《家畜环境卫生学及牧场设计》 | 第一章 温热环境（第一节 概论 2）

二、体热平衡

（一）体热平衡的概念

体热平衡（Thermal balance）是恒温动物为维持体温恒定而保持产热和散热的动态平衡。而一个恒定的体温是家畜保持正常生产代谢的基础和前提。家畜体温来源于机体产热，其热量不断与外界环境之间进行热交换（散热）。当产热量与散热量相等时，家畜体温恒定；当产热量大于散热量时，体温升高，机体热平衡被破坏；当产热量小于散热量时，体温降低，热平衡也被破坏。

家畜机体与环境进行热交换时，可能从环境失热（散热量为正），也可能从环境得热（散热量为负），这取决于家畜机体温度与环境温度之差值。

（二）产热

1．基础代谢产热（Basal metabolism heat production）　家畜在适温（20℃左右）、绝食空腹（吸收后状态）、不活动状况下的代谢产热就是基础代谢产热，是健康动物的最低产热量，因细胞代谢、心血管系统和大脑神经活动而产生，其值的大小与体表面积成比例（鲁伯纳体表定律）：

家畜基础代谢产热量因性别、年龄、个体大小、营养状况、神经-内分泌状况等不同而不同。一般状况下，雌性动物代谢比雄性动物代谢弱，其基础代谢产热量低；幼畜和生长家畜，代谢强烈，其基础代谢产热量高。大量研究表明，家畜基础代谢产热量随着体型增大，其绝对值增加，但按照每千克体重计算，体型小的动物其基础代谢产热量反而大。例如，体重441kg的马，其基础代谢总产热量是20849kJ，每千克体重产热量是47.28kJ；体重2kg的鸡，其基础代谢总产热量则是594kJ，每千克体重产热量是297.0kJ。若按照平均体表面积计算其产热量，则两种动物产热量分别是3966kJ/平方米和3946kJ/平方米。由此可见，动物基础代谢产热量与其单位体表面积成正比。动物的基础代谢产热量还与营养状况有关。营养状况良好的家畜，机体代谢旺盛，产热量就高。动物的神经-内分泌状况与基础代谢产热量也有关系。神经兴奋性强，内分泌旺盛的家畜，其基础代谢产热量也高。

2．维持代谢产热　维持代谢产热是指家畜在无生产、无体重变化的情况下的正常生命活动的代谢过程中所产生的热量，因家畜基础代谢、走动、采食、饮水、热调节等活动而产生。其中，因采食而增加的产热量称为体增热（Heat increment），机体为抵制应激反应而增加的热量称为热补偿。

体增热的大小不仅与采食量成正比，还与饲料类型和家畜种类有关。采食粗饲料的体增热大于精饲料。反刍家畜瘤胃微生物的发酵也可以产生额外的体增热。冬夏季节，家畜为了保持体温恒定，会自动启动热调节机制，这种对温度的应激反应也会产生热量。热补偿量的大小与家畜应激反应强度成正比。

根据维持代谢产热量的影响因素，可以有针对性地制订冬季或夏季饲养管理措施，以减少维持代谢产热量，增进家畜健康，提高其生产力。

3．生产代谢产热　生产代谢产热是指家畜因生产产品（包括劳役）而增加的产热量。家畜的生长发育、繁殖、长毛、产蛋、泌乳，都是饲料营养物质转化为畜产品的过程，在转化过程中都有一定的能量消耗，并在环境中释放出来，构成生产代谢产热。因此，生产性能愈高的家畜，其生产代谢产热量愈大。所以，在生产实际中，高产家畜冬季不怕冷，夏季很怕热。这是家畜饲养管理季节性规程的制订基础，也是畜舍设计必须考虑的内容。

（三）散热

1．蒸发散热（Evaporative heat loss）　蒸发散热是指通过水的汽化吸热和水汽分子的运动而散热的过程，主要通过皮肤和呼吸道进行。

（1）皮肤蒸发散热，包括显汗蒸发散热和隐汗蒸发散热。隐汗蒸发散热，又称渗透蒸发散热，即皮肤组织水分通过上皮向外渗透，在皮肤表面蒸发带走热量的过程。渗透作用在家畜体表皮肤不见水滴出现。有研究证明，人的隐汗蒸发量是呼吸蒸发量的两倍，每天高达600～800mL。另一种皮肤蒸发散热方式为显汗蒸发散热，即机体通过其汗腺分泌，使得汗液在皮肤的表面蒸发带走热量的过程。出汗时，皮肤表面可见水分的存在。除马属动物外，家畜的皮肤汗腺不发达或根本没有，故显汗蒸发散热较少。所以家畜的皮肤蒸发散热主要靠隐汗蒸发方式进行。

（2）呼吸道蒸发散热。动物呼吸道黏膜呈潮湿状态，水汽压大，温度高。家畜呼吸时通过水分蒸发和通过加热吸入气体而散热。呼吸道蒸发散热主要在上呼吸道进行，特别是高温时家畜进行的快而浅的呼吸（热性喘息），对缓和热应激很有效。

2．非蒸发散热（Non-evaporative heat loss）　非蒸发散热即除家畜蒸发散热以外的散热方式，包括辐射、对流、传导三种散热方式。非蒸发散热散出的热量，动物可以感知，也可以用测温仪直接测量出来，所以称之为可感热（Sensible heat loss）。而蒸发散热散出的热量，使水由液态转化为气态，环境的温度并未因此而升降，所以称之为非可感热（Unsensible heat loss）或潜热（Latent heat loss）。

（1）辐射散热（Radiation heat loss）。当温度高于绝对零度时（-273℃），任何物体都可以向周围环境辐射能量，家畜也不例外。在一定的环境条件下，家畜向外界辐射能量，而周围环境的物体也向它辐射能量。所以，家畜的实际散热量取决于家畜体温与环境温度之差。只有当环境温度低于体表温度时，畜体体表才能以红外线长波辐射放散体热，这个过程称之为辐射散热。物体表面放射或吸收辐射能的能力，称为发射率。黑体能够吸收全部外来的辐射能，而一个完全的反射体则可完全反射外来的辐射能。发射率的大小为自完全反射的0到完全吸收的1。家畜的皮毛颜色不同，对辐射热的反射率也有差异。浅色的皮毛有利于家畜对辐射热的反射，深色毛则有利于家畜对辐射热的吸收。

（2）对流散热（Convective heat loss）。对流散热就是当气温低于畜体体表温度时，通过空气运动带走体表热量的过程。对流散热不仅发生在家畜的体表，也可发生在家畜的呼吸道表面。对流散热是空气运动的结果，它可以是在外力（风扇）作用下产生的，称为强制对流，也可以因空气受热、密度发生变化而引起，称为自由对流。对流散热量的大小与动物体型大小、形态、气流方向、风速大小、空气温度与皮温之差等因素有关。

（3）传导散热（Conductive heat loss）。传导散热就是畜体将热量直接传给与其直接接触的低温物体的过程。传导散热量的大小与直接接触物体间的温差、接触物体的传导系数有关。如猪躺卧低温地面，就会发生传导散热。家畜与空气接触时，由于空气的传导系数小，所以家畜主要以对流方式散热，而直接传导散热较少。

（作者：蒲德伦 朱海生）