HJ 1167-2021 全国生态状况调查评估技术规范——森林生态系统野外观测.pdf

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1、中 华 人 民 共 和 国 国 家 生 态 环 境 标 准 HJ 1167 2021 全国生态 状况调查 评估技术 规范 森林 生态系统 野外观测 Technical specification for investigation and assessment of national ecological status Field observation of forest ecosystem 本电子 版为 正式 标准 文本 ，由生 态环 境部 环境 标准 研究所 审校 排版 。 2021-05-12 发布 2021-08-01 实施 生 态 环 境 部 发 布 HJ 1167 2021 i

2、目 次 前 言 . ii 1 适 用范 围 . 1 2 规 范性 引用 文件. 1 3 术 语和 定义 . 1 4 总则 . 2 5 技 术流 程 . 2 6 森 林生 态系 统类 型 . 2 7 野 外观 测样 地选 择与 样 方设置 . 2 8 野 外观 测指 标体 系 . 3 9 野 外观 测技 术方 法 . 4 附录 A （ 规范 性附 录） 野 外调查 记录 表 . 8 HJ 1167 2021 ii 前 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法及相关法律法规，以及 全国 生态状 况定期遥 感调 查评 估 方 案 （ 环办 生态 201945 号） ，制 定本 标准 。 本标准 规定 了森

3、 林生 态系 统野外 观测 的总 则 、 技 术 流程 、 野 外观 测样 地选 择 与样方 设置 、 野外 观测 指标体 系和 野外 观测 技术 方法等 要求 。 本标准 的附录 A 为规范 性 附录。 本标准 为首 次发 布。 本标准 与以 下标 准同 属全 国生态 状况 调查 评估 技术 规范系 列标 准： 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 生态 系统 遥感 解译与 野外 核查 （HJ 11662021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 草地 生态 系统 野外观 测 （HJ 11682021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 湿地 生态 系统 野外观 测

4、（HJ 11692021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 荒 漠 生 态 系 统 野 外 观 测 （HJ 1170 2021）； 全 国 生 态 状 况 调 查 评 估 技 术 规 范 生 态系 统格 局评估 （HJ 1171 2021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 生态 系统 质量 评估 （HJ 11722021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 生态 系统 服务 功能评 估 （HJ 11732021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 生态 问题 评估 （HJ 11742021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 项目 尺度 生

5、态 影响评 估 （HJ 11752021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 数据 质量 控制 与集成 （HJ 1176 2021）。 本标准 由生 态环 境部 自然 生态保 护司 、法 规与 标准 司组织 制订 。 本标准 主要 起草 单位 ：生 态环境 部卫 星环 境应 用中 心、中 国科 学院 生态 环境 研究中 心。 本标准 生态 环境 部 2021 年 5 月 12 日批 准。 本标准 自 2021 年 8 月 1 日 起实施 。 本标准 由生 态环 境部 解释 。 HJ 1167 2021 1 全 国生态 状况调查 评估技 术规范 森 林生态 系统 野外观 测 1 适用范

6、围 本 标 准 规 定 了 森 林 生 态 系 统 野 外 观 测 的 总 则 、 技 术 流 程 、 野 外 观 测 样 地 选 择 与 样 方 设 置 、 野 外 观 测 指标体系和野外观测技术方法等 要求 。 本 标 准 适 用 于 全 国 及 省 级 行 政 区 陆 域 森 林 和 灌 丛 生 态 系 统 野 外 观 测 ， 其他 地 理区域 可参 照本 标准 执 行 。 2 规范性引用 文件 本标准 引用 了下 列文 件或 其中的 条款 。凡 是注 明日 期的引 用文 件， 仅注 日期 的版本 适用 于本 标 准 。 凡是未 注日 期的 引用 文件 ，其最 新版 本（ 包括 所有 的

7、修改 单） 适用 于本 标准 。 GB/T 14721 林业资 源分 类与 代码 森 林 类型 GB/T 26424 森林资 源规 划设 计调 查技 术规程 GB/T 30363 森林植 被状 况监 测技 术规 范 GB/T 33027 森林生 态 系 统长 期定 位观 测方法 GB T 35221 地面气 象观 测规 范 总则 HJ/T 166 土壤环 境监 测技 术规 范 HJ 710.1 生物多 样性 观测 技术 导则 陆生维 管植 物 HJ 1166 全国生 态状 况调 查评 估技 术规范 生态 系统 遥感 解译与 野外 核查 LY/T 2258 立木生 物量 建模 方法 技术 规程

8、LY/T 2259 立木生 物量 建模 样本 采集 技术规 程 SL 276 水文基 础设 施建 设及 技术 装备标 准 3 术语和定义 下列术 语和 定义 适用 于本 标准。 3.1 林分 stand 森林内 部特 征 （ 如树 种组 成、 林 冠层 次、 年龄 、 郁 闭度、 起源 、 地 位级 或出 材量等 ） 基 本相 同 ， 而 与周围 森林 有明 显区 别的 一片森 林。 林分 常作 为确 定森林 经营 措施 的依 据， 不同的 林分 需要 采 取 不 同 的 经营措 施。 3.2 森林生 态系 统 forest ecosystem 以乔木 为主 的生 物群 落和 非生物 环境 综

9、合 组成 的生 态系统 ， 本标 准中 包括 针 叶林 、 阔 叶林 、 针阔 混 交林和 稀疏 林。 HJ 1167 2021 2 3.3 每木检 尺 tally 林业调 查中 的一 种基 本调 查工作 ， 目 的为 取得 林分 数据， 测定 样地 内每 一株 达到测 量标 准树 木 的 胸 径等指 标。 4 总则 森林生 态系 统野 外观 测应 遵循规 范性 、可 操作 性、 先进性 和经 济与 技术 可行 性的原 则。 5 技术流程 本标准 制定 了森 林生 态系 统类型 识别 、 样地 样方 设 置、 观测 指标 体系 构建 、 明 确野外 观测 技术 方法 等技术 流程 ，具 体如

10、图 1 。 图 1 野外观测 总体 技术 流程 6 森林生态系 统类 型 根据 HJ 1166 中 生 态 系 统 分 类 体 系 ， 森 林 生 态 系 统 的 类 型 包 括 针 叶 林 、 阔 叶 林 、 针 阔 混 交 林 和 稀 疏 林 。 7 野外观测样 地选 择与 样 方设置 7.1 样地选择 7.1.1 样地选择需 具有 代 表性和 典型 性， 避免 在权 属不清 、变 更频 繁的 地区 选择样 地。 7.1.2 外业采样率 平均 每 10 000 km 2 设置 1 个固 定 样地， 建议 尽量 选取 已有 样地作 为固 定样 地， 并综 合考虑 代表 性、 经济 性、 可行

11、性 等， 根据 各区 域实 际情况 适当 安排 ， 如 在生 态系统 类型 交错 和 复 杂 的 区 域可适 当增 加样 地个 数， 在类型 单一 的区 域可 适当 减少样 地个 数。 森林生态系统类型 设置样 地样方 明确观 测内容 构建野外观测指标体系 基 本 情 况 森 林 类 型 每 木 检 尺 林 分 指 标 林 下 植 被 野外观测技术方法 关联 分析 HJ 1167 2021 3 7.1.3 针对观测对 象 ， 在 可能的 情况 下 ， 至 少选 择 2 个能 够代 表观 测对 象的 样地 ， 地 表覆 盖相 对均 一， 样地面 积 为 10 000 m 2 。 7.1.4 样地

12、选择应 在生 态 系统类 型一 致的 平地 或相 对均一 的缓 坡坡 面上 。 7.2 样方布设 7.2.1 样 方应反映各 类森林生 态系统随地形 、土 壤和人 为环境等的变 化特征，每 个样地须保证 有不少 于 2 个 重 复 样 方 ， 样 方 大 小 根 据 气 候 带 、 森 林 类 型 不 同 进 行 设 置 ， 一 般 为 20 m 20 m ， 灌 丛 样 方 为 10 m 10 m 。 7.2.2 对于均一地 面样 地 ，样方 布设 应在 区域 内进 行简单 随机 抽样 代替 整体 分布。 7.2.3 对 于非均一地 面样地， 应根据样地内 空间异质程 度进行分层抽 样，要求

13、层 内相对均一， 并在层 内进行 局部 均匀 采样 ，表 达各层 的参 数。 7.2.4 为了调查森 林的 林 下植被 生长 状况 （物 种、 植被高 、 覆 盖度 、 生 物量 等） ， 须在 每个 森林 样方 内 ， 布设不 少 于 4 个 林下 植被 样方， 面积 不小于 1 m 2 ， 尽量不 在样 方边 缘位 置布 设。 8 野外观测指 标体 系 森林生 态系 统野 外观 测主 要针对 针叶 林、 阔叶 林、 针阔混 交林 和稀 疏林 开展 ，内容 包括 基本 情 况 、 森林类 型、每 木检 尺、林 分指标 和林下 植被 。根据 不同观 测内容 ，设 定不同 野外观 测指标 （ 表

14、 1 ） ， 观 测时间 可结 合南 北方 差异 以及树 种差 异， 在生 长期 最旺盛 的时 间开 展， 原则 上为 7 9 月。 观测 结 果 记 录参见 附 录 A 中表 A.1表 A.3。 表 1 森林生态 系统 野外 观测指 标 观测内容 观测指标 指标定义 观测时间 观测频度 基本情况 海拔 地面地点高出海平面的垂直距离 五年一次 地形类型 分为平原、丘陵、山地 五年一次 坡度 地 表 单 元陡 缓 的程 度 ，通 常 把坡 面 的 垂直 高 度和 水 平距 离的比 叫 做坡度 五年一次 坡向 坡面法线在水平面上的投影的方向，可理解为坡面所面对的方向 五年一次 坡位 调查样地所处的

15、地貌部位，如脊部，上、中、下坡，山谷，平地 五年一次 土壤类型 土壤可以分为砂质土、黏质土、壤土三种类型 一年一次 腐殖质厚度 土壤腐殖质的厚度，根据厚度分为厚、中、薄三个等级 7 9 月 一年一次 小气候 森林生态系统的降雨、风速/ 风向、辐射、温 湿度等 1 12 月 连续（逐时） 径流量 某 一 时 段内 通 过河 流 某一 过 水断 面 的 水量 （ 监测 站 连续 观测； 或 人工观测，一年两次，分别选择汛期前后） 1 12 月 连续/ 一年两次 森林类型 针叶林 针叶树种蓄积占林分蓄积 80% 以上 7 9 月 一年一次 阔叶林 阔叶树种蓄积占林分蓄积 80% 以上 7 9 月 一

16、年一次 针阔混交林 针叶或阔叶树蓄积占林分蓄积 20% 80% 7 9 月 一年一次 稀疏林 林分郁闭度在 0.10 0.19 之间 的林地 7 9 月 一年一次 每木检尺 树种 单株树木的种类 7 9 月 一年一次 胸径 林木胸高 （距地面 1.3 m ） 处的直径， 林木调查起测胸径为 5.0 cm 7 9 月 一年一次 HJ 1167 2021 4 续表 观测内容 观测指标 指标定义 观测时间 观测频度 每木检尺 树高 单株树地面至树梢的高度 7 9 月 一年一次 树龄 单株树木的年龄 7 9 月 五年一次 冠幅 树 冠 垂 直于 地 面的 投 影大 小 。通 常 测 量东 南 西北 四

17、 个方 向至树 干 的距离，近似椭圆的方法计算冠幅大小 7 9 月 一年一次 生物量 某一时刻单位面积内实存生活的有机物质总量 7 9 月 一年一次 林分指标 林分起源 根据起源可将森林划分为天 然林和人工林 7 9 月 一年一次 优势树种 某一林分内，在数量（株数或蓄积量）占优势地位的树种 7 9 月 一年一次 林龄/ 平均年龄 乔 木 林 的龄 级 与龄 组 根据 优 势树 种 （ 组） 的 平均 年 龄确 定，主 要 树种（组）的龄级期限和龄组的划分 7 9 月 一年一次 平均胸径 反 映 林 分粗 度 的基 本 指标 ， 以林 分 平 均胸 高 断面 对 应的 直径为 林 分平均胸径

18、7 9 月 一年一次 平均高 反 映 林 分 高 度 的 平 均 水 平 ， 以 具 有 平 均 胸 径 的 林 木 的 高 度 作 为 平 均高 7 9 月 一年一次 郁闭度 乔木树冠在阳光直射下在地面的总投影面积与此林地总面积之比 7 9 月 一年一次 叶面积指数 单位土地面积上植物叶片总面积与土地面积的比值 7 9 月 一年一次 林下植被 林下植被物种数 根据不同的林下植物种类统计相应的林下植被物种数量 7 9 月 一年一次 林下植被高度 调查单元内林下植被层内所有或部分植被的平均高度 7 9 月 一年一次 林下覆盖度 林 下 植 被（ 包 括叶 、 茎、 枝 ）在 地 面 的垂 直 投

19、影 面 积占 统计区 总 面积的百分比 7 9 月 一年一次 9 野外观测技 术方 法 9.1 海拔 可使用 数字 高程 模型 （DEM ）提 取或 通过 GPS 测量。 9.2 地形类型 采用观 察法 ，分 为平 原、 丘陵和 山地 ，可 根据 实际 情况在 此基 础上 进行 细化 和备注 ，类 型如 下： a ）平 原： 平坦 开阔 ，且 相 对高差 小 于 50 m ； b ）丘 陵： 没有 明显 的脉 络 ，坡度 较缓 和， 且相 对高 差小 于 100 m ； c ）山 地： 起伏 大， 峰谷 明 显，高 程 在 500 m 以上 ， 相对高 差 在 100 m 以上 。 9.3 坡

20、度 坡度可 使用 数字 高程 模型 （DEM ）提 取或 采用罗 盘 等工具 测量 ，共 分为 六个 等级（ 上含 下不 含） ， 如下： a ） 级为 平坡 ：0 5 ； b） 级为 缓坡 ：5 15 ； c ） 级 为 斜坡 ：15 25 ； d ） 级为 陡坡 ：25 35 ； e ） 级为 急坡 ：35 45 ； f ） 级 为险 坡：45 以上 。 HJ 1167 2021 5 9.4 坡向 坡向可 使用 数字 高程 模型 （DEM ）提 取或 采用罗 盘 等工具 测量 ，共 分为 八个 方向（ 上含 下不 含） ， 如下： a ）北 坡： 方位 角 337 360 ，0 22 ；

21、b ）东 北坡 ：方 位角 22 67 ； c ）东 坡： 方位 角 67 112 ； d ）东 南坡 ：方 位角 112 157 ； e ）南 坡： 方位 角 157 202 ； f ）西南 坡： 方位 角 202 247 ； g ）西 坡： 方位 角 247 292 ； h）西 北坡 ：方 位角 292 337 。 9.5 坡位 采用观 察法 ，将 坡位 分为 脊部、 上坡 、中 坡、 下坡 、山谷 、平 地共 六个 坡位 ，如下 ： a ）脊 部： 山脉 的分 水线 及 其两侧 各下 降垂 直高 度 15 m 的范围； b ）上 坡： 从脊 部以 下至 山 谷范围 内的 山坡 三等 分后

22、 的最上 等分 部位 ； c ）中 坡： 三等 分的 中坡 位 ； d ）下 坡： 三等 分的 下坡 位 ； e ） 山谷 （或 山洼） ： 汇 水线 两侧的 谷地 ， 若 样地 处于 其他部 位中 出现 的局 部山 洼， 也 应按 山谷 记 载 ； f ）平地 ：平 原或 台地 的地 段。 9.6 土壤类型 根据土 壤质 地， 将土 壤分 为砂质 土、 黏质 土、 壤土 三类， 具体 判断 标准 依据 HJ/T 166 相关 要求 执 行，可 根据 实际 情况 在此 基础上 进行 细化 和备 注。 9.7 腐殖质厚度 根据厚 度分 为厚 、中 、薄 三个等 级， 如下 ： a ）厚 ：5 c

23、m ； b ）中 ：2 5 cm ； c ）薄 ：2 cm 。 9.8 小气候 依托已 有观 测站 点， 观测 森林生 态系 统的 降雨 、 风 速/ 风向、 辐射、 温湿 度等 。 具体 依据 GB T 35221 和 GB/T 33027 相关 要求 执 行。 9.9 径流量 森林生 态系 统通 常进 行河 道径流 观测 ， 依托 已有 水 文观测 站点 进行 观测 ； 若 无已有 固定 站 ， 在 流量 大、 河 道宽 的河 道上 选取 径流观 测点 ， 安 装径 流观 测设施 ， 尽 量采 用自 动观 测仪器 设备 （流 速 仪 ） 进 行 观测， 水文 基础 设施 建设 依据 SL

24、276 相关 要求 执行 。 9.10 针叶林 采用仪 器测 量和 观察 法相 结合， 调查 指标 见 表 1 。 HJ 1167 2021 6 9.11 阔叶林 采用仪 器测 量和 观察 法相 结合， 调查 指标 见 表 1 。 9.12 针阔混交 林 采用仪 器测 量和 观察 法相 结合， 调查 指标 见 表 1 。 9.13 稀疏林 采用仪 器测 量和 观察 法相 结合， 调查 指标 见 表 1。 9.14 树种 常见树 种名 称及 代码 可参 考 GB/T 26424 和 GB/T 14721 相 关要 求执 行。 9.15 胸径 在乔木 样方 内， 选择胸径 5 cm 以上的 树木

25、进行 测量 ，使用 测径 尺测 量距 地 面 1.3 m 处的直 径， 对 样方内 的树 木进 行每 木检 尺。遇 干形 不规 整树 木， 应垂直 测定 两个 方向 的直 径，取 其平 均值 。 在 1.3 m 以下分 叉应 视为 两株 树， 分别测 量， 具体 可参 考 HJ 710.1 相关 要求 执行 。 9.16 树高 树高主 要利 用测 高仪 测量 ， 获取 样方 内所 有树 木绝 对高度 ， 森 林覆 盖率 较高 的地区 允许 采用 高 度 估 测方式 估测 树高 。 9.17 树龄 单株树 木的 年龄 通常 使用 生长锥 进行 测定 ，无 需对 每株树 进行 测定 ，选 取具 有

26、代表 性的 树木 测 量 ， 描绘生 长曲 线， 同树 种可 利用生 长曲 线来 判断 树龄。 9.18 冠幅 通常测 量东 西向 和南 北向 树冠投 影宽 度的 平均 值。 9.19 生物量 9.19.1 森 林 生 态 系 统 地 上 生 物 量 观 测 分 为 立 木 和 冠 层 下 部 观 测 ， 立 木 与 冠 层 下 部 生 物 量 之 和 即 为 样 方 生 物 量 ， 具 体 如 下 ： a ） 立木 的地 上生 物量 观测 ： 是通 过样 方内 所有 林木 进行测 量， 获取 其树 高、 胸径等 地面 观测 数据 ， 依据异 速生 长方 程计 算 ， 采样及 方程 计算 方法

27、 具体 依据 LY/T 2258 和 LY/T 2259 相 关要 求执 行， 对所 有 立木生 物量 求取 总值 并除 以样方 面积 ，获 取 1 m 2 面 积的立 木生 物量 ， b ）冠 层下 部（ 林下 ）生 物 量观测 ：在 样方 内， 随 机 选择不 小 于 4 个区 域， 分 别收集 其中 全部 地上 植被，称量鲜重，从中抽 取不少于 5% 的样品，105 下烘干至恒重称干重， 获取植株含水量，进而获 得实 测 的 地 上 生 物 量 ， 计 算 生 物 量 总 值 并 除 以 样 方 面 积 ， 作 为 冠 层 下 部 单 位 面 积 的 生 物 量 。 冠 层 下 的 灌

28、木层（含藤 状物 ）生 物量 观测方 法根 据森 林生 物量 观测方 法。 9.19.2 森 林 生 态 系 统 地 下 生 物 量 根 据 根 冠 比 来 计 算 ， 采 样 及 方 程 计 算 方 法 具 体 依 据 L Y/T 2258 和 L Y/T 2259 相 关 要 求 执 行 。 HJ 1167 2021 7 9.20 林分起源 将森林 划分 为天 然林 和人 工林， 根据 林分 生长 状态 有无人 工播 种痕 迹进 行判 断，如 下 ： a ）天 然林 ：由 天然 下种 或 萌生形 成的 森林 、林 木； b ）人 工林 ：由 人工 直播 或 飞机播 种形 成的 森林 、林

29、木。 9.21 优势树种 在样地 内或 林分 内 ， 树 种 在数量 、 株数 或蓄 积量 其 中任何 一方 面占 明显 优势 地位的 树种 ， 为该 样地 或林分 的优 势树 种， 调查 方法具 体依 据 GB/T 30363 相关要 求执 行。 9.22 林龄/ 平均年 龄 乔木林 的龄 级与 龄组 根据 优势树 种 （ 组） 的平 均年 龄确定 ， 竹 林的 龄级 按竹 度确定 ， 经 济林 划 分 为 生产前 期、 初产 期、 盛产 期和衰 产期 四个 生产 期， 具体依 据 GB/T 26424 相 关 要求执 行。 9.23 平均胸径 反映林 分粗 度的 基本 指标 ，以林 分平

30、均胸 高断 面对 应的直 径为 林分 平均 胸径 。 9.24 平均高 根据样 地内 具有 平均 直径 的树木 高度 ，作 为样 地林 木的平 均高 。 9.25 郁闭度 郁闭度 调查 时， 可以 在林 内每 隔 3 5 m 随机布点 若 干个， 在每 个点 上观 测有 无树冠 覆盖 ，按 照 有 树冠覆 盖的 点数 占总 点数 的比例 计算 郁闭 度。0.70 （含 0.70 ）以 上的 郁闭 林 为密林 ，0.200.69 为中度 郁闭，0.20 （不 含 0.20） 以下为 疏林 。 9.26 叶面积指 数 采用叶 面积 指数 仪器 进行 测量， 然后 计算 样方 平均 叶面积 指数 。

31、 采 样点 沿样 地的两 条斜 对角 线 等 间 距 分布 ，两 点之 间间 隔不 超过 5 m ，每 条对 角线 上 观测至 少 8 次。 9.27 林下植被 物种 数 利用计 数法 ，计 算样 方内 灌木和 草本 种类 数。 9.28 林下植被 高度 可利用 带有 刻度 的标 尺测 量样方 内林 下植 被的 平均 高度。 9.29 林下覆盖 度 根据样 方内 林下 植被 覆盖 土地面 积的 比例 大小 ，计 算林下 覆盖 度。 HJ 1167 2021 8 附 录 A （规范 性附 录） 野外调 查记 录表 表 A.1 森林生 态系 统野 外调查 表 样地号：_ 样方号：_ 日期：_ 地理

32、位置名称 优势树种/ 优势树高/m 地理位置坐标 林龄/ 平均年龄 海拔/m 平均高/m 坡度/ （ ） 平均胸径/cm 坡向/ （ ） 林分郁闭度 坡位 叶面积指数 腐殖质厚度/cm 林下植被物种数 径流量/ （m 3 /s ） 林下植被平均覆盖度 林分起源 林下植被平均高度/m 注 1 ：地理位置名称：具体到 村一级行政单位名称，以“省+ 市+ 县+ 镇（乡）+ 村”格式填 写。 注 2 ：地理位置坐标为填表样 方的经纬度：采 用十进制度填写，至少保留 6 位小数。 注 3 ：其他按照“9 野外观测 技术方法”中的观测值填写。 表 A.2 每木检 尺记 录表 样地号：_ 样方号：_ 日期：

33、_ 样木号 树种名称 胸径/cm 树高/m 郁闭度 树龄/ 年 冠幅/m 林分经营 类型 东西 南北 1 2 3 注 1 ：树种名称：根据观测 实 际情况填写。 注 2 ：林分经营类型：根据实 际观测和调查情况填写。 注 3 ：其他按照“9 野外观测 技术方法”中的观测值填写。 表 A.3 林下植 被调 查表 样地号：_ 样方号：_ 日期：_ 林分经营类型 林下植被物种数 林下植被高度/m 林下覆盖度 林下植被生物量 土壤类型 腐殖质厚度/cm 注 1 ：林分经营类型：根据实 际情况填写。 注 2 ：林下植被物种数：根据 实际情况填写。 注 3 ：其他按照“9 野外观测 技术方法”中的观测值填写。