GRL: 高原鼠兔导致的裸地存在加速多年冻土退化的风险

高原鼠兔是青藏高原的特有种和关键种，由于其强大的食草和掘土造丘行为，高原鼠兔在高寒草甸上堆积了大量由鼠兔导致的裸土。这些裸土不仅加速了草地退化，还会改变地表的能量和水量分配，进而影响下伏多年冻土的水热特征。明确动物扰动下的冻土水热变化对于认识气候、环境、生物和冻土相互作用以及区域生态文明建设和发展至关重要。然而已有研究偏重生态学视角，缺少鼠兔扰动与多年冻土之间的联系。

Permalab团队以高原鼠兔这种青藏高原最广泛分布的啮齿类动物为研究对象，基于Noah-MP模型，探究了鼠兔扰动导致的裸地对多年冻土水热的影响机制。

该研究基于现有的鼠洞密度实地调查数据，结合物种分布模型模拟的适宜生境地图，发展了一种随机模型，能够模拟面域尺度上的鼠洞密度。考虑到鼠兔形成的裸土难以与常规裸土区分，该研究基于无人机遥感获取的鼠洞密度以及裸土数据，拟合了两者之间的统计关系，以估算空间面域由鼠兔导致的裸土分布；在Noah-MP 陆面过程模型中设置了不同的模拟情形，探究了鼠兔裸土的影响下多年冻土水热的响应规律。模拟情形包含两种：一种是不考虑鼠兔裸土的参考情形，其植被参数不包含鼠兔扰动的影响；另一种是考虑鼠兔裸土的影响，即通过调整相应植被参数来考虑鼠兔裸土的影响。我们在青藏高原腹地的三江源开展模拟研究，该区域是全球重要的生态保护区，广泛分布着多年冻土与高原鼠兔。

模拟结果显示，鼠洞更广泛分布于黄河流域和澜沧江流域，在长江流域中部和西部分布相对较少。然而鼠兔裸土的空间分布模式与其密度分布相反， 鼠兔裸土在长江流域西部的分布最广，在大部分黄河流域以及澜沧江流域分布较少。这主要与不同区域的气候条件有关，更为湿润温暖的环境更利于植被恢复。

从冻土水热的响应规律来看，高原鼠兔导致的裸土会造成冻土的显著升温，尤其对于浅层土壤。在2015-2018年的生长季，多年冻土区的土壤表层（2.5cm深度）平均温升达到0.36 °C，季节冻土区的平均温升为0.29 °C；这种温升会随着土壤深度衰减，在到达土壤深度184cm时，升温趋势不再显著。模拟结果显示鼠兔导致的裸土对土壤水分的影响在浅层土壤（0-66cm）几乎可以忽略不计，但在接近活动层底部（约184cm深度）时呈现显著增加的趋势。我们的研究结果提高了区域尺度下鼠兔扰动对多年冻土水热变化的理解，并警示了鼠兔扰动加速多年冻土退化的潜在风险。

本工作受第二次青藏科考项目（任务九专题五）及国家重点研发专项（2022YFF0711703）资助。特别感谢青海省科考办。/文 陈玉红

引用：Chen Y, Nan Z*, Zhao S. Bare Patches Created by Plateau Pikas Contribute to Warming Permafrost on the Tibet Plateau. Geophysical Research Letters. 2024, 51: e2024GL108976. doi:10.1029/2024GL108976.

论文关联数据：https://doi.org/10.6084/m9.figshare.25340452

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