《Applied Animal Behaviour Science》：Weather and Seasonal Effects in Behavioural Patterns for Grazing Cattle
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本研究通过GPS和加速度计监测葡萄牙北部Minhota牛一年行为，分析温度、湿度、风速及太阳辐射影响。结果显示，季节和气候因素显著影响行为模式，春夏季放牧及行走增加，秋冬季休息及反刍增多。Canonical分析显示环境因素与行为强相关（79.9%变异），强调气候适应管理（如饲料调整、庇护所、轮牧）对减少气候变化影响的重要性。
古斯塔沃·帕伊桑（Gustavo Paix?o）|费尔南多·马塔（Fernando Mata）|若阿金·塞尔凯拉（Joaquim Cerqueira）|若泽·佩德罗·阿劳霍（José Pedro Araújo）
葡萄牙维亚纳-杜卡斯特洛理工学院（Instituto Politécnico de Viana do Castelo）农业食品系统与可持续发展研究中心，邮编4900-347，维亚纳-杜卡斯特洛，葡萄牙
摘要
天气条件会影响放牧牛的行为，进而影响其吃草、反刍和休息等活动。了解牛对温度、湿度、风和太阳辐射的行为反应对于在气候变化背景下管理牲畜福利和生产力至关重要。本研究使用GPS加速度计项圈对20头明霍塔品种（Minhota）的牛进行了全年监测（2024年1月1日至12月31日），位于葡萄牙北部。通过典型相关性和克鲁斯卡尔-瓦利斯检验（Kruskal-Wallis tests）分析了行为数据和天气数据，以评估季节变化对活动模式和环境因素的影响。研究发现，所有分析的行为在各个季节之间存在显著差异（p<0.001）。春季和夏季，由于牧草充足，牛的吃草和行走活动达到高峰；相反，秋季和冬季，由于能量需求较低且更依赖粗饲料，牛的休息和反刍活动增加。所有记录的行为都受到温度指数和太阳辐射的影响（p<0.001），其中温度-湿度-太阳-风指数与休息时间的减少呈最强相关性（-0.62）。令人惊讶的是，适度的热应激并未抑制牛的吃草和其他行为（如进食和玩耍）。降雨对吃草活动有负面影响，但增加了反刍和休息时间（p<0.001）。典型相关性分析揭示了行为与环境之间的强烈关联，两个典型协变量对（CCP）解释了这两组变量之间79.9%的变异。季节性和热相关因素塑造了独特的活动-休息模式，突显了牛的适应策略以及气候意识在牲畜管理中的重要性。这些发现强调了需要采取气候适应性牲畜管理措施，包括策略性喂养、提供庇护所和灵活的放牧方式，以减轻气候变化的影响。
引言
环境条件及气候变化会显著影响动物行为（Lamana等人，2025年）。天气对牛和羊等放牧动物的影响可以通过其代谢行为来观察，如进食、玩耍、反刍、吃草、休息和日常活动。寒冷、潮湿和多风的气候条件会负面影响牛的行为（Schütz等人，2010年；Hendriks等人，2020年；Neave等人，2022年），迫使它们在这种环境下大部分时间都待在庇护所中（Cartes等人，2021年）。
随着气温升高、降水模式变得更加多变以及极端事件的频繁发生，气候变化已经开始对牲畜生产产生负面影响（Cheng等人，2022年；McCarl和Fei等人，2022年）。直接效应如生产力下降和热应激（Thornton等人，2022年；North等人，2023年），以及间接效应如饲料供应变化和疾病模式改变（Ali等人，2020年），都在影响着动物（Ali等人，2020年）。这些变化的影响主要是由动物对气候条件的行为和生理反应引起的，这些反应是气候压力的早期指标。因此，了解不同气象事件与动物行为之间的因果关系至关重要。
温度-湿度指数（THI）是一种广泛用于评估牛热应激的指标，它结合了空气温度和相对湿度来评估天气条件（Parrini等人，2022年；Nam等人，2024年）。传统上，该指数被划分为不同的等级来表示热应激程度的增加；然而，最近的一项综合多项THI研究的综述发现，出现负面影响的临界中位值为68.8（North等人，2023年）。风速和太阳辐射已被纳入新的指数中（Wang等人，2018年），从而能够更准确地评估动物的不适程度（Mader等人，2006年），例如综合气候指数（Mader等人，2010年）。
已经开发出能够监测动物行为的创新计算机技术，这些技术可以在牧场中应用，并为农民提供警报（Dominiak和Kristensen，2017年），以及实时信息以帮助做出更好的决策（Tzanidakis等人，2023年）。可穿戴的物联网设备，如活动监测器、产犊检测器和反刍追踪器，是现代牲畜管理中最常用的工具之一（Lee和Seo，2021年）。尽管这些精准畜牧业（PLF）设备成本较高且存在一些技术缺陷，但它们在实时监测、减少甲烷排放和实现更可持续的畜群管理方面的潜力使其成为应对气候变化的优秀工具（Lamanna等人，2025年）。基于传感器的系统在牧场牲畜管理中的准确率通常在80%到95%之间，具体取决于传感器类型和安装位置（Asmare，2022年）。在精准畜牧业中，吃草、反刍和休息是最常被研究的行为活动（Decandia等人，2018年）。必须从更广泛的背景下研究气候因素（包括温度、湿度、风速和太阳辐射）对动物的影响。因此，本研究旨在评估天气和季节因素对放牧牛行为的影响。
材料与方法
本研究在葡萄牙北部的一个肉牛养殖场进行（北纬41°47'01.4"；西经8°35'51.0"）。该养殖场的产犊活动全年都会发生。小牛由母牛自然喂养，并通过选择性喂食器补充浓缩饲料。放牧系统采用轮牧方式，母牛会根据草的可用性进入不同的牧场。11/12月至2/3月期间，牛还会被喂食由Lolium perenne、Festuca L、Dactylis glomerata等草组成的干草-青贮饲料。
结果
典型相关性（CC）分析的结果（见表1）显示，有两个典型协变量对（CCP）对两组变量之间的变异有显著解释作用（解释了79.9%的变异，即〖CC〗_1^2+〖CC〗_2^2），这两组变量分别是行为（休息、吃草、行走、反刍、其他活动）和天气（温度-湿度指数（HI）、温度-湿度-太阳指数（THI）及温度-湿度-太阳-风指数（THSW））。两组变量的标准化典型相关系数详见表2。
相关性的强度
季节性对行为的影响
季节性对牛的行为有显著影响。冬季和夏季表现出最明显的行为和环境模式差异，而春季和秋季则处于中间状态。春季的步数最多，秋季和冬季最少，这反映了行走活动的变化。春季吃草活动增加，在夏季达到高峰，而在秋季和冬季减少。相比之下，休息和反刍行为在较冷的季节更为显著。
结论
典型相关性分析表明行为变量和环境变量之间存在强烈关联，两个典型协变量对解释了大部分变异。气候因素（HI、THI、THSW）表现出较强的内部相关性，而行为变量则遵循受季节性和天气因素影响的独特活动-休息模式。冬季和夏季表现出最明显的行为和环境特征差异，而春季和秋季则起到过渡作用。
未引用的参考文献
(Ariztimu?o, 2024; Council, 2001; Lovarelli等人, 2020; Lamanna等人, 2025; 农业部, 2019)
资金支持
本研究未获得公共部门、商业部门或非营利组织的任何特定资助。
CRediT作者贡献声明
若泽·佩德罗·阿劳霍（José Pedro Araújo）：撰写——审稿与编辑、数据整理。
若阿金·塞尔凯拉（Joaquim Cerqueira）：撰写——审稿与编辑、监督。
古斯塔沃·帕伊桑（Gustavo Paix?o）：撰写——初稿撰写、方法论设计、概念构建。
费尔南多·马塔（Fernando Mata）：撰写——初稿撰写、数据分析。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
作者衷心感谢NaturalMinho对野外工作的支持，以及Innogando提供的GPS项圈。农业食品系统与可持续发展研究中心得到了葡萄牙科学技术基金会（Funda??o para a Ciência e a Tecnologia FCT）的资助（项目编号：UIDB/05937/2020，DOI:10.54499/UIDB/05937/2020；UIDP/05937/2020，DOI:10.54499/UIDP/05937/2020）。
