Terrestrische Bio-Geo-Chemie

Laboruntersuchungen: Filtern von Bodenextrakten

Gewächshaus: Einfluss von erhöhtem CO2 auf den Stoffaustausch

Labor-Inkubation: automatisierte Gasfluss-Messungen aus Böden

In-situ Inkubation von intakten Bodensäulen zur Quellstärkenbestimmung von Treibhausgasen

Gas-Chromatographie: Analyse von Spurengasen


Für eine verbesserte Vorhersage zukünftiger Umweltbedingungen ist es essentiell die Auswirkungen von anthropogenen Aktivitäten auf die biogeochemischen Kreisläufe von Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N) und den damit verbundenen Austauschprozesse zwischen terrestrischen Ökosystemen, der Atmosphäre und  Hydrosphäre zu verstehen.
In unserer Abteilung verwenden wir einen integrierten Forschungsansatz, bestehend aus Prozess- und Feldstudien, sowie der Nutzung von Beobachtungsdaten zur Entwicklung und Validierung von Prozessmodellen. Diese skalenübergreifende Arbeit ermöglicht uns, die Auswirkungen von Veränderungen des Klimas, der Landnutzung und des Landmanagements auf gekoppelte C- und N-Prozesse von der Standort- bis zur regionalen Skala besser zu charakterisieren und zu quantifizieren und Landnutzungs- und Landbewirtschaftungsstrategien zu identifizieren, die es ermöglichen

  • land- und forstwirtschaftliche Systeme an den Klimawandel anzupassen, und
  • den ökologischen Fußabdruck landwirtschaftlicher Systeme durch Treibhausgasemissionen und Nährstoffverlusten in die Umwelt zu reduzieren

 

Weitere Informationen zu unserer Abteilung

 

Publikationen


2021
Pastorello, G.; Trotta, C.; Canfora, E.; Chu, H.; Christianson, D.; Cheah, Y.-W.; Poindexter, C.; Chen, J.; Elbashandy, A.; Humphrey, M.; Isaac, P.; Polidori, D.; Reichstein, M.; Ribeca, A.; van Ingen, C.; Vuichard, N.; Zhang, L.; Amiro, B.; Ammann, C.; Arain, M. A.; Ardö, J.; Arkebauer, T.; Arndt, S. K.; Arriga, N.; Aubinet, M.; Aurela, M.; Baldocchi, D.; Barr, A.; Beamesderfer, E.; Marchesini, L. B.; Bergeron, O.; Beringer, J.; Bernhofer, C.; Berveiller, D.; Billesbach, D.; Black, T. A.; Blanken, P. D.; Bohrer, G.; Boike, J.; Bolstad, P. V.; Bonal, D.; Bonnefond, J.-M.; Bowling, D. R.; Bracho, R.; Brodeur, J.; Brümmer, C.; Buchmann, N.; Burban, B.; Burns, S. P.; Buysse, P.; Cale, P.; Cavagna, M.; Cellier, P.; Chen, S.; Chini, I.; Christensen, T. R.; Cleverly, J.; Collalti, A.; Consalvo, C.; Cook, B. D.; Cook, D.; Coursolle, C.; Cremonese, E.; Curtis, P. S.; D’Andrea, E.; da Rocha, H.; Dai, X.; Davis, K. J.; De Cinti, B.; de Grandcourt, A.; De Ligne, A.; De Oliveira, R. C.; Delpierre, N.; Desai, A. R.; Di Bella, C. M.; di Tommasi, P.; Dolman, H.; Domingo, F.; Dong, G.; Dore, S.; Duce, P.; Dufrêne, E.; Dunn, A.; Dušek, J.; Eamus, D.; Eichelmann, U.; ElKhidir, H. A. M.; Eugster, W.; Ewenz, C. M.; Ewers, B.; Famulari, D.; Fares, S.; Feigenwinter, I.; Feitz, A.; Fensholt, R.; Filippa, G.; Fischer, M.; Frank, J.; Galvagno, M.; Gharun, M.; Gianelle, D.; Gielen, B.; Gioli, B.; Gitelson, A.; Goded, I.; Goeckede, M.; Goldstein, A. H.; Gough, C. M.; Goulden, M. L.; Graf, A.; Griebel, A.; Gruening, C.; Grünwald, T.; Hammerle, A.; Han, S.; Han, X.; Hansen, B. U.; Hanson, C.; Hatakka, J.; He, Y.; Hehn, M.; Heinesch, B.; Hinko-Najera, N.; Hörtnagl, L.; Hutley, L.; Ibrom, A.; Ikawa, H.; Jackowicz-Korczynski, M.; Janouš, D.; Jans, W.; Jassal, R.; Jiang, S.; Kato, T.; Khomik, M.; Klatt, J.; Knohl, A.; Knox, S.; Kobayashi, H.; Koerber, G.; Kolle, O.; Kosugi, Y.; Kotani, A.; Kowalski, A.; Kruijt, B.; Kurbatova, J.; Kutsch, W. L.; Kwon, H.; Launiainen, S.; Laurila, T.; Law, B.; Leuning, R.; Li, Y.; Liddell, M.; Limousin, J.-M.; Lion, M.; Liska, A. J.; Lohila, A.; López-Ballesteros, A.; López-Blanco, E.; Loubet, B.; Loustau, D.; Lucas-Moffat, A.; Lüers, J.; Ma, S.; Macfarlane, C.; Magliulo, V.; Maier, R.; Mammarella, I.; Manca, G.; Marcolla, B.; Margolis, H. A.; Marras, S.; Massman, W.; Mastepanov, M.; Matamala, R.; Matthes, J. H.; Mazzenga, F.; McCaughey, H.; McHugh, I.; McMillan, A. M. S.; Merbold, L.; Meyer, W.; Meyers, T.; Miller, S. D.; Minerbi, S.; Moderow, U.; Monson, R. K.; Montagnani, L.; Moore, C. E.; Moors, E.; Moreaux, V.; Moureaux, C.; Munger, J. W.; Nakai, T.; Neirynck, J.; Nesic, Z.; Nicolini, G.; Noormets, A.; Northwood, M.; Nosetto, M.; Nouvellon, Y.; Novick, K.; Oechel, W.; Olesen, J. E.; Ourcival, J.-M.; Papuga, S. A.; Parmentier, F.-J.; Paul-Limoges, E.; Pavelka, M.; Peichl, M.; Pendall, E.; Phillips, R. P.; Pilegaard, K.; Pirk, N.; Posse, G.; Powell, T.; Prasse, H.; Prober, S. M.; Rambal, S.; Rannik, Ü.; Raz-Yaseef, N.; Rebmann, C.; Reed, D.; de Dios, V. R.; Restrepo-Coupe, N.; Reverter, B. R.; Roland, M.; Sabbatini, S.; Sachs, T.; Saleska, S. R.; Sánchez-Cañete, E. P.; Sanchez-Mejia, Z. M.; Schmid, H. P.; Schmidt, M.; Schneider, K.; Schrader, F.; Schroder, I.; Scott, R. L.; Sedlák, P.; Serrano-Ortíz, P.; Shao, C.; Shi, P.; Shironya, I.; Siebicke, L.; Šigut, L.; Silberstein, R.; Sirca, C.; Spano, D.; Steinbrecher, R.; Stevens, R. M.; Sturtevant, C.; Suyker, A.; Tagesson, T.; Takanashi, S.; Tang, Y.; Tapper, N.; Thom, J.; Tomassucci, M.; Tuovinen, J.-P.; Urbanski, S.; Valentini, R.; van der Molen, M.; van Gorsel, E.; van Huissteden, K.; Varlagin, A.; Verfaillie, J.; Vesala, T.; Vincke, C.; Vitale, D.; Vygodskaya, N.; Walker, J. P.; Walter-Shea, E.; Wang, H.; Weber, R.; Westermann, S.; Wille, C.; Wofsy, S.; Wohlfahrt, G.; Wolf, S.; Woodgate, W.; Li, Y.; Zampedri, R.; Zhang, J.; Zhou, G.; Zona, D.; Agarwal, D.; Biraud, S.; Torn, M.; Papale, D.
Author Correction: The FLUXNET2015 dataset and the ONEFlux processing pipeline for eddy covariance data.
2021. Scientific data, 8 (1), 72. doi:10.1038/s41597-021-00851-9VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Rahimi, J.; Haas, E.; Grote, R.; Kraus, D.; Smerald, A.; Laux, P.; Goopy, J.; Butterbach-Bahl, K.
Beyond livestock carrying capacity in the Sahelian and Sudanian zones of West Africa.
2021. Scientific reports, 11, Article no: 22094. doi:10.1038/s41598-021-01706-4VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Cade, S. M.; Clemitshaw, K. C.; Molina-Herrera, S.; Grote, R.; Haas, E.; Wilkinson, M.; Morison, J. I. L.; Yamulki, S.
Evaluation of LandscapeDNDC Model Predictions of CO and NO Fluxes from an Oak Forest in SE England.
2021. Forests, 12 (11), 1517. doi:10.3390/f12111517
Mitchell, E.; Scheer, C.; Rowlings, D.; Cotrufo, F.; Conant, R. T.; Grace, P.
Important constraints on soil organic carbon formation efficiency in subtropical and tropical grasslands.
2021. Global change biology, 27 (20), 5383–5391. doi:10.1111/gcb.15807
Albrecht, J.; Peters, M. K.; Becker, J. N.; Behler, C.; Classen, A.; Ensslin, A.; Ferger, S. W.; Gebert, F.; Gerschlauer, F.; Helbig-Bonitz, M.; Kindeketa, W. J.; Kühnel, A.; Mayr, A. V.; Njovu, H. K.; Pabst, H.; Pommer, U.; Röder, J.; Rutten, G.; Schellenberger Costa, D.; Sierra-Cornejo, N.; Vogeler, A.; Vollstädt, M. G. R.; Dulle, H. I.; Eardley, C. D.; Howell, K. M.; Keller, A.; Peters, R. S.; Kakengi, V.; Hemp, C.; Zhang, J.; Manning, P.; Mueller, T.; Bogner, C.; Böhning-Gaese, K.; Brandl, R.; Hertel, D.; Huwe, B.; Kiese, R.; Kleyer, M.; Leuschner, C.; Kuzyakov, Y.; Nauss, T.; Tschapka, M.; Fischer, M.; Hemp, A.; Steffan-Dewenter, I.; Schleuning, M.
Species richness is more important for ecosystem functioning than species turnover along an elevational gradient.
2021. Nature Ecology and Evolution, 5, 1582–1593. doi:10.1038/s41559-021-01550-9
Carbonell, V.; Merbold, L.; Díaz-Pinés, E.; Dowling, T. P. F.; Butterbach-Bahl, K.
Nitrogen cycling in pastoral livestock systems in Sub-Saharan Africa: knowns and unknowns.
2021. Ecological Applications, 31 (6), Art.Nr. e02368. doi:10.1002/eap.2368VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Rahimi, J.; Ago, E. E.; Ayantunde, A.; Berger, S.; Bogaert, J.; Butterbach-Bahl, K.; Cappelaere, B.; Cohard, J.-M.; Demarty, J.; Diouf, A. A.; Falk, U.; Haas, E.; Hiernaux, P.; Kraus, D.; Roupsard, O.; Scheer, C.; Srivastava, A. K.; Tagesson, T.; Grote, R.
Modeling gas exchange and biomass production in West African Sahelian and Sudanian ecological zones.
2021. Geoscientific model development, 14 (6), 3789–3812. doi:10.5194/gmd-14-3789-2021VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Hu, J.; Gettel, G.; Fan, Z.; Lv, H.; Zhao, Y.; Yu, Y.; Wang, J.; Butterbach-Bahl, K.; Li, G.; Lin, S.
Drip fertigation promotes water and nitrogen use efficiency and yield stability through improved root growth for tomatoes in plastic greenhouse production.
2021. Agriculture, ecosystems & environment, 313, Art.Nr.: 107379. doi:10.1016/j.agee.2021.107379
Zhu, Y.; Merbold, L.; Leitner, S.; Wolf, B.; Pelster, D.; Goopy, J.; Butterbach-Bahl, K.
Interactive effects of dung deposited onto urine patches on greenhouse gas fluxes from tropical pastures in Kenya.
2021. The science of the total environment, 761, Art.-Nr.: 143184. doi:10.1016/j.scitotenv.2020.143184
Wang, N.; Li, L.; Dannenmann, M.; Luo, Y.; Xu, X.; Zhang, B.; Chen, S.; Dong, K.; Huang, J.; Xu, X.; Wang, C.
Seasonality of gross ammonification and nitrification altered by precipitation in a semi-arid grassland of Northern China.
2021. Soil biology & biochemistry, 154, Art.-Nr. 108146. doi:10.1016/j.soilbio.2021.108146
von Heßberg, A.; Jentsch, A.; Berauer, B.; Ewald, J.; Fütterer, S.; Görgen, A.; Kluth, S.; Krämer, A.; Koellner, T.; Scharmann, M.; Schloter, M.; Schmitt, T.; Schödl, M.; Schuchardt, M.; Schucknecht, A.; Steinberger, S.; Vidal, A.; Voith, J.; Wiesmeier, M.; Dannenmann, M.
Almen in Zeiten des Klimawandels - Schutz der Artenvielfalt durch (Wieder-) Beweidung? Die Fallstudie Brunnenkopfalm im Ammergebirge.
2021. Naturschutz und Landschaftsplanung, 53 (3), 28–36. doi:10.1399/NuL.2021.03.02
Rittl, T. F.; Oliveira, D. M. S.; Canisares, L. P.; Sagrilo, E.; Butterbach-Bahl, K.; Dannenmann, M.; Cerri, C. E. P.
High Application Rates of Biochar to Mitigate NO Emissions From a N-Fertilized Tropical Soil Under Warming Conditions.
2021. Frontiers in Environmental Science, 8, Art.-Nr.: 611873. doi:10.3389/fenvs.2020.611873VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Paul, B. K.; Butterbach-Bahl, K.; Notenbaert, A.; Nduah Nderi, A.; Ericksen, P.
Sustainable livestock development in low- and middle-income countries : shedding light on evidence-based solutions.
2021. Environmental research letters, 16 (1), Art.-Nr. 011001. doi:10.1088/1748-9326/abc278VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Xia, L.; Lam, S. K.; Kiese, R.; Chen, D.; Luo, Y.; Groenigen, K. J. van; Ainsworth, E. A.; Chen, J.; Liu, S.; Ma, L.; Zhu, Y.; Butterbach-Bahl, K.
Elevated CO negates O impacts on terrestrial carbon and nitrogen cycles.
2021. One Earth, 4 (12), 1752–1763. doi:10.1016/j.oneear.2021.11.009VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Jägermeyr, J.; Müller, C.; Ruane, A. C.; Elliott, J.; Balkovic, J.; Castillo, O.; Faye, B.; Foster, I.; Folberth, C.; Franke, J. A.; Fuchs, K.; Guarin, J. R.; Heinke, J.; Hoogenboom, G.; Iizumi, T.; Jain, A. K.; Kelly, D.; Khabarov, N.; Lange, S.; Lin, T.-S.; Liu, W.; Mialyk, O.; Minoli, S.; Moyer, E. J.; Okada, M.; Phillips, M.; Porter, C.; Rabin, S. S.; Scheer, C.; Schneider, J. M.; Schyns, J. F.; Skalsky, R.; Smerald, A.; Stella, T.; Stephens, H.; Webber, H.; Zabel, F.; Rosenzweig, C.
Climate impacts on global agriculture emerge earlier in new generation of climate and crop models.
2021. Nature Food. doi:10.1038/s43016-021-00400-y
Lashermes, G.; Recous, S.; Alavoine, G.; Janz, B.; Butterbach-Bahl, K.; Ernfors, M.; Laville, P.
NO emissions from decomposing crop residues are strongly linked to their initial soluble fraction and early C mineralization.
2021. Science of the Total Environment, Art.-Nr.: 150883. doi:10.1016/j.scitotenv.2021.150883
Wang, N.; Xia, L.; Goodale, C. L.; Butterbach-Bahl, K.; Kiese, R.
Climate Change Can Accelerate Depletion of Montane Grassland C Stocks.
2021. Global Biogeochemical Cycles, 35 (10), e2020GB006792. doi:10.1029/2020GB006792
Malique, F.; Wangari, E.; Andrade-Linares, D. R.; Schloter, M.; Wolf, B.; Dannenmann, M.; Schulz, S.; Butterbach-Bahl, K.
Effects of slurry acidification on soil NO fluxes and denitrification.
2021. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 184 (6), 696–708. doi:10.1002/jpln.202100095
Takeda, N.; Friedl, J.; Rowlings, D.; De Rosa, D.; Scheer, C.; Grace, P.
No sugar yield gains but larger fertiliser N loss with increasing N rates in an intensive sugarcane system.
2021. Nutrient Cycling in Agroecosystems. doi:10.1007/s10705-021-10167-0
Zhang, B.; Zhou, M.; Zhu, B.; Xiao, Q.; Wang, T.; Tang, J.; Yao, Z.; Kiese, R.; Butterbach-Bahl, K.; Brüggemann, N.
Soil type affects not only magnitude but also thermal sensitivity of NO emissions in subtropical mountain area.
2021. Science of the Total Environment, 797, Art.-Nr.: 149127. doi:10.1016/j.scitotenv.2021.149127
Garcia-Franco, N.; Walter, R.; Wiesmeier, M.; Hurtarte, L. C. C.; Berauer, B. J.; Buness, V.; Zistl-Schlingmann, M.; Kiese, R.; Dannenmann, M.; Kögel-Knabner, I.
Correction to: Biotic and abiotic controls on carbon storage in aggregates in calcareous alpine and prealpine grassland soils.
2021. Biology and fertility of soils. doi:10.1007/s00374-021-01582-0VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
De Rosa, D.; Biala, J.; Nguyen, T. H.; Mitchell, E.; Friedl, J.; Scheer, C.; Grace, P. R.; Rowlings, D. W.
Environmental and economic trade‐offs of using composted or stockpiled manure as partial substitute for synthetic fertilizer.
2021. Journal of environmental quality, jeq2.20255. doi:10.1002/jeq2.20255VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Friedl, J.; Scheer, C.; De Rosa, D.; Müller, C.; Grace, P. R.; Rowlings, D. W.
Sources of nitrous oxide from intensively managed pasture soils: The hole in the pipe.
2021. Environmental Research Letters, 16 (6), 065004. doi:10.1088/1748-9326/abfde7VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Rahimi, J.; Mutua, J. Y.; Notenbaert, A. M. O.; Marshall, K.; Butterbach-Bahl, K.
Heat stress will detrimentally impact future livestock production in East Africa.
2021. Nature Food, 2 (2), 88–96. doi:10.1038/s43016-021-00226-8
Wang, Y.; Dannenmann, M.; Lin, S.; Lv, H.; Li, G.; Lian, X.; Wang, Z.; Wang, J.; Butterbach-Bahl, K.
Improving soil respiration while maintaining soil C stocks in sunken plastic greenhouse vegetable production systems – Advantages of straw application and drip fertigation.
2021. Agriculture, Ecosystems and Environment, 316, Art.-Nr.: 107464. doi:10.1016/j.agee.2021.107464
Bwana, T. N.; Amuri, N. A.; Semu, E.; Elsgaard, L.; Butterbach-Bahl, K.; Pelster, D. E.; Olesen, J. E.
Soil NO emission from organic and conventional cotton farming in Northern Tanzania.
2021. Science of the Total Environment, 785, Art.-Nr.: 147301. doi:10.1016/j.scitotenv.2021.147301
Manca, F.; De Rosa, D.; Reading, L. P.; Rowlings, D. W.; Scheer, C.; Schipper, L. A.; Grace, P. R.
Effect of soil cap and nitrate inflow on nitrous oxide emissions from woodchip bioreactors.
2021. Ecological Engineering, 166, Art.-Nr.: 106235. doi:10.1016/j.ecoleng.2021.106235
Wang, Y.; Yao, Z.; Zhan, Y.; Zheng, X.; Zhou, M.; Yan, G.; Wang, L.; Werner, C.; Butterbach-Bahl, K.
Potential benefits of liming to acid soils on climate change mitigation and food security.
2021. Global Change Biology. doi:10.1111/gcb.15607
Leitner, S.; Ring, D.; Wanyama, G. N.; Korir, D.; Pelster, D. E.; Goopy, J. P.; Butterbach-Bahl, K.; Merbold, L.
Effect of feeding practices and manure quality on CH and NO emissions from uncovered cattle manure heaps in Kenya.
2021. Waste Management, 126, 209–220. doi:10.1016/j.wasman.2021.03.014VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Takeda, N.; Friedl, J.; Rowlings, D.; De Rosa, D.; Scheer, C.; Grace, P.
Exponential response of nitrous oxide (NO) emissions to increasing nitrogen fertiliser rates in a tropical sugarcane cropping system.
2021. Agriculture, Ecosystems and Environment, 313, Art.-Nr.: 107376. doi:10.1016/j.agee.2021.107376
Ali, A. I. M.; Wassie, S. E.; Joergensen, R. G.; Korir, D.; Goopy, J. P.; Butterbach-Bahl, K.; Merbold, L.; Dickhoefer, U.; Schlecht, E.
Feed quality and feeding level effects on faecal composition in east African cattle farming systems.
2021. Animals, 11 (2), 1–12. doi:10.3390/ani11020564VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Zhao, Y.; Lv, H.; Qasim, W.; Wan, L.; Wang, Y.; Lian, X.; Liu, Y.; Hu, J.; Wang, Z.; Li, G.; Wang, J.; Lin, S.; Butterbach-Bahl, K.
Drip fertigation with straw incorporation significantly reduces NO emission and N leaching while maintaining high vegetable yields in solar greenhouse production.
2021. Environmental pollution, 273, Art.-Nr.: 116521. doi:10.1016/j.envpol.2021.116521
Qasim, W.; Xia, L.; Lin, S.; Wan, L.; Zhao, Y.; Butterbach-Bahl, K.
Global greenhouse vegetable production systems are hotspots of soil NO emissions and nitrogen leaching: A meta-analysis.
2021. Environmental pollution, 272, Art.-Nr.: 116372. doi:10.1016/j.envpol.2020.116372
2020
Scheer, C.; Pelster, D. E.; Butterbach-Bahl, K.
Editorial Overview: Climate change, reactive nitrogen, food security and sustainable agriculture - the case of NO.
2020. Current opinion in environmental sustainability, 47, A1–A4. doi:10.1016/j.cosust.2020.11.001
Friedl, J.; Cardenas, L. M.; Clough, T. J.; Dannenmann, M.; Hu, C.; Scheer, C.
Measuring denitrification and the NO:(NO + N) emission ratio from terrestrial soils.
2020. Current opinion in environmental sustainability, 47, 61–71. doi:10.1016/j.cosust.2020.08.006VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Schucknecht, A.; Krämer, A.; Asam, S.; Mejia-Aguilar, A.; Garcia-Franco, N.; Schuchardt, M. A.; Jentsch, A.; Kiese, R.
Vegetation traits of pre-Alpine grasslands in southern Germany.
2020. Scientific data, 7 (1), Art. Nr.: 316. doi:10.1038/s41597-020-00651-7VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Leitner, S.; Pelster, D. E.; Werner, C.; Merbold, L.; Baggs, E. M.; Mapanda, F.; Butterbach-Bahl, K.
Closing maize yield gaps in sub-Saharan Africa will boost soil NO emissions.
2020. Current opinion in environmental sustainability, 47, 95–105. doi:10.1016/j.cosust.2020.08.018VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Kanter, D. R.; Del Grosso, S.; Scheer, C.; Pelster, D. E.; Galloway, J. N.
Why future nitrogen research needs the social sciences.
2020. Current opinion in environmental sustainability, 47, 54–60. doi:10.1016/j.cosust.2020.07.002VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
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Severe below-maintenance feed intake increases methane yield from enteric fermentation in cattle.
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