Anteproyecto Lif Vii.pdf

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Evaluación de la hidromorfología y la calidad del hábitat de macroinvertebrados en el río Magdalena, Ciudad de México.

objetivo general: Caracterización de la hidromorfología del río Magdalena y su relación con las condiciones del hábitat de macroinvertebrados acuáticos. objetivos particulares: -Realizar un levantamiento fotogramétrico, usando UAV, para realizar la caracterización hidromorfológica del río. -Realizar un modelo de elevación digital con los datos geomorfológicos. -Determinar la diversidad de los macroinvertebrados y las condiciones hidromórficas para relacionar éstas con la diversidad de los taxa encontrados y determinar el grado de contaminación mediante el uso de índices bióticos. -Evaluar el estado ecológico del hábitat del río -Elaborar los mapas correspondientes a los parámetros medidos. -Establecer la relación entre las comunidades de macroinvertebrados y las condiciones hidromorfológicas existentes en el sitio de muestreo.

intro El uso de vehículos aéreos no tripulados (UAV) para monitorear los parámetros ambientales presenta una tendencia creciente en los últimos años, ya que comprende un bajo costo, rápido y alto resolución espacial alternativa a la monitorización remota clásica técnicas. Una de las aplicaciones más comunes de UAV hoy es el desarrollo de Modelos Digitales de Terreno a través de procesos fotogramétricos que luego pueden ser utilizados para mapeo geomorfológico y de hábitat (Dimitriou & Stavroulaki, 2018).

marco teórico

Fotogrametría con UAV La fotogrametría es la técnica para obtener mapas y planos de grandes extensiones de terreno por medio de la fotografía aérea.

La recolección de datos para levantamientos de fotogrametría con sistemas UAV consiste en la captura de imágenes aéreas a lo largo de una ruta de vuelo que es ajustada a unos parámetros previamente definidos. Los vehículos aéreos no tripulados, o sistemas UAV, también llamados UVS (sistema de vehículo no tripulado) o UAS (sistema de aeronave no tripulada), son aeronaves que vuelan autónomamente a través de un sistema de piloto automático que es monitoreado desde un centro de control en tierra (Everaerts, 2008). Con respecto a cómo se compone un sistema UAV estándar empleado en actividades fotogramétricas, se pueden definir dos elementos principales: una plataforma aérea y un centro de control en tierra, enlazados a través de una señal de radiocomunicación. La plataforma aérea está equipada generalmente con un sistema de navegación o piloto automático que permite la navegación autónoma, siguiendo una ruta de vuelo predefinida por el usuario desde la estación de control en tierra. Esta navegación autónoma es posible por medio de la integración de un sistema inercial y un sistema GPS en la plataforma aérea, que permiten conocer la postura y posición de esta durante el vuelo. Esta información es enviada en tiempo real a la estación de control desde donde se realiza el seguimiento de la plataforma. En el caso de la ausencia de un sistema de navegación, el uso de un control remoto es la única manera de dirigir la plataforma aérea, aunque el control remoto también puede servir como complemento del sistema de navegación en momentos como el despegue y descenso del UAV (Escalante & Porras 2016). En un vuelo en modo autónomo, la planeación inicia con la definición de una región de interés, generalmente dibujada sobre un mapa base georreferenciado (por ejemplo, Google Earth®). Una vez se define la región de interés, es necesario ingresar los parámetros de vuelo y, a partir de esta información, el software calcula automáticamente las líneas de vuelo. Los parámetros de vuelo requeridos son: la altura de vuelo o alternativamente el GSD (ground sample distance) y los porcentajes de traslape entre imágenes (longitudinal y transversalmente). Para el caso de sistemas UAV los porcentajes de traslape considerados apropiados varían entre 60-80 % o más, según el nivel de detalle requerido. En el caso de la altura de vuelo que está relacionada con el GSD (medido en cm/pixel), alturas grandes generan GSD grandes (menor resolución), mientras que alturas de vuelo bajas generan GSD pequeños (mayor resolución) de acuerdo a Escalante y porras (2016). para el procesamiento de fotografías UAV es necesario implementar estrategias de procesamiento alternativas a las empleadas en fotogrametría tradicional, que tengan en cuenta las características de dichas fotografías. El modelo digital de superficie (DSM) representa la información de altura de la superficie de la Tierra asociada a un sistema de referencia global, de todos los elementos registrados en la escena, es decir considerando las alturas de edificaciones, vegetación y demás objetos presentes en la superficie (Rumpler, Wendel y Bischof, 2013). Estos DSM son empleados para la generación de modelos

digitales del terreno (DTM), que son aquellos en los que se han eliminado las elevaciones que no corresponden al terreno como también para la producción de ortoimágenes reales (Escalante & Porras 2016). Por otra parte, un mosaico corresponde al conjunto de imágenes tomadas desde una o varias cámaras, que presentan áreas de traslape entre sí, y que son unidas y combinadas en una sola imagen para ampliar el rango de visión de la escena (Cheng, Xue y Li, 2007). Cuando el mosaico es corregido de las distorsiones causadas por el relieve del terreno y los objetos en él, se denomina ortomosaico (Escalante & Porras 2016).

En resumen, el procesamiento llevado a cabo luego de la captura de datos se caracteriza por tres etapas principales: primera, la configuración del bloque fotogramétrico, en donde el objetivo es determinar la información que recrea la escena en el momento de la captura de las imágenes (datos de orientación exterior e interior de la cámara y los puntos que relacionan las imágenes entre sí); segunda, la reconstrucción 3D de la escena a partir de la extracción de una nube de puntos, y tercera, la generación del modelo digital de superficie y la ortorrectificación de las imágenes a par​tir de este (Escalante & Porras 2016). Caracterización de la hidromorfología de un río Los ríos son sistemas naturales de máxima dinámica y complejidad, en ajuste permanente en el espacio y en el tiempo ante las fluctuaciones de los caudales líquidos y sólidos, lo que se traduce en movilidad lateral y vertical. Esta movilidad es un mecanismo de autorregulación y es también el motor de una dinámica ecológica intensa, que garantiza la riqueza y diversidad de estos sistemas naturales (Ojeda ​et al., ​2007). El gran número de variables que afectan a la dinámica fluvial, así como los numerosos procesos que actúan tanto sobre el cauce, como sobre las laderas de la cuenca, confiere a los ríos la complejidad de un sistema estructurado. Para su estudio desempeña un papel fundamental la escala, no sólo temporal sino también espacial ( García, Carbone y Posada, 2016). La dinámica fluvial es la clave tanto del funcionamiento como del valor ecológico, paisajístico y ambiental de los sistemas fluviales. Si se quiere conservar un río como ecosistema y como corredor ambiental en el territorio se debe proteger ante todo su dinámica hidrogeomorfológica, porque ésta es la que va a garantizar la protección de todos y cada uno de los elementos del sistema y sus relaciones. Es esa dinámica la que garantiza que haya un corredor ribereño, más complejo y diverso cuanto más

activos sean los procesos, y también asegura que las biocenosis acuáticas y ribereñas se asienten, se desarrollen y se desplacen (Ojeda ​et al., 2 ​ 007). El hábitat dentro de los sistemas fluviales incluye numerosos continuos, como el tamaño del grano, la profundidad del agua, la topografía, la elevación gráfica y velocidad de flujo. El concepto es que si podemos capturar estos continuos, es posible proporcionar dos o tres dimensiones, resolución hiperespacial, medidas cuantitativas de los parámetros físicos del hábitat del río. En teoría, estos continuos pueden ser utilizado en un rango de escalas espaciales o temporales, según los requisitos de un determinado estudio (Woodget ​et al.,​ 2017). En los casos en los que las masas de agua presenten a lo largo de su recorrido diversas realidades geomorfológicas que dificultan su estudio como una única masa de agua, será necesaria su división en los denominados tramos hidromorfológicos​. Estos tramos permiten el estudio detallado de la geomorfología fluvial en aquellas masas que por su longitud, diversidad morfológica o presiones morfológicas existentes, presenten una realidad compleja no extrapolable mediante el análisis de la masa de manera uniforme. En estos casos se dividirá la masa de agua en tantos tramos hidromorfológicos como realidades representativas presente dicha masa. A efectos de simplificar los estudios se aconseja que la masa de agua no sea dividida en más de tres (3) tramos hidromorfológicos. A efectos de la determinación de un umbral mínimo orientativo para la determinación de la longitud mínima de los tramos hidromorfológicos, se considera oportuna la utilización del 5% de la longitud completa de la masa. tomado de: PROTOCOLO DE CARACTERIZACIÓN HIDROMORFOLÓGICA DE MASAS DE AGUA DE LA CATEGORÍA RÍOS

El índice de calidad ribereño (RQI) es utilizado para valorar la estructura y dinámica de las riberas fluviales con base hidrológica y geomorfológica. Se consideran siete atributos de fácil reconocimiento visual: la continuidad longitudinal de la vegetación leñosa; las dimensiones en anchura del espacio ripario ocupado por vegetación asociada al río; la composición y estructura de la vegetación riparia; la regeneración natural de las principales especies leñosas; la condición de las orillas; la conectividad transversal del cauce con sus riberas y llanura de inundación; y la conectividad vertical a través de la permeabilidad y el grado de alteración de los materiales y relieve de los suelos riparios. La valoración de cada atributo se lleva a cabo atendiendo a las condiciones de referencia de cada tramo fluvial según su tipología, relativa al régimen hidrológico, características geomorfológicas del valle y cauce y región biogeográfica en que se ubica (DEL TÄNAGO, 2006).

Calidad del Hábitat. El concepto de hábitat se convierte en la piedra angular en el manejo de fauna silvestre; es uno de los conceptos más importantes en ecología, particularmente en el manejo de poblaciones animales y es considerado como el más fundamental e incuestionable paradigma en ecología (Krausman 1999). El hábitat se puede concebir como el espacio que reúne las condiciones y características físicas y biológicas necesarias para la supervivencia y reproducción de una especie, es decir, para que una especie pueda perpetuar su presencia (Delfín-Alfonso 2013). La clasificación y evaluación de los dos tipos de factores reunidos (bióticos y abióticos) en las unidades de paisaje, son una medida muy precisa para conocer la potencialidad de cada unidad de hábitat para el mantenimiento de una especie a largo plazo, y nos proporciona un panorama claro para el establecimiento de áreas que puedan ser potencialmente aprovechadas de manera sustentable (Van Deelen et al. ​1997). Para saber si una unidad de paisaje es adecuada para una especie particular se debe realizar una evaluación (cualitativa y cuantitativa) y caracterización de los atributos del hábitat; este procedimiento es el más importante con fines de planificación y gestión del manejo de la fauna silvestre, sin embargo no existen métodos y técnicas exclusivos para este fin. Los métodos y técnicas utilizadas para la caracterización y evaluación del hábitat son muchos y cada vez se genera más conocimiento y herramientas novedosas que sirven para desarrollar otras formas de medir al hábitat (Delfín-Alfonso 2013). Tradicionalmente, las formas de evaluar y caracterizar el hábitat de las especies se han fundamentado en la asociación entre la presencia de especies y la composición y estructura de la vegetación en el espacio que ocupan. No obstante, la distribución de los animales responde a los patrones del paisaje que les rodea; por tanto, una forma de describir el hábitat es evaluando las unidades de paisaje, su estructura, composición y el subconjunto de elementos físicos que lo integran, ya que los organismos responden a su entorno en múltiples escalas espaciales y temporales, y organismos diferentes responden de manera diferente al mismo ambiente (Delfín-Alfonso 2013). Otra forma de caracterizar el hábitat es con la utilización herramientas como los Sistemas de Información Geográfica (SIG) a una escala de paisaje, esta forma de evaluación consiste en establecer una interrelación de información de distintas escalas espacio–temporales, combinando métodos de percepción remota (teledetección, fotografía aérea, imágenes de satélite) con la obtención en el campo de datos biogeográficos (Delfín-Alfonso 2013). El uso del SIG, ayuda a establecer relaciones biofísicas entre las especies y el espacio que les rodea, nos permite medir una posible conjugación de aspectos físicos y biológicos, permite predecir y modelar condiciones aún inexistentes, pero que con el efecto del impacto humano sobre el ambiente, es posible que afecten la calidad del hábitat, con lo cual permite

definir zonas prioritarias para conservación, conectividad de los paisajes y su posible fragmentación (Delfín-Alfonso 2013).

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hidromorfológicas del cauce y la presencia y desarrollo de especies de flora y fauna que coexisten en condiciones naturales en el sistema o bajo las menores presiones humanas. Es decir, una medida global de la composición, de la estructura y del funcionamiento del ecosistema acuático libre de la influencia del hombre o, bien, en equilibrio con la sociedad que depende de sus recursos para poder sobrevivir (Mendoza-Cariño et al., 2014).

macroinvertebrados como bioindicadores. El biomonitoreo es una alternativa que se utiliza para evaluar los niveles de contaminación e indicar la calidad del agua. En este sentido los macroinvertebrados acuáticos son ideales pues poseen ciclos de vida largos, viven en microhábitats específicos, son sensibles a los cambios ambientales y son fáciles de identificar (Carias & Tagni, 2013). Se denominan macroinvertebrados acuáticos aquellos invertebrados acuáticos con un tamaño superior a 500 µm, entre los que se incluyen animales como esponjas, planarias, sanguijuelas, oligoquetos, moluscos o crustáceos, como los cangrejos, los cuales desarrollan todo su ciclo de vida en el agua. Uno de los grupos de macroinvertebrados acuáticos más ampliamente distribuido en las aguas dulces es el de los insectos. Los adultos habitualmente no viven en el agua (excepto en algunos casos), pero los estados inmaduros (huevos y larvas) sí que son acuáticos en muchos grupos de insectos. En estos casos, los adultos salen del agua y

completan su desarrollo en el medio aéreo, que suele durar pocas horas o días frente a los muchos meses que pasan en el agua. Evidentemente, para pasar de inmaduro acuático a adulto terrestre se necesitan adaptaciones muy importantes y diversos órdenes de insectos están formados por familias con larvas exclusivamente acuáticas, como los efemerópteros, plecópteros, odonatos o tricópteros. En otros órdenes de insectos, como hemípteros, coleópteros, o dípteros, hay familias con larvas exclusivamente acuáticas, otras solo con larvas terrestres y algunas con ambas adaptaciones (Ladera et al., 2013). Las características fisicoquímicas del agua como por ejemplo el pH, la temperatura y el oxígeno disuelto, determinan que especies de macroinvertebrados habitan en ese lugar, ya que estos organismos viven en ecosistemas con características definidas. En general, el agua con abundante oxígeno se espera encontrar grupos dominantes como Trichoptera, Ephemeroptera, Plecoptera y Odonata, mientras que se encontrarían en bajas proporciones grupos de Odonata, Hemiptera y Diptera entre otros. Cuando el agua está muy contaminada con materia orgánica y tiene poco oxígeno se espera encontrar grupos dominantes de Oligochaeta, Diptera y algunos moluscos (Roldán 1999). índice Biótico de Familias (IBF) El índice biótico de Hilsenhoff (1987), se calcula como el promedio ponderado de la abundancia de diferentes especies o géneros invertebrados de la comunidad béntica. El valor de ponderación es una medida de la tolerancia que presenta cada taxa a la contaminación orgánica. IB =∑ni * ai/ N donde, ni, es el número de individuos de cada especie (o taxón), ai, es el valor indicador de la tolerancia asignado a cada especie (o taxón) N, es el número total de individuos en la muestra. Los valores indicadores de tolerancia a la contaminación varían entre 0 y 10. Un valor de cero es asignado a especies sólo encontradas en ríos con muy alta calidad, no alterado y un valor de diez es asignado a especies conocidas por su ocurrencia en ríos altamente o severamente contaminados o disturbados y los valores intermedios son asignados a especies que se encuentran entre estas condiciones extremas. Los valores del índice varían entre 0 y 10, con una relación inversamente proporcional a la calidad del agua y directamente proporcional al grado de contaminación orgánica. Cuando la especie no puede ser identificada se le asigna el valor del género. Una modificación hecha por Hilsenhoff (1988) al índice original, permitió desarrollar el Índice Biótico de Familia (IBF), el cual comprende la identificación hasta el nivel de familia, lo que reduce aún más el tiempo de análisis de la calidad del agua. La

fórmula para calcular el índice biótico de familia en términos generales es la misma ecuación general para índices biótico original a excepción de considerar los análisis de los organismos hasta el nivel de familia y no de especie. https://www.researchgate.net/profile/Samuel_Segnini/publication/44377870_Desarro llo_de_un_indice_biotico_para_evaluar_la_calidad_ecologica_del_agua_en_los_rios _de_la_Cuenca_Alta_del_Rio_Chama_utilizando_macroinvertebrados_benticos_Ing rit_Y_Correa_A/links/02e7e538fc345baeae000000/Desarrollo-de-un-indice-biotico-p ara-evaluar-la-calidad-ecologica-del-agua-en-los-rios-de-la-Cuenca-Alta-del-Rio-Cha ma-utilizando-macroinvertebrados-benticos-Ingrit-Y-Correa-A.pdf

Área de Estudio la cuenca del río Magdalena se localiza en la Sierra de las Cruces, en el límite suroeste de la Ciudad de México (19° 13’53” y 19° 18’ 12” N y 99° 14’ 50” 99°20’30” W). comprende las delegaciones políticas Magdalena Contreras, Álvaro Obregón y Cuajimalpa y abarca un total de 3000 ha. presenta un relieve montañoso que va de los 2470 msnm en el NE a los 3,850 msnm al SW. colinda al SE con la cuenca del río Eslava, al NW con las cabeceras de las cuencas de los ríos Hondo, Mixcoac, Barranca de Guadalupe y San Miguel; estos se unen al río Magdalena en la parte baja y forman el Churubusco (Leñero ​et al., 2 ​ 007). El río Magdalena nace en las estribaciones de los cerros Palma, San Miguel, Cochinos, Coconetla entre los más importantes, a una revelación aproximada de 3,650 msnm; tiene un curso en dirección NE y un cauce de una longitud aproximada de 21,600 m. los suelos son de origen volcánico (Andosol Húmico), muy permeables y susceptibles a erosionarse. el gradiente altitudinal de la cuenca conlleva a la existencia de dos tipos de clima, en la parte urbana y hasta los 3,050 msnm se presenta el clima templado subhúmedo y en la parte más alta entre los 3,100 a los 3,800 msnm el clima semifrío. la precipitación de la cuenca es cercana a los 1,000 mm en la parte baja y hasta 1,500 mm en la zona más alta. la época de lluvias va de mayo a octubre y en estos meses la precipitación siempre es mayor a la evapotranspiración. el verano es fresco y largo y hay poca oscilación térmica. la temperatura media anual oscila entre 10 a 14°C, siendo los meses más calientes abril, mayo y junio (Leñero ​et al., 2 ​ 007). la vegetación del área de estudio corresponde con la Provincia Florística de las Serranías Meridionales dentro de la REgión Mesoamericana de Montaña, en donde se mezclan especies del norte (holárticos) y del sur (neotropicales). se distinguen principalmente tres comunidades vegetales, la comunidad de ​Pinus hartwegii,​ que se distribuye en la parte más alta, la de ​Abies religiosa ​ubicada en la parte media, y la de bosque mixto localizada en la parte baja (Leñero ​et al., ​2007).

JUSTIFICACIÒN Los organismos, por el hecho de vivir en el agua durante varios días o meses, integran los cambios que se producen de todos los parámetros fisicoquímicos, mientras que una medida puntual de un parámetro fisicoquímico (el pH por ejemplo) no nos dice nada de lo que pasó anteayer y que quizás fue el origen de la muerte de los organismos. Mientras la química nos da una fotografía instantánea del río, los macroinvertebrados son como un video que cuando lo rebobinamos nos informa de lo que pasó hace un tiempo (Ladera et al., 2013).

METODO (propuestas) El material biológico encontrado se colocó en frascos de plástico con tapa de rosca y con alcohol comercial al 70% (Pérez-Munguía, 2005). Con un microscopio estereoscópico se identificaron los taxones a nivel de familia, utilizando claves especializadas (McCafferty 1983; Merrit y Cummings 1996). Se obtuvo la abundancia relativa y total de larvas de los insectos colectados, el Índice de Shannon-Weaver (1963) y el índice biótico de Hillsenhoff (1988). Para determinar la calidad del agua se utilizó el Índice Biótico de Familias (IBF) de (Hilsenhoff, 1988), el cual evalúa, a un bajo nivel taxonómico (Familia), la sensibilidad de estos grupos frente a la contaminación orgánica (Alba-Tercedor et al., 2004; Mafla-Herrera, 2005). (DEL AGUA, D. M. E. P. INSECTOS ACUATICOS COMO BIOINDICADORES DE LA CALIDAD DEL AGUA DE MANANTIAL EN PLATANILLO, GUERRERO, MEXICO.)

buscar sobre estos indices: El ​índice de hábitat fluvial (IHF)​ pretende valorar la capacidad del hábitat físico para albergar una fauna determinada. El IHF se presenta como un rápido índice para la evaluación de la heterogeneidad del hábitat de cauces fluviales. El IHF valora aspectos físicos del cauce relacionados con la heterogeneidad de hábitats y que dependen en gran medida de la hidrología y del sustrato existente. El índice se compone de siete apartados o bloques, recopilados en una sencilla hoja de campo, que evalúan de forma independiente las diferentes características del hábitat. ● Bloque 1: Inclusión rápidos-sedimentación pozas ● Bloque 2: Frecuencia de rápidos ● Bloque 3: Composición del sustrato ● Bloque 4: Regímenes de velocidad/profundidad

● Bloque 5: Porcentaje de sombra en el cauce ● Bloque 6: Elementos de heterogeneidad ● Bloque 7: Cobertura y diversidad de la vegetación acuática las variables hidromorfológicas necesarias para la caracterización hidromorfológica de las masas de agua de la categoría ríos, comprendiendo los siguientes apartados de estudio y caracterización: RÉGIMEN HIDROLÓGICO Caudales e hidrodinámica del flujo de las aguas Conexión con masas de agua subterránea y grado de alteración de la misma Posibles fuentes de alteración del régimen hidrológico CONTINUIDAD DEL RÍO CONDICIONES MORFOLÓGICAS Variación de la profundidad y anchura del río Estructura y sustrato del lecho del río Estructura de la zona ribereña tomado de: PROTOCOLO DE CARACTERIZACIÓN HIDROMORFOLÓGICA DE MASAS DE AGUA DE LA CATEGORÍA RÍOS

vegetación de la cuenca

tomado de: ​Argüero, S. C., Orea, Y. M., & Romero, M. A. R. (Eds.). (2016). ​Las malezas de la cuenca del río Magdalena, Ciudad de México​. Universidad Nacional Autónoma de México.

flora Fanerogámica del valle de México Rzedowsky https://www.biodiversidad.gob.mx/publicaciones/librosDig/pdf/Flora_del_Valle_de_M x1.pdf QBR index using drone Lessley, B. J. (2016). ​Developing a multimetric index to assess resaca ecosystem health​ (Doctoral dissertation, The University of Texas Rio Grande Valley).

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para la presentaciòn de zona de estudio: poner un mapa, sin muchas letras ni números, solo un mapa adecuado. poner fuente. caracterìsticas mas significativas ecologicamente. citar todo dato significativo. disponibilidad del agua. volumen de descarga. buscar; Bojorge, M. 2006. Indicadores biológicos de la calidad del agua en el río Magdalena, México, d.f. Tesis de maestría. Facultad de Ciencias. unam, México http://132.248.9.195/pd2006/0604169/Index.html https://www.researchgate.net/profile/Paola_Martinez-Duque/publication/315643741_Seccion _8_Servicios_Ecosistemicos_Servicios_de_regulacion/links/58d727e7aca2727e5ee7710a/S eccion-8-Servicios-Ecosistemicos-Servicios-de-regulacion.pdf#page=116 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1642359315000142 http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0188-49992014000400010&script=sci_arttext macroinvertebrados y su valor como indicadores (Roldan) https://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/30389621/375-387.pdf?AWSAccessK eyId=AKIAIWOWYYGZ2Y53UL3A&Expires=1535126521&Signature=zQC2dBDNKos%2F6 W74JMdFZLYM29s%3D&response-content-disposition=inline%3B%20filename%3DLos_ma croinvertebrados_y_su_valor_como_i.pdf guia macroinvertebrados http://www.ianas.org/docs/books/wbp13.pdf

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