)，位于河流兩岸的土壤水分狀況良好，根據(jù)重慶市各區(qū)縣氣象站點(diǎn)的觀測數(shù)據(jù)，運(yùn)用Penman經(jīng)驗(yàn)公式[2]估算可知，境內(nèi)各區(qū)縣氣象站點(diǎn)的年干燥度均小于1，其中海拔800 m以上氣象站點(diǎn)的每月干燥度也均小于1。因此剖面S07海拔在800 m以上，屬常濕土壤水分狀況，歸屬為常濕雛形土。②地形條件。剖面S01和S09均位于河漫灘上，在警戒水位以下，受地形及氣候因素的影響較大，土壤在發(fā)育過程中因降水受河流沖積，常有新鮮沖積物加入，并且沒水分的垂直定向運(yùn)動(dòng)，無良好的結(jié)構(gòu)發(fā)育B層的形成，因此，劃為新成土土綱。剖面S02、S03、S04、S05和S07距離河流較遠(yuǎn)，屬低階地，受河流影響較小或已脫離河流沖積的影響，有水分的垂直定向運(yùn)動(dòng)和土壤環(huán)境的干濕交替，使土壤有良好的結(jié)構(gòu)發(fā)育B層，因此劃為雛形土土綱。另外，距離河流的遠(yuǎn)近和河流的流速影響土壤的質(zhì)地和氧化還原狀況，如剖面S06位于長江的河漫灘前緣，距離河流較近，土體易受河水的影響；剖面S08位于宜居河(烏江支流)河漫灘后緣，河流流速較小并且在河流旁有植被生長良好，無河流的不定期沖積，有良好的結(jié)構(gòu)發(fā)育B層，且有氧化還原特征。③母質(zhì)因素。河流的來源影響土壤的母質(zhì)，大河流的沖積物通常為中性或石灰性，小溪河的沖積物通常受地帶性土壤影響，其發(fā)育土壤在理化性質(zhì)上存在區(qū)別。如剖面S03位于涪江和其一級支流之間的一級階地中部，距離涪江較近，其0 ~ 42 cm土層色調(diào)為40% 2.5Y和60% 5YR，由涪江沖積物和其支流沖積物混合發(fā)育，42 ~ 103 cm土層色調(diào)為2.5Y，由涪江沖積物發(fā)育，103 ~ 145 cm土層色調(diào)為2.5YR，由涪江一級支流小溪河沖積物發(fā)育。另外，剖面S06的0 ~ 27 cm土層為長江近代沖積物發(fā)育而來，質(zhì)地為砂土類，無結(jié)構(gòu)發(fā)育的B層，但27 ~ 49 cm為埋藏層，受耕作影響，有效磷含量高，剖面下部生物作用強(qiáng)，土壤結(jié)構(gòu)發(fā)育良好，有結(jié)構(gòu)發(fā)育的B層，但上覆土體厚度小于50 cm，故以下部土體為準(zhǔn)而劃為雛形土土綱。剖面S09現(xiàn)為消落帶，其0 ~ 62 cm土層為東河(長江支流)沖積物發(fā)育而來，無結(jié)構(gòu)發(fā)育的B層，而62 cm以下為紫色泥(頁)巖風(fēng)化殘坡積物，色調(diào)為2.5Y，有潛育特征，其中62 ~ 80 cm為種植水稻埋藏層，有一定的結(jié)構(gòu)發(fā)育，但上覆土體厚度大于50 cm，故以上覆土體為準(zhǔn)而劃為新成土土綱。

4 結(jié)論

依據(jù)中國土壤系統(tǒng)分類的原則和方法，9個(gè)供試剖面的重慶市第四系全新統(tǒng)沖積物發(fā)育的土壤剖面可劃分為2個(gè)土綱(雛形土、新成土)，4個(gè)亞綱，4個(gè)土類，5個(gè)亞類。隸屬于發(fā)生學(xué)分類潮土土類的6個(gè)供試剖面分別歸為系統(tǒng)分類中淡色潮濕雛形土、簡育常濕雛形土和簡育濕潤雛形土3個(gè)土類，隸屬于發(fā)生學(xué)分類新積土土類的3個(gè)供試剖面則分別歸為系統(tǒng)分類中淡色潮濕雛形土和潮濕沖積新成土2個(gè)土類。土壤系統(tǒng)分類在該類土壤的區(qū)分度更強(qiáng)。此外，地形、氣候和母質(zhì)是影響該區(qū)域土壤系統(tǒng)分類的主要因素，位于河漫灘的、由大河流沖積物發(fā)育的土壤剖面容易發(fā)育為新成土土綱，位于低階地、由小河流發(fā)育的土壤剖面容易發(fā)育為雛形土土綱。

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Taxonomy of Soils Derived from Holocene Alluvial Sediments in Chongqing

HU Jin, CI En*, LIAN Maoshan, XIAO Tao, DING Ningning, SUN Hongguang, WANG Xiu

(College of Resources and Environment, Southwest University, Chongqing 400715, China)

In order to study the Chinese Soil Taxonomy (CST) of soils derived from the Quaternary Holocene alluvial sediments in Chongqing, 9 typical soil profiles were selected and surveyed, soil-forming conditions were investigated, soil morphological characteristics of the profiles were observed, soil horizons were determined and the horizon samples were collected, the physical and chemical properties of the samples were measured, the taxonomy of tested soils were determined according to Chinese Soil Taxonomy (CST), and the references to Genetic Soil Classification (GSC) were established at the subgroup level. The results showed that the 9 tested soil profiles were identified as 2 orders of Cambosols and Primosols, and 5 subgroups. Among of them, 5 soil profiles were classified as Calcaric Ochri-Aquic Cambosols, the other 4 ones identified as Ferric Hapli-Perudic Cambosols, Mottlic Hapli-Udic Cambosols, Gleyic Aqui-Alluvic Primosols and Calcaric Aqui-Alluvic Primosols respectively. The fluvo-aquic soil group in GSC was sorted into 3 groups of Ochri-Aquic Cambosols, Hapli-Perudic Cambosols and Hapli-Udic Cambosols in CST, and the alluvial soil group of GSC was sorted into 2 groups of Ochri-Aquic Cambosols and Aqui-Alluvic Primosols in CST. The analysis of soil-forming conditions showed that topography, climate and parent material were the important factors influencing the development and taxonomy for the soils derived from Holocene alluvial sediments in Chongqing.

Chongqing; Soil derived from alluvial sediments; Soil taxonomy; Genetic soil classification; Diagnostic horizons; Diagnostic characteristics; Reference

國家科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)(2014FY110200)、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(XDJK2017B027)和西南大學(xué)科技創(chuàng)新“光炯”培育項(xiàng)目(2016001)資助。

(cien777@163.com)

胡瑾(1999—)，女，云南昭通人，本科生，主要研究方向?yàn)橥寥腊l(fā)生與分類。E-mail:1125284595@qq.com

10.13758/j.cnki.tr.2018.01.027

S155.3

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