大地测量与地球动力学

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地电阻率直流和交流观测对成都中心站地磁记录的干扰分析

李雪浩 ¹ , 李国超 ¹ , 李贵元 ¹ , 龚康 ¹ , 何思源 ¹

大地测量与地球动力学 | 观测技术 2025,45(9): 944-949

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大地测量与地球动力学 |观测技术 2025 , 45 (9) : 944 -949

地电阻率直流和交流观测对成都中心站地磁记录的干扰分析

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李雪浩，工程师，主要从事地震监测研究，E-mail: cdtddgc@163.com

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李雪浩¹, 李国超¹, 李贵元¹, 龚康¹, 何思源¹

作者信息

1 四川省地震局成都地震监测中心站，成都市郫都区一环路西南段136号，611730

作者简介:

李雪浩，工程师，主要从事地震监测研究，E-mail: cdtddgc@163.com

Interference Analysis of DC and AC Geoelectrical Resistivity Observations on Geomagnetic Records at Chengdu Earthquake Monitoring Center Station

Xuehao LI¹, Guochao LI¹, Guiyuan LI¹, Kang GONG¹, Siyuan HE¹

Affiliations

1 Chengdu Earthquake Monitoring Center Station of Sichuan Earthquake Agency, 136 Southwest Section of Yihuan Road, Pidu District, Chengdu 611730, China

LI Xuehao, engineer, majors in earthquake monitoring, E-mail: cdtddgc@163.com

出版时间: 2025-09-15 doi: 10.14075/j.jgg.2024.09.439

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摘要

收起

设置不同的供电参数对成都地震监测中心站并行运行的地电阻率直流和交流观测系统开展实验，分析总结不同地电阻率观测系统在测量时对同台地磁记录产生的干扰特征。结果表明，地电阻率直流观测对地磁记录造成的干扰呈正、反向大幅度方波形态，其输出电流幅值与干扰幅度呈正相关；地电阻率交流观测对地磁记录造成的干扰呈大幅度正弦波形态，在输出电流频率为1~10 Hz、输出电流幅值为0.1~0.5 A时不会对地磁记录产生干扰。此外，结合地电阻率交流观测实验结果模拟FGM-01磁通门磁力仪的幅频特性曲线，该曲线符合低通滤波器的频响特性。

关键词

地电阻率直流和交流观测 / 地磁观测 / 干扰分析

Abstract

收起

We conduct experiments on the parallel operation of DC and AC geoelectrical resistivity observation systems at Chengdu earthquake monitoring center station by setting different power supply parameters, and summarize the interference characteristics of different geoelectrical resistivity observation systems on geomagnetic records at the same station. The results show that the interference caused by DC geoelectrical resistivity observation on geomagnetic records is in the form of positive and negative large amplitude square waves, and the output current amplitude is positively correlated with the interference amplitude. The interference caused by AC geoelectrical resistivity observation on geomagnetic records is in the form of large amplitude sine waves, and will not interfere geomagnetic records when the output current frequency is 1-10 Hz and the output current amplitude is 0.1-0.5 A. In addition, based on the experimental results of AC geoelectrical resistivity observation, we simulate the amplitude frequency characteristic curve of the FGM-01 fluxgate magnetometer, which conforms to the frequency response characteristics of a low-pass filter.

Key words

DC and AC geoelectrical resistivity observation / geomagnetic observation / interference analysis

引用本文

李雪浩, 李国超, 李贵元, 龚康, 何思源. 地电阻率直流和交流观测对成都中心站地磁记录的干扰分析. 大地测量与地球动力学, 2025 , 45 (9) : 944 -949 . DOI: 10.14075/j.jgg.2024.09.439

Xuehao LI, Guochao LI, Guiyuan LI, Kang GONG, Siyuan HE. Interference Analysis of DC and AC Geoelectrical Resistivity Observations on Geomagnetic Records at Chengdu Earthquake Monitoring Center Station[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics, 2025 , 45 (9) : 944 -949 . DOI: 10.14075/j.jgg.2024.09.439

正文

收起

电磁观测作为地球物理观测中的重要组成部分，可为震情跟踪分析提供重要资料^[1]。目前应用于我国地震监测的地电阻率观测绝大多数采用单一极距、对称四极装置的地电阻率直流观测系统^[2]。因观测场地限制等客观因素，许多观测台站采取地电、地磁同台观测的方式，这必然会导致相互产生干扰。在干扰抑制方面，许多学者开展了大量研究工作，万永革等^[3]采用傅里叶和相关分析2种方法对干扰进行抑制处理；谢凡^[4]提出基于极值特征尺度的干扰辨识及抑制方法；张敏等^[5]采用基于EMD的小波阈值滤波对地磁数据进行去噪分析；庞晶源等^[6]使用一种干扰近似替换的方法对数据进行处理。但上述干扰抑制方法主要局限于从后期对观测数据进行各种信号滤波处理，无法从根本上或在观测过程中解决干扰问题。近年来，地电学科组研究团队针对观测中的问题，研制出适用于地震监测预报的地电阻率交流观测系统，该系统的观测原理与直流观测相同^[7]。目前该观测系统已陆续在多个地电阻率台站开展观测实验，观测成效优良，特别是在抑制地铁运行干扰等方面取得优异的观测效果^[8-9]。

目前针对地电阻率交流观测特别是其对地磁记录产生干扰影响的研究较少。因此，本文基于成都地震监测中心站(下文简称成都中心站)并行运行的地电阻率直流、交流观测系统和同台地磁观测系统，分别设置不同的供电参数开展观测实验，分析总结不同地电阻率观测系统在供电测量时对地磁记录产生的干扰特征，同时结合实验结果，给出适宜成都中心站地电阻率交流观测的工作参数，并对实验结果进行处理、转换后模拟FGM-01磁通门磁力仪的幅频特性曲线，以期为其他电磁同台观测台站提供参考和借鉴。

1 成都中心站电磁观测概况

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成都中心站位于成都市郫都区走石山，地处龙门山构造带东侧成都新生代凹陷盆地内的竹瓦铺-什邡隐伏断裂，西距安县-灌县断裂约20 km，东距龙泉山断裂约60 km。图 1为成都中心站地电阻率观测和地磁相对观测的布设示意图。地电观测区内大部分为农田耕作区，地势开阔平坦，图中红线为地电阻率观测布设的3条测道，黑色圆点为电极埋设位置，3条测道分别为原NE(N58°E)测向、NW(N49°W)测向和新NE(N58°E)测向，均采用对称四极布设方式。其中，原NE测向供电极AB=686 m，测量极MN=226 m；NW测向供电极AB=846 m，测量极MN=270 m；新NE测向供电极AB=613 m，测量极MN=193 m。地电阻率直流和交流2套观测系统共用同一电极和外线路等观测装置，直流观测仪器为ZD8M地电阻率仪，供电电源为WL6B稳流电源；交流观测仪器为ZD8AC地电阻率仪，供电电源为ACWL-Ⅱ交流变频稳流电源，2套系统均为小时采样观测。地磁相对记录室位于走石山西侧山坡，观测室内架设有FGM-01磁通门磁力仪，该观测系统由磁通门探头、数模转换装置和主机3个部分构成，测项分量分别为地磁偏角D、地磁场水平分量H和垂直分量Z，同时使用FHDZ-M15地磁组合观测系统中的OVERHAUSER质子磁力仪记录地磁总场F，均为秒采样观测。

2 观测实验及干扰分析

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地磁观测中受到的主要干扰包括城市轨道交通(地铁)干扰、高压直流输电干扰、同台地电阻率观测产生的干扰和部分偶发性的随机干扰，如车辆影响、铁磁性物质、GPS校时、强雷电等。对于地电阻率观测产生的干扰，本文分别对地电阻率直流和交流2套观测系统供电测量对地磁记录产生的干扰影响进行对比分析，并设置不同的供电参数开展观测实验。观测实验期间为地磁平静日，无强磁扰动和磁暴发生，也无高压直流输电干扰影响，个别偶发单点尖峰突跳的随机干扰已作剔除预处理。

2.1 地电阻率供电干扰特征

成都中心站2套地电阻率观测系统为错时观测，直流仪器为每小时第5分钟开始测量，交流仪器为每小时第30分钟开始测量。在地电阻率供电测量时，各测向均依次通过供电线、供电极向大地注入电流，会在观测区及其附近产生较强的人工电场，这类由变化电场感应形成的磁场叠加到地磁场中能被地磁观测仪器所记录，从而产生干扰影响。

图 2为分别受地电阻率直流、交流测量干扰和无地电阻率干扰的同时段地磁秒数据曲线。可以看出，在地电阻率直流和交流供电测量时，地磁场垂直分量Z所受的干扰影响最大，其次为地磁总场F，地磁场水平分量H和磁偏角D所受的干扰影响相对较小。由图 2(a)可知，地电阻率直流供电测量时，同时段地磁记录秒数据会产生正、反向的大幅方波阶跃变化。由于3个地电阻率测道的供电线路与磁通门探头的距离不同，在同一输出电流幅值下其对地磁记录造成的干扰幅度也不同，表现为当地电阻率供电线路离磁通门探头越近，对地磁记录产生的干扰幅度就越大。由图 2(c)可知，在地电阻率交流供电测量时，同时段地磁记录秒数据会产生正弦波形态的大幅干扰影响，在同一输出电流幅值下，输出电流频率不同，所产生干扰的波形和幅度也不同。由图 2(b)可知，在未受到地电阻率供电测量干扰时，地磁观测仪器能真实、完整、清晰地记录地磁场的正常变化。实验证明，地电阻率供电测量所产生干扰的时段固定、形态规律、幅度巨大，特别对地磁场垂直分量Z和地磁总场F，在干扰时段会完全覆盖、压制正常的数据曲线形态，在预处理中需对干扰数据进行整段删除处理，这会严重影响产出地磁观测数据的内在质量及连续性。

2.2 地电阻率直流观测实验及分析

对比分析地电阻率直流系统输出电流分别为1.14 A、1.38 A、1.69 A和1.98 A时对同台地磁Z分量产生的干扰特征，结果如图 3所示。在输出电流为1.14 A时，地磁Z分量所受干扰的幅度分别为2.3 nT、2.1 nT和5.4 nT；在输出电流为1.38 A时，地磁Z分量所受干扰的幅度分别为2.9 nT、2.4 nT和6.7 nT；在输出电流为1.69 A时，地磁Z分量所受干扰的幅度分别为3.6 nT、2.9 nT和8.2 nT；在输出电流为1.98 A时，地磁Z分量所受干扰的幅度分别为4.2 nT、3.4 nT和9.4 nT。可以看出，地电阻率直流测量对地磁记录造成干扰的幅度与供电电流幅值呈正相关，即输出电流幅值越大，干扰幅度就越大。

2.3 地电阻率交流观测实验及分析

地电阻率交流变频稳流电源具有可选输出电流频率和可调输出电流幅值的特点，综合电源性能选取不同的供电参数开展实验，将输出电流频率分别设置为0.1 Hz、0.2 Hz、0.5 Hz、0.8 Hz、1 Hz、2 Hz、5 Hz、8 Hz和10 Hz，输出电流幅值分别设置为0.1 A、0.2 A、0.5 A、0.8 A、1.0 A、1.2 A、1.5 A、1.8 A和2.0 A，对比分析地电阻率交流测量对同台地磁Z分量产生的干扰特征，结果如图 4所示。从图中可以看出：1)当输出电流频率为0.1~0.8 Hz时，地电阻率交流测量会对同台地磁记录产生正弦波形态的大幅干扰影响，完全覆盖、压制正常的地磁数据曲线形态，输出电流频率从1 Hz开始则不再产生此干扰。2)当输出电流频率为0.1~0.8 Hz时，不同输出电流幅值下地电阻率交流测量对地磁Z分量秒数据的干扰幅度见表 1。可以看出，在同一输出电流频率下，输出电流幅值与干扰幅度呈正相关，即输出电流幅值越大，干扰幅度就越大；在同一输出电流幅值下，输出电流频率与干扰幅度呈负相关，即输出电流频率越高，干扰幅度就越小。3)当输出电流频率为1~8 Hz时，在输出电流幅值为0.1~0.5 A时，地电阻率交流测量不会对同台地磁记录产生干扰影响；在输出电流幅值为0.8~2.0 A时，会不定时对地磁记录产生“尖峰突跳”形态的干扰影响，且随着输出电流幅值的增大，干扰频次也越高。4)当输出电流频率为10 Hz时，在输出电流幅值为0.1~2.0 A时，地电阻率交流测量均不会对同台地磁记录产生干扰影响。

2.4 幅频特性曲线模拟

基于上述地电阻率交流观测实验结果，模拟FGM-01磁通门磁力仪的幅频特性曲线。采用低通滤波对磁通门磁力仪模拟信号进行处理^[10]，其频带宽度为0~0.3 Hz，故仪器截止频率为0.3 Hz，即在截止频率为0.3 Hz时，输出信号幅度较输入信号衰减3 dB，或者放大倍数衰减为输入信号的0.707倍^[11]。对表 1中实验数据进行处理：在同一输出电流幅值下，将输出电流频率为0.1 Hz时对地磁记录产生的干扰幅值拟设为1倍通频带放大倍数，则在截止频率为0.3 Hz时为0.707倍放大倍数，以此统一对其他电流输出频率时产生的干扰幅度进行归一化处理，得到不同频率下的放大倍数；然后将放大倍数转换为增益；最后对增益数据进行拟合，得到不同电流输出幅值下FGM-01磁通门磁力仪的幅频特性曲线，结果如图 5所示。从图中可以看出，拟合曲线符合低通滤波器的频响特性，在0~0.3 Hz频率范围的低频信号可正常通过，而当超过截止频率0.3 Hz时，信号开始出现衰减，且越远离截止频率信号衰减越大。

3 结语

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通过对成都中心站地电阻率直流和交流观测系统在不同供电参数时对同台地磁记录产生的干扰开展实验，得出以下结论：

1) 地电阻率直流观测在供电测量时会对同台地磁记录产生干扰影响，地磁场垂直分量Z的方向与地电阻率直流供电测量时产生的磁场方向基本平行，所受的干扰最大；地磁场水平分量H和磁偏角D的方向与干扰磁场方向垂直或接近垂直，所受的干扰相对较小。地电阻率直流系统在不同电流输出幅值下对同台地磁记录产生的干扰幅度不同，表现为输出电流幅值越大，干扰幅度也越大，符合毕奥-萨伐尔定律^[12]。

2) 地电阻率交流观测在不同供电参数组合下对同台地磁记录产生的干扰特征不同。根据实验结果可知，输出电流频率宜选取1~10 Hz，输出电流幅值宜选取0.1~0.5 A，地电阻率交流系统在该范围内供电测量时不会对同台地磁记录产生干扰影响。在实际观测中选择具体供电参数组合时，应综合考量以下因素：①电感性耦合效应。在地电阻率交流观测中受电感性耦合效应的影响，输出电流频率是主要影响因素之一，电感性耦合随输出电流频率的增大而增大^[13]。在选择输出电流频率时，在不影响同台地磁记录的情况下，不宜采用8~10 Hz的供电频率来降低电感性耦合效应对地电阻率交流观测的影响。②观测精度。成都中心站观测环境中存在部分电磁干扰影响，适当增大地电阻率交流观测的输出电流频率可提高观测精度，这与王兰炜等^[7]在江宁地震台的观测结果相同。这些电磁干扰信号的频率较低，适当提高输出电流频率，可以有效避开或远离干扰信号频率。在选择输出电流频率时，在不影响同台地磁记录的情况下，不宜采用1~2 Hz的供电频率来提升地电阻率交流观测精度。③信噪比。在地电阻率观测中，信噪比可通过公式SNR=20lg(V_{MN_供}/V_{MN_扰})计算得到，式中V_{MN_供}为测量电极上测得的人工电位差，V_{MN_扰}为测量电极上测得的背景扰动电压幅值^[14]，即当供电电流越大，人工电位差就越大，信噪比就越高。在选择输出电流幅值时，在不影响同台地磁记录的情况下，宜采用0.5 A的供电电流来提高地电阻率交流观测的信噪比。综合以上3个因素，成都中心站地电阻率交流观测时输出电流频率可选择5 Hz，输出电流幅值可选择0.5 A。

3) 结合地电阻率交流观测实验结果，模拟FGM-01磁通门磁力仪在各输出电流幅值下的幅频特性曲线，拟合结果符合低通滤波器的频响特性。在模拟仪器幅频特性曲线时，本文对地电阻率交流测量时对地磁场垂直分量Z产生的干扰幅值进行处理，由于可用于计算的干扰幅值数据较少，与仪器设备在实验中得到的真实幅频特性曲线会存在一定误差，具体的相似性、相关性等有待后续进一步研究。

综上可知，地电阻率交流观测系统作为一种新型的观测技术方法，采用低频交流供电，具有可选输出电流频率和可调输出电流幅值的特点，相较于传统的地电阻率直流观测具有多方面的优势。该观测系统有望在抑制干扰、提升观测精度、与地磁多手段同台观测等方面得到良好的应用，从而更好地为地震监测预报工作服务。

基金

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中国地震局“三结合”课题(3JH-202401089)
四川省地震局科技专项(LY2224)

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排序方式：

赵国泽, 张学民, 蔡军涛, 等. 中国地震电磁研究现状和发展趋势[J]. 中国科学: 地球科学, 2022, 52 (8): 1499- 1515

Zhao

Guoze

, Zhang

Xuemin

, Cai

Juntao

, et al. A Review of Seismo-Electromagnetic Research in China[J]. Scientia Sinica Terrae, 2022, 52 (8): 1499- 1515

Zhao

J L

, Wang

L W

, Qian

J D

. Research on Geo-Electrical Resistivity Observation System Specially Used for Earthquake Monitoring in China[J]. Earthquake Science, 2011, 24 (6): 497- 511

https://doi.org/10.1007/s11589-011-0812-4

万永革, 盛书中, 曾献军, 等. 地磁与地电混合观测台地磁的地电测数干扰处理方法[J]. 地震, 2009, 29 (2): 81- 87

Wan

Yongge

, Sheng

Shuzhong

, Zeng

Xianjun

, et al. A Processing Method of Geoelectric Counts Interference for Mixed Observation Station of Geomagnetic and Geoelectric Measurements[J]. Earthquake, 2009, 29 (2): 81- 87

谢凡. 地磁观测数据中人工电磁干扰抑制技术研究[D]. 北京: 中国地震局地球物理研究所, 2011

Xie Fan. A Study on Reducing Man-Made Electromagnetic Noise in Geomagnetic Field Observation[D]. Beijing: Institute of Geophysics, CEA, 2011

张敏, 王喜珍, 滕云田, 等. 基于EMD小波阈值滤波的地磁数据去噪分析[J]. 地震地磁观测与研究, 2012, 33 (3-4): 171- 175

Zhang

Min

, Wang

Xizhen

, Teng

Yuntian

, et al. Analysis of Wavelet Threshold Filtering Based on Empirical Mode Decomposition to Denoise the Geomagnetic Data[J]. Seismological and Geomagnetic Observation and Research, 2012, 33 (3-4): 171- 175

庞晶源, 陈俊, 王晨, 等. 地电阻率观测供电干扰及自动处理方法[J]. 地震地磁观测与研究, 2013, 34 (5-6): 117- 122

Pang

Jingyuan

, Chen

Jun

, Wang

Chen

, et al. The Principle of Power Interference and Its Automatic Processing during Geoelectrical Resistivity Observation[J]. Seismological and Geomagnetic Observation and Research, 2013, 34 (5-6): 117- 122

王兰炜, 张宇, 张兴国, 等. 地震地电阻率交流观测方法及观测实验[J]. 大地测量与地球动力学, 2019, 39 (7): 738- 742

https://doi.org/10.14075/j.jgg.2019.07.014

Wang

Lanwei

, Zhang

Xingguo

, et al. AC Geo-Electrical Resistivity Observation Method and Experimental Observation[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics, 2019, 39 (7): 738- 742

https://doi.org/10.14075/j.jgg.2019.07.014

张宇, 张兴国, 王兰炜, 等. 新型地电阻率交流观测系统研究及江宁台观测试验[J]. 地震学报, 2016, 38 (5): 807- 810

Zhang

, Zhang

Xingguo

, Wang

Lanwei

, et al. A New AC Geo-Electrical Resistivity Observation System and Experimental Observation in Jiangning Seismic Station[J]. Acta Seismologica Sinica, 2016, 38 (5): 807- 810

王兰炜, 张宇, 张兴国, 等. 地电阻率观测中地铁杂散电流特征[J]. 地震学报, 2023, 45 (2): 285- 301

Wang

Lanwei

, Zhang

Xingguo

, et al. Characteristics of Subway Stray Current in Geoelectrical Resistivity Observation[J]. Acta Seismologica Sinica, 2023, 45 (2): 285- 301

王晓美, 滕云田, 王晨, 等. 地磁相对记录用低噪声磁通门磁力仪[J]. 传感技术学报, 2011, 24 (8): 1158- 1162

Wang

Xiaomei

, Teng

Yuntian

, Wang

Chen

, et al. A Low Noise Fluxgate Magnetometer for Geomagnetic Relative Observation[J]. Chinese Journal of Sensors and Actuators, 2011, 24 (8): 1158- 1162

程佩青. 数字信号处理教程(第三版)[M]. 北京: 清华大学出版社, 2007

Cheng

Peiqing

. Digital Signal Processing Course(Third Edition)[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2007

赵凯华, 陈熙谋. 电磁学(第二版)[M]. 北京: 高等教育出版社, 1985

Zhao

Kaihua

, Chen

Ximou

. Electromagnetism(Second Edition)[M]. Beijing: Higher Education Press, 1985

马小溪, 王兰炜, 朱涛, 等. 地电阻率交流观测中的电感性耦合效应特征模拟和分析[J]. 地球物理学报, 2023, 66 (1): 289- 300

Xiaoxi

, Wang

Lanwei

, Zhu

Tao

, et al. Study on Inductive Coupling Effect in AC Geoelectrical Resistivity Observation[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2023, 66 (1): 289- 300

中国地震局. 地震及前兆数字观测技术规范[M]. 北京: 地震出版社, 2001

China Earthquake Administration . Technical Specification for Digital Observation of Earthquakes and Precursors[M]. Beijing: Seismological Press, 2001

2025年第45卷第9期

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doi: 10.14075/j.jgg.2024.09.439

接收时间：2024-09-20
首发时间：2026-10-29
出版时间：2025-09-15

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收稿日期：2024-09-20

基金

Combination Project with Monitoring, Prediction and Scientific Research of Earthquake Technology, CEA(3JH-202401089)

中国地震局“三结合”课题(3JH-202401089)

Science and Technology Project of Sichuan Earthquake Agency(LY2224)

四川省地震局科技专项(LY2224)

作者信息

1 四川省地震局成都地震监测中心站，成都市郫都区一环路西南段136号，611730

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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