青藏高原东北部的若尔盖盆地是黄河上游重要的水源涵养区^［1］，也是中国高寒湿地发生大范围沙化的典型地区^［2-3］。全球气候变化、风沙活动、人口急剧增加、过度放牧、鼠害和湿地排水被认为是草地沙漠化扩大的主要驱动因素^［4-15］。若尔盖盆地土地沙化现象最晚在距今16 000年左右的末次冰消期就已出现，沙地经历了多次的固定与活化过程^［16］，晚全新世以来若尔盖盆地主要经历4次沙漠化^［17］，在沙漠化间歇期，沙丘表面覆盖了致密的草皮层，后来草皮层破坏，导致古沙丘暴露而成为沙源^［3］。

魏振海等^［14］通过遥感解译发现沙丘分布随海拔高度增加面积减少，随坡度增大面积下降。李晓英等^［1］、姚正毅等^［3］通过野外考察发现旱獭洞的分布与丘陵沙丘在坡度和坡向上有高度的相似性，旱獭的挖掘活动被认为是若尔盖盆地草皮层破坏的诱发因素。喜马拉雅旱獭（Marmota himalayana）挖掘洞穴，形成土丘覆盖草地，导致草地退化，并造成地面塌陷、水土流失和沙漠化^［18-19］。旱獭土壤扰动行为使裸土覆盖率增大、表层土壤生物结皮丰度减小^［20］。Brierley等^［21］通过构建草地退化程度模型发现，旱獭的作用会加速土壤侵蚀，使草地退化为荒地。Li等^［22］认为陡坡为旱獭提供了理想掘洞场所，这将加速陡坎后退，加速草地沙化进程，但无数据佐证。

目前研究主要关于鼠兔对草地沙化的影响^［23-27］，喜马拉雅旱獭引起若尔盖草地主要鼠害^［28］，是青藏高原高寒草甸中唯一的大型啮齿动物^［18］，针对旱獭对若尔盖草地沙化影响的研究却较少，旱獭活动在若尔盖草原沙漠化形成与发展过程中的作用尚不明确。已有研究也存在影像及地形数据精度过低和调查样本容量过小等问题^{［1，3，14］}。

无人机由于具有易携带、拍摄影像分辨率高等特点，目前已在评估草地盖度、草地植被指数和草地沙化程度上开展尝试性研究，取得较好效果^［29-33］。本次研究采用高分辨率无人机影像和DEM分析沙斑分布和微地貌的联系，对研究区内旱獭洞进行详查，取得大量样本数据，从而使研究沙斑分布和旱獭洞之间的联系更加定量化和精细化，对旱獭影响草地沙化进程的影响因素进行了分析，这对研究若尔盖盆地沙斑形成分布机理和防治草地沙化具有重要意义。

若尔盖盆地在行政区划上涉及四川省阿坝县、若尔盖县和红原县，青海省久治县，甘肃省碌曲县、玛曲县和迭部县^［34］，面积22 716.24 km^2［14］。唐克镇位于若尔盖县西南部，黄河白河汇流处，距若尔盖县城64 km^［35］。研究区（33°19′51.33″N、102°33′0.31″E，图1）位于唐克镇，面积85.96 hm²，海拔3 425—3 485 m，47.99%的面积分布在海拔3 425—3 435 m，并且随着海拔升高，面积逐渐减小。研究区平均坡度为11.48°，最大坡度为89.04°，最小坡度为0°。研究区内斜坡和陡坡分布面积较大，占研究区总面积的74.76%。

若尔盖盆地是随着青藏高原隆起而形成的断陷盆地^［36］，形成时间在早更新世之后，并自全新世以来，该盆地仍然持续下陷^［34］。唐克地处若尔盖地块中心，受构造作用的影响相对较小^［37］，其主要构造为唐克凸起，为新近纪以来发育的凹陷区^［38］。若尔盖盆地在第四纪曾长期处于湖泊环境，在38—35 ka B.P.黄河侵夺若尔盖古湖，湖水外泄，留下巨厚湖泊沉积物^［39］。唐克镇主要存在浅切割丘状山地、冲积平原和沼泽化闭流宽谷3种地貌类型^［34］。

盆地内出露岩石多为新生代喜马拉雅运动强烈隆起的三叠系千枚岩、片岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、泥灰岩，古近系和新近系砾岩^［34］。平坝沼泽区为泥炭土和沼泽土，丘原草甸区为草甸土，古河床和河流附近的风积母质上常发育为风沙土^［40］，黄土在该区也有部分出露^［41］。若尔盖盆地土壤质地以砂壤土为主，少量为壤砂土和壤土^［42］。

研究区所在的唐克镇属于高原寒温带湿润季风气候，常年无夏，春、秋季短，冬季降雪频繁。年平均气温1.3 ℃，昼夜温差较大，极端最高气温24.6 ℃、最低气温-33.7 ℃，多年平均大风日数28 d，光照充足，年平均日照2 389 h，多年平均降雨量为656.8 mm，降雨集中于4—10月^［43-44］。

旱獭洞调查于2019年9—12月在唐克样地内进行，运用两步路户外软件记录调查点，采集了旱獭洞入口高度和宽度、洞外土堆尺寸、洞口朝向和地理坐标等数据，共详查到622个旱獭洞。

影像和DEM数据通过大疆精灵Phantom 4 RTK无人机在唐克样地现场采集，采集时间为2020年8月10—12日。使用实景三维建模软件Agisoft Metashape Professional v1.6.3（原Photoscan），生成正射影像图和DEM^［45］，空间分辨率分别为2.5 cm和5 cm（图2）。

沙地斑块，简称沙斑，由无人机影像解译而来。根据现场调查拍摄的沙斑照片建立解译标志，使用ArcGIS 10.7软件进行人工目视解译提取出沙斑矢量数据。通过ArcGIS地图代数功能计算可见光波段差异植被指数（Visible-Band Difference Vegetation Index，VDVI），以VDVI为指标，划分研究区草地为6个沙化等级，包括未沙化草地（VDVI>0.2247）、轻度沙化草地（0.1493<VDVI<0.2246）、中度沙化草地（0.0924<VDVI<0.1492）、重度沙化草地（0.0693<VDVI<0.0923）、极重度沙化草地（0.0424<VDVI<0.0692）和流动沙地（0.0021<VDVI<0.0423）^［32］。

基于DEM数据，使用ArcGIS 10.7软件提取海拔、坡度和坡向栅格数据，然后将沙斑矢量数据转换为栅格数据，运用分区统计功能，将沙斑栅格数据分别和海拔、坡度和坡向栅格数据叠加，获得沙斑在海拔、坡度和坡向上的分布规律。旱獭洞所处海拔、坡度和坡向通过ArcGIS 10.7软件从相应栅格数据中提取，通过Excel汇总统计旱獭洞在海拔、坡度和坡向等地理要素上的分布规律。根据国际地理学会地貌调查与制图委员会提出的坡度分级方案^［46］，将研究区地面坡度划分为7个等级：0°—2°为平地，2°—5°为缓斜坡，5°—15°为斜坡，15°—25°为陡坡，25°—35°为急坡，35°—55°为急陡坡，大于55°为垂直坡。将坡向划分为9个方位，即北（0°—22.5°和337.5°—360°）、东北（22.5°—67.5°）、东（67.5°—112.5°）、东南（112.5°—157.5°）、南（157.5°—202.5°）、西南（202.5°—247.5°）、西（247.5°—292.5°）、西北（292.5°—337.5°）和平地。

使用统计分析软件SPSS 25.0分别对不同海拔、坡度和坡向上的沙斑分布面积和旱獭洞分布数量进行S-W正态检验，符合正态分布的数据使用Pearson相关分析，不符合正态分布的用Spearman相关分析^［47］。运用ArcGIS10.7软件空间分析和缓冲区分析功能，研究沙斑和旱獭洞的空间联系。

沙斑在海拔3 425—3 435 m分布最多，面积占46.92%，海拔3 445—3 465 m内沙斑分布面积次之，占沙斑总面积的17.24%。海拔3 435—3 465 m内沙斑分布面积占13.83%—17.24%，随着海拔升高，沙斑面积呈逐渐减少趋势，但在海拔3 445—3 465 m出现正异常，沙斑面积增大为17.24%，随着海拔继续升高，沙斑分布面积锐减，当海拔为3 475—3 485 m时，沙斑分布面积仅占沙斑总面积的0.94%（图3）。

沙斑平均坡度为11.29°，最大坡度为88.15°，最小坡度为0°。沙斑面积先随坡度增加而增加，然后急剧减小。沙斑主要分布在斜坡和陡坡上，沙斑在斜坡分布面积最大，沙斑在该坡度范围分布面积占沙斑总面积的57.57%，陡坡上分布的沙斑面积次之，占沙斑总面积的16.84%，斜坡和陡坡上分布的沙斑占总沙斑面积的74.41%。沙斑在平地和缓斜坡上分布面积基本相同，平均占沙斑总面积的9.74%。在急坡、急陡坡和垂直坡上分布的沙斑仅占沙斑总面积的6.11%（图4）。

沙斑在平地上分布最少，仅占沙斑总面积的0.08%，其他8个坡向上分布的沙斑面积基本相同，但南、北坡分布的沙斑面积最大，均占沙斑总面积的14.69%，东南坡分布的沙斑面积次之，占14.66%，东北坡占12.30%，西北坡占12.20%，西南坡占12.08%，东坡和西坡沙斑分布最少，分别占10.04%和9.26%（图5）。

通过VDVI划分出的流动沙地和极重度沙化草地面积之和为382 327.15 m²。通过人工目视解译圈定的沙斑是根据现场沙化情况确定，包括无植被覆盖的流动沙地和植被覆盖极其稀疏的草地，其面积为379 864 m²，通过VDVI划分出的流动沙地和极重度沙化草地面积之和同人工目视解译圈定的沙斑面积相差仅为0.64%，在空间上两种方式确定的沙地范围也基本重合，因此通过VDVI划分的草地沙化等级具备可用性。未沙化草地面积最小，仅占草地总面积的1.80%，流动沙地面积最大，占草地总面积的27.97%，中度沙化草地面积次之，为24.25%（表1）。

经过野外调查发现，旱獭洞在陡坎处存在聚集现象，并且由于旱獭在陡坎处掘洞，掏空沙体，导致其上部草皮层坍塌。牦牛在陡坎处的旱獭洞周围踩踏，在陡坎处蹭痒，导致陡坎加速破坏，并向草地一侧扩展（图6）。

通过实地调查，对旱獭洞的洞口结构、洞口外土堆进行了统计（图6）。旱獭洞洞口土堆由旱獭掘洞形成，土堆主要由沙土组成，但也有少数旱獭在土壤层较薄的山顶和山脊掘洞，导致砂岩地层外露。土堆平面投影形似扇形，土堆平均横向长度为1.77±0.52 m，平均高度为1.60±0.41 m，土堆占地面积按扇形面积公式计算，则土堆平均占地面积为1.60±0.81 m²。通过调查还发现，很多旱獭洞外土堆上都生长有菊科植物。

旱獭洞形状一般为拱形（图6），旱獭洞洞口平均宽度为23.04±4.28 cm，洞口平均高度为20.89±3.93 cm，洞顶距地面平均22.32±12.45 cm。旱獭洞洞口平均朝向为186.61°±98.64°，洞口向阳（112.5°—292.5°）的旱獭洞数量占比为58.35%，旱獭洞洞口主要朝南（157.5°—202.5°），洞口朝南的旱獭洞占旱獭洞总数的21.16%，洞口朝北、西南的旱獭洞数量次之，均占旱獭洞总数的12.89%。

旱獭洞在海拔3 425—3 435 m分布最多，占总数的41.16%，海拔3 435—3 445 m分布的旱獭洞数量次之，占总数的33.39%，海拔3 425—3 445 m这20 m高程内分布了74.55%的旱獭洞。旱獭洞数量随着海拔的升高，数量越来越少（图3）。

旱獭洞主要分布在斜坡和陡坡，分布在斜坡上的旱獭洞占总数的52.89%，分布在陡坡上的旱獭洞数量次之，占22.64%，斜坡和陡坡上分布的旱獭洞占到了总数的75.53%。分布在极缓坡和缓斜坡上的旱獭洞数量分别占总数的5.79%和9.75%，分布在急坡和急陡坡上的旱獭洞共占8.93%，在大于55°的垂直坡上没有旱獭洞。旱獭洞数量先随着坡度升高而增大，然后随着坡度增加而急剧减小（图4）。

旱獭洞在东南坡分布最多，占旱獭洞总数的16.20%，分布在北坡的旱獭洞数量次之，占比为13.88%，分布在西南坡的旱獭洞数量最少，占比为9.26%。旱獭洞在坡向分布上不具有明显的偏向性，各坡向上平均分布旱獭洞比例为12.42%，标准差为2.26%，因此各坡向上分布的旱獭洞数量相对均匀（图5）。

通过SPSS统计软件分析了旱獭洞和沙斑在海拔、坡度和坡向3个地形因子上分布的相关性。

旱獭洞数量和沙斑面积在不同海拔范围内具有相似变化趋势（图3），两者之间的Pearson相关系数为0.802，相关性较强。

旱獭洞数量和沙斑面积在不同坡度范围内也具有相似变化趋势（图4），Sperman相关系数为0.893（P<0.05）。

旱獭洞数量和沙斑面积在不同坡向范围内也具有相似变化趋势（图5），Pearson相关系数为0.883（P<0.05）。

在海拔、坡度和坡向上，沙斑面积和研究区面积两者之间具有更加相似的变化趋势，沙斑分布面积随着研究区地形的变化而变化。在海拔、坡度和坡向上，旱獭洞数量和研究区面积两者之间也具有相似的变化趋势，但相似程度较沙斑面积和研究区面积之间稍低。

通过人工目视解译圈定的沙斑面积为379 864 m²，约占研究区总面积的44.2%，可用于分析的旱獭洞总共605个。通过ArcGIS缓冲区分析和叠加分析功能，统计出在沙斑内的旱獭洞数量和沙斑向外扩展后旱獭洞数量（表2）。

47.60%的旱獭洞分布在沙斑内部，当沙斑向外扩展5 m后，扩大后的沙斑内旱獭洞数量占总数的65.62%，当沙斑向外扩展15 m后，其范围内分布的旱獭洞数量占总数的80.66%，因此大部分旱獭洞分布在沙斑内部和沙斑外部15 m范围内，旱獭洞呈现出在沙斑内和沙斑周围聚集的现象。

在野外调查旱獭洞时发现旱獭洞在陡坎处有聚集现象，并且沙斑边界多为陡坎和凹坑边缘，因此通过高分辨率DEM解译出陡坎，定量化研究旱獭洞在陡坎附近的聚集现象。在研究区内共解译出陡坎9 782.8 m，在沙斑内的陡坎占陡坎总长度的90.08%，因此绝大部分陡坎位于沙斑内。在沙斑边界设置2 m宽的双侧缓冲区，将陡坎和沙斑边界缓冲区叠加分析发现，占陡坎总长度20.62%的陡坎分布于沙斑边界缓冲区内，因此有20.62%的陡坎分布在沙斑边界上。在沙斑边界设置2 m宽的外侧缓冲区，该缓冲区内陡坎长度为777.2 m，占陡坎总长度的7.94%。在沙斑边界设置2 m宽的内侧缓冲区，该缓冲区内陡坎长度为1 312.4 m，占陡坎总长度的13.42%，占沙斑内陡坎长度的14.89%，沙斑边界2 m宽内侧缓冲区面积为43 942.0 m²，仅占沙地总面积的11.57%，因此印证了现场调查结果，即沙斑边界多为陡坎和凹坑边缘。

通过缓冲区分析，定量分析了旱獭洞在陡坎附近的聚集现象。旱獭洞在陡坎两侧2 m范围内，呈现相对较高的分布密度，在1—1.5 m区间内旱獭洞密度最大，之后随着向外扩展，旱獭洞密度开始减小，当超出2 m范围之后，旱獭洞分布密度急剧减小，这表明旱獭洞在陡坎周围2 m范围内呈现出聚集现象（图7）。

使用ArcGIS将不同沙化草地和旱獭洞分布叠加分析发现，未沙化草地上分布的旱獭洞密度最小，旱獭洞密度仅为200个·km^-2，随着草地沙化程度增加，旱獭洞密度呈增大趋势，并在极重度沙化草地达到峰值，极重度沙化草地上分布的旱獭洞密度达到1 007个·km^-2，是未沙化草地上旱獭洞密度的5倍，然后随着沙化程度加深，旱獭洞密度急剧减小，流动沙地上的旱獭洞密度突降，旱獭洞密度降为621个·km^-2。

在未沙化草地—轻度沙化草地沙化过程中，旱獭洞密度增长率为58.85%，随着草地沙化程度加深，旱獭洞密度增长越来越快，旱獭洞密度在轻度沙化草地—中度沙化草地沙化过程中增长最快，旱獭洞密度增长率达到85.71%，之后随着草地沙化程度加深，旱獭洞密度增长越来越慢，并在极重度沙化草地—流动沙地沙化过程中出现负增长，旱獭洞密度增长率为-36.69%（表1）。

旱獭洞在陡坎和凹坑边缘聚集，随着旱獭不断在陡坎和凹坑边缘上挖掘洞穴，导致陡坎和凹坑边缘坍塌，加剧陡坎和凹坑边缘向未沙化草地一侧扩展，由于沙斑边界多为陡坎和凹坑边缘，因此沙斑边界也随之向未沙化草地一侧扩展，导致沙斑面积扩大。沙斑的范围基本包含流动沙地和极重度沙化草地，并且在极重度沙化草地上旱獭洞分布最多。

旱獭不喜欢在未沙化草地上掘洞，随着草地沙化程度加重，沙化草地上旱獭洞数量增加，旱獭倾向于在中、重和极重度沙化草地上掘洞，流动沙地上旱獭洞数量急剧减少，可能是因为流动沙地上没有植被，旱獭采食不便，不适宜生存，因此旱獭数量急剧减少。旱獭同鼠兔具有相似的栖息地选择规律^［27］，在未退化草地上旱獭分布较少，随着草地沙化，沙化后的草地为旱獭提供了适宜的居住环境，旱獭数量越来越多，当草地退化为流动沙地后旱獭数量又迅速减少。草地沙化程度加深的同时，旱獭数量也增加，大量的旱獭啃食草根、挖掘洞穴破坏草地，导致植被覆盖度减小，加剧草地沙化进程（图8）。因此极重度沙化草地上旱獭洞最多，但随着旱獭破坏草地，草地加速沙化，极重度沙化草地退化为流动沙地，流动沙地上缺乏植被，不再适宜旱獭生活，旱獭迁移到适宜居住的草地上，比如重度、极重度沙化草地，在旱獭掘洞的影响下，随着时间推移，极重度沙化草地也发生退化，流动沙地面积逐渐扩大。

若尔盖盆地沙斑在海拔3 425—3 435 m分布最多，随着海拔升高，沙斑面积逐渐减小；沙斑主要分布在斜坡和陡坡上，其面积先随坡度增加，后急剧减小；沙斑在8个坡向上的分布面积基本相同。沙斑的分布与旱獭洞有较大的相似性。绝大部分旱獭洞分布在沙斑内部和沙斑向外扩展15 m范围内，旱獭洞呈现出在沙斑内和沙斑周围聚集的现象。沙斑边界多为陡坎和凹坑边缘，旱獭洞在陡坎周围2 m范围内呈现出聚集现象。未沙化草地上分布的旱獭洞密度最小，随着草地沙化程度加深，并在极重度沙化之前，旱獭洞密度随之增大，在极重度沙化草地上旱獭洞密度达到峰值，当草地退化为流动沙地后，旱獭洞密度迅速减小。