《家畜环境卫生学及牧场设计》 | 第一章 温热环境（第三节 空气温度 1）

一、空气中热量的来源及其变化

1．空气中热量的来源

空气中热量的多少表现为空气温度的高低，温度是衡量热量的指标。

太阳辐射被地面吸收后，反射到大气中被大气吸收加热，这就是大气热量的主要来源。由于波长的差异，太阳辐射经过大气时被大气直接吸收加热的比例很小，对大气本身的增热作用不大，只能使大气温度升高0.015℃～0.02℃。所以说，大气热量直接来源于地面辐射、传导和对流，间接来源于太阳辐射。

畜舍空气中的热量来源于畜体散热和外界的传入。畜舍内的家畜，通过蒸发散热和非蒸发散热两种方式，将体热散发到畜舍空气中，使畜舍空气中的热量增加，温度升高。其散热量的大小，与家畜个体散热量和饲养密度有关。夏季，外界大气热量通过辐射、传导和对流作用，使畜舍内温度升高，其升高的幅度与畜舍内外温差及其保温隔热性能成正相关。冬季，畜舍空气也可对舍外大气失热，使畜舍内温度下降。如果畜舍在冬季温度过低，也可以通过人工取暖的方式加热舍内空气，使之达到家畜正常生长生产所需要的温度。

2．气温的变化规律

由于太阳辐射强度随着太阳高度角、季节和纬度的变化而变化，某地的气温也随着时间的变化而发生变化。在一天24h之中，气温一般在日出前最低，在14点左右最高。一天中气温最高值与最低值之差，称为气温日较差。气温日较差的大小与天气状况、地球纬度、地形地势、季节等因素有关。我国各地气温日较差差异较大，大体上从东南向西北递增。东南沿海一带一般在8℃以下，秦岭和淮河以北在10℃以上，西北内陆地区在15℃～25℃。一年12个月之中，一般7月份平均气温最高，1月份最低。最高月均温度与最低月均温度之差，称为气温年较差。气温年较差的大小与地理纬度、与海洋的距离、降雨量等因素有关。在我国，1月份平均气温南北地区气温相差较大，平均纬度向北每增加1度，气温降低1.5℃。而7月份平均气温普遍较高，从广东到河北均在28℃以上。

畜舍气温受畜舍封闭程度以及饲养密度影响。开放舍和半开放舍，舍内气温与外界差异不大，只是让家畜避免了寒风和太阳辐射的直接侵袭。封闭式畜舍，舍内气温受饲养密度和畜舍保温性能，以及人工调节气温程度的影响，可以通过保温隔热等人工办法，让舍内气温控制在一个合理的范围内。在封闭畜舍内的不同位置，也存在气温的差异。一般来说，畜舍水平面上的中央部位和垂直面上的中上部位气温较其他部位高，畜舍跨度越大，空间高度越大，这种差异越显著。

二、气温对畜体热调节的影响

（一）等热区和临界温度

1．等热区和临界温度的概念（图1.1）

等热区是指恒温动物主要借助增减散热量的方式（物理调节）即可维持体温正常的环境温度范围。等热区的下限称之为临界温度。在其下，机体主要依靠化学调节来维持体温恒定。等热区的上限称之为过高温度。在其上，因体内蓄热导致代谢升高。根据范特荷甫（Van’t Hoff）定律，温度每升高1℃，化学反应增强1～2倍。即动物体温升高1℃，机体代谢率提高10%～20%，从而导致机体的病理变化。等热区是畜牧生产实际中最经济的环境温度范围，也是能够保证家畜健康的环境温度范围。

在等热区范围内，有一个气温范围，动物机体代谢产热等于散热，家畜不需要进行任何调节即可维持体温恒定，这时的环境温度称之为舒适区。舒适区从理论上讲是家畜的最佳生活环境温度。超过舒适区范围，家畜开始进行物理调节，以确保其体温恒定；超过等热区范围，家畜开始进行化学调节，以期维持体温恒定。了解和研究不同种类、不同品种、不同生理阶段家畜的等热区和临界温度，提供科学的饲养管理参数，是畜牧生产取得成功的前提条件。但不要过分追求舒适区的环境条件，否则会提高投入，增加生产成本，反而降低畜牧生产的经济效益。

2．影响等热区和临界温度的主要因素

（1）动物种类　一般体型大的动物，单位体重体表面积较小，相对散热量少，动物耐寒不耐热，其等热区宽，临界温度低。在完全饥饿状态下，小白鼠的临界温度为29℃～30℃，大白鼠为28℃，猪为21℃，阉牛只有18℃。在完全饥饿状态下，鸽子的等热区为31℃～36℃，鸡为28℃～32℃，山羊为20℃～28℃，犬为20℃～26℃。

（2）年龄和体重　幼年和老年动物，体热调节能力差，等热区较窄，临界温度较高。成年、壮年动物则等热区较宽，临界温度较低。例如，体重1～2kg的哺乳仔猪的临界温度高达29℃，6～8kg重的仔猪下降为25℃；体重达到20kg时变为21℃；体重60kg时只有20℃；体重100kg时仅需要18℃。而禁食、两周龄的雏鸡，其临界温度为35℃，等热区仅有1℃。

（3）皮毛状态　毛厚密或皮下脂肪较厚的动物，皮毛保暖性能较好，机体散热能力较差，动物怕热不怕冷，其等热区较宽，临界温度较低。例如，毛长1～2mm的绵羊，临界温度为32℃，毛长18mm的绵羊为20℃，毛长120mm的绵羊则为-4℃。

（4）饲养水平　家畜采食可以产生体增热。饲养水平越高，体增热越多，家畜越不怕冷，其临界温度越低。例如，采食高水平日粮的绵羊，其临界温度为25.5℃；而采食维持日粮的绵羊，其临界温度则为32℃。

（5）生产力　家畜在生产时会产生生产代谢热。生产力越高的家畜，生产代谢热越多，家畜越不怕冷，其临界温度越低。家畜在泌乳、产蛋、产毛、生长、肥育、妊娠、劳役时都会产热。例如，日泌乳9.5kg的奶牛，临界温度为-6℃；而日泌乳19kg的奶牛，临界温度则为-18℃。

（6）对气候的适应性　长期生活在寒冷或炎热地区的动物已经适应了当地极端气候的变化，其身体结构有利于家畜的热平衡。所以，寒冷地区的动物临界温度较低，等热区较宽。炎热地区的动物则临界温度较高。例如爱斯基摩犬、北极狐、北极鸥的等热区在-30℃～30℃之间。

（7）管理制度　管理制度不同，家畜的临界温度不同。例如，地面保温性能好或有垫草、群养，可以减少家畜的散热量，降低家畜的临界温度值，增加家畜的等热区范围。

（8）其他气象因素　除了气温外，其他气象因素也可以影响家畜的体热平衡，从而影响家畜的等热区和临界温度。例如，在无风、没有太阳辐射、湿度适宜的条件下测定的临界温度，与有风、有太阳辐射、潮湿的条件下测定的临界温度可以相差数倍。

【教学案例8】雏鸡舍实习

大三学生蒋某被分配到养鸡场雏鸡舍实习，这是她第一次接触养鸡生产实际。师傅外出前告诉她，育雏期内雏鸡过于喧闹，说明鸡只不舒服，最常见的原因是温度不太适宜。平时要注意观察，并根据情况采取相应的措施。

师傅走后，蒋某发现有的雏鸡堆挤在育雏伞下，有的堆挤在墙边或鸡舍支柱周围。雏鸡排泄的粪便较稀且出现糊肛现象。蒋某想起师傅的话，赶忙换上大功率的红外线灯泡。一会儿，雏鸡散开俯卧在地上，伸出头颈张嘴喘气，并寻求舍内较凉爽、贼风较大的地方，特别是远离热源沿墙边的地方。有的雏鸡则拥挤在饮水器周围，使全身湿透，饮水量增加。蒋某急忙给师傅电话联系，在师傅的指导下换上合适的红外线灯泡，雏鸡终于安静下来了。

提问：1．雏鸡的异常行为反映出什么问题？如果不及时处理会有什么后果？

2．提高雏鸡舍内温度可以采取哪些办法？

3．育雏管理有哪些注意事项？

（二）气温与畜体热调节

1．高温时的热调节

（1）增加散热量　当气温高于舒适区上限时，家畜外周血管扩张，大量血液流向体表，皮温升高，皮温与气温差距拉大，家畜通过辐射、传导、对流三种非蒸发散热方式散热，使散热量增加。同时，流到体表的血液更容易通过组织渗透和汗液分泌，促进皮肤蒸发散热。当气温升高到一定限度时，家畜开始呼吸急速，张口伸舌或唾沫直流，以热喘息的方式提高呼吸道蒸发散热能力。

在正常的气温下，家畜主要通过非蒸发散热维持体温恒定。但随着外界气温升高，皮温与气温的差距缩小，甚至为负数，这时非蒸发散热逐渐失效，进而从环境中得热。这时，家畜逐渐调整为以蒸发散热为主，通过皮肤和呼吸道蒸发散热。例如，欧洲牛气温从-15℃上升到35℃，皮肤蒸发散热量占总散热量的比例从5%～10%增加到40%～70%，呼吸道蒸发散热量从4%增加到15%～30%。汗腺不发达或没有汗腺的家畜，呼吸道蒸发散热量占总散热量的比例更大。

（2）减少产热量　当采用物理调节方式不能维持体温恒定时，家畜就会减少产热量进行热调节。家畜主要表现为少食，少动，少生产，内分泌下降，最终导致各种代谢产热量减少以维持体温恒定。

2．低温时的热调节

（1）减少散热量　在冷应激情况下，家畜为减少蒸发散热量和非蒸发散热量，表现为呼吸变深、汗腺停止活动、血管收缩、家畜蜷缩、竖毛、群居，以减少散热面积，增加保温厚度。

（2）增加产热量　当家畜通过物理调节不能满足体温恒定的目的时，即气温降到临界温度以下时，机体需要通过增加产热量来进行热调节，表现为多食、多动、颤抖、增加内分泌量。家畜在冷应激情况下的颤抖，可以大量增加产热量。特别是骨骼肌的颤抖，可提高2～3倍的产热量。但有实验证明，这种颤抖作用持续时间不长，家畜不能长期依靠颤抖作用维持体热平衡。

3．热平衡的破坏

当家畜的上述调节仍然不能维持体热平衡时，必然引起家畜体热平衡的破坏，引起机体疾病的出现，甚至死亡的发生。特别是在高温情况下，家畜更容易产生热平衡的破坏。

（1）气温高于等热区的上限时，家畜通过减少产热量可以产生一定的体热调节作用。气温继续升高，热调节功能失效，家畜体温上升，体内氧化作用加强，引起家畜产热量增加，同时影响神经和内分泌活动，酶活力提高，体温进一步升高，家畜发生失常现象，表现为消化道蠕动减弱，胃肠道胰腺的分泌、肝糖原的生成减少和血液中蛋白质被破坏，胃肠道消化酶作用和杀菌能力减弱，黏膜抵抗力降低，家畜处于极度衰弱状态。当哺乳动物体温升高到43℃～44℃，家禽体温升高到45℃～50℃时，即陷入昏迷，最后衰竭而死。这种由于高温造成家畜的生理失常，甚至死亡的现象，称之为热射病。

动物忍受极端高温的能力，因动物种类、品种、个体、年龄、性别、体重、生产力、营养水平、体表的保温性能，以及对气候的适应程度不同而不同。根据同样炎热环境中体温升高的幅度来衡量牛的耐热性能的物理量，称之为耐热系数（Heat tolerance coefficient）。

耐热系数=100-18*（BT-38.3）

式中，BT为牛试验时测定的体温（℃），38.3为牛的正常体温。耐热系数越大，表示体温升高越小，牛的耐热性越强。

也可以用相同的原理测定猪、羊、鸡等家畜（禽）的耐热性能。耐热系数结合家畜（禽）的生产力，对选择耐热品种有一定的参考价值。

（2）气温低于等热区的下限时，只要饲料供应充足，能够自由活动，成年家畜通过增加产热量可以产生相当范围内的体热调节作用。气温继续降低，热调节功能失效，引起体温持续下降，家畜的代谢率也随之下降。动物血压升高，尿液分泌增加，血液浓缩，心跳降低，血液循环失调。呼吸道组织液渗出，毛细血管出血，黏膜被破坏。机体免疫力和体抗力下降，全身衰竭，最后中枢神经麻痹而死亡。

动物对低温的耐受能力不同，一般鸟类比哺乳动物更耐寒。例如，动物能够忍受1h体温正常的最低气温，鸭为-100℃，鹅为-90℃，鸡为-50℃，兔为-45℃，大白鼠为-25℃，豚鼠为-15℃。在寒冷刺激下，动物对体温下降有较强的忍受能力。例如，2月龄的幼犬，体温下降到2℃还能存活10d。猴子体温下降到12.5℃才不能复活。如果将体温下降到16℃～18℃的家畜移动到19℃～20℃的环境中，机体会很快恢复正常。

初生的家畜，其热调节系统发育不够完善，体内糖原和脂肪储存较少，被毛少，机体代谢能力弱，其体重小，单位体重体表面积大，所以很容易受低温的影响。例如，未哺乳的初生仔猪，如果个别单独放置，无论环境温度高低，都不能维持正常体温。雏鸡出壳15d，兔、鼠出生10d，犬猫出生3～4d，仔猪出生2d，这些家畜才具有较好的热调节能力。因此，才出生的家畜都需要提供特殊的温暖小气候，如特别保暖的小环境或提供红外线加热器。