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本研究综合利用红外热成像（IRT）与行为观察，对2023年夏季意大利阿尔卑斯奶山羊的热应激（HS）反应进行了无创评估。结果表明，浅表皮肤温度（SSTs，特别是蹄、腰、胁腹区域）与温湿指数（THI）显著正相关，可有效指示HS。在高温下，山羊表现为寻求荫蔽、胸骨卧位、减少反刍与营养行为。该研究为在地中海气候区，结合生理与行为指标，全面评估并管理山羊热应激提供了创新且具实践价值的综合框架。
文章内容归纳
引言
气候变化正对家畜健康、福利及生产力构成显著影响。近年来，夏季频发的极端短暂热峰天气，使动物面临急性热应激（HS）的风险急剧增加。山羊虽被视为气候适应性较强的家畜，但在地中海地区，其变暖速度高于全球平均水平，未来热应激事件的发生频率与强度可能持续上升。当环境温度超过30°C时，山羊即可能进入热应激状态，表现为脉搏与呼吸频率加快、出汗增多、直肠温度升高等生理变化，并伴有食欲、采食量、饲料效率、生长及产奶量下降。行为上则表现为寻求荫蔽、躺卧于阴凉处、增加饮水、减少反刍与采食等。然而，关于山羊体表温度变化与热应激关系的监测研究仍较为有限。红外热成像（IRT）作为一种非侵入性技术，通过检测红外辐射并转换为热成像图，已被成功用于评估家畜应激、热耐受及热阈值。本研究旨在利用IRT与行为观察相结合的非侵入性方法，探究意大利阿尔卑斯奶山羊在夏季热峰期间，对圈舍内（栏内）和圈舍外（牧场）热应激条件的生理与行为反应。
材料与方法
研究于2023年夏季在意大利博洛尼亚大学的教学奶山羊场进行，为期六天，选取了17只阿尔卑斯奶山羊（12只泌乳，5只非泌乳）。环境参数方面，持续监测了圈舍和牧场（分为阳光直射区和遮荫区）的干球温度、湿度及地面温度，并据此计算温湿指数（THI），将其划分为轻度（<75）、中度（75-80）和重度（>80）三个等级。同时，也计算了前12小时的THI以评估累积热暴露效应。
测量指标包括：1. 浅表皮肤温度（SSTs）：使用热成像相机在早晨和傍晚测量山羊左眼瞬膜、左胁腹、腰部、腕关节、前蹄以及泌乳山羊乳房（挤奶前后）等身体区域的温度。在牧场，则随机选取山羊测量其腰部SST。2. 临床检查：由一名兽医在早晨进行，重点评估乳房和呼吸系统，并记录直肠温度与体况评分（BCS）。3. 行为观察：通过视频录像分析山羊行为。在栏内，采用随意取样法记录状态行为（如行走、站立、胸骨卧位、反刍）的持续时间和事件行为（如排粪、发声）的频率。在牧场，采用瞬时扫描取样法，每十分钟扫描一次，记录山羊在阳光或荫蔽下的行为表现（如空闲、营养行为、其他活动），并评估呼吸频率。
数据经整理后，采用包括Spearman相关性分析、主成分分析（PCA）、线性混合效应回归模型（LMER）、广义可加模型（GAMLSS）、零膨胀负二项式模型（ZINB）及负二项广义线性模型（NBGLM）在内的多种统计方法进行分析，以探究THI、SSTs、临床参数及行为之间的关联。
结果
描述性统计：观测期间，傍晚栏内的温度、地面温度及THI均高于早晨，而湿度则相反。牧场遮荫区与阳光区的THI在下午达到峰值。山羊的体况评分介于2.5至3.5之间，未发现呼吸系统或乳房健康问题。数据显示，直肠温度和各部位SSTs随着THI升高呈现上升趋势。行为方面，在栏内，高THI下胸骨卧位和采食行为似乎增加，而站立和站立反刍减少。在牧场，山羊在一天中最热的时段更多地选择待在荫蔽处，空闲行为增加，而营养相关行为减少。
相关性及PCA分析：早晨在栏内测量的所有身体区域SSTs均与直肠温度呈显著正相关，其中乳房相关性最强，眼睛最弱。SSTs与行为的相关性分析显示，采食与蹄部平均温度呈中度正相关，饮水与胁腹、腰部平均温度呈弱正相关，而站立反刍与腰部、腕部平均温度呈负相关。主成分分析表明，栏内行为与THI存在一定关联，采食和负面互动行为似乎与较高THI同时发生。
回归分析结果：
- 1.
栏内THI与SSTs的关联：多变量线性混合效应回归模型显示，所有被监测区域的SSTs均与THI等级显著相关（p < 0.001）。其中，蹄部、腰部和胁腹区域的模型解释度较高，表明这些区域可能是检测热应激的潜在“热窗口”。
- 2.
栏内THI与行为的关联：多变量GAMLSS和ZINB模型分析表明，随着栏内THI升高，山羊花费在胸骨卧位的时间比例显著增加（p < 0.001），而花费在站立反刍上的时间比例减少（p = 0.039），且不进行站立反刍的概率增加。前12小时畜舍THI对行为也有影响，例如其升高会减少胸骨卧位，但增加卧倒反刍的发生。
- 3.
牧场THI与生理、行为的关联：线性模型显示，无论是遮荫区还是阳光区的THI升高，均与山羊呼吸频率及腰部平均温度的显著增加相关（p < 0.001）。负二项广义线性模型表明，随着牧场THI升高，暴露在阳光下的山羊数量以及进行营养行为的山羊数量显著减少（p < 0.001），而空闲行为则显著增加（p < 0.001）。
讨论
牧场相关发现：本研究观察到的在高温高THI条件下，山羊呼吸频率、腰部SST升高，并表现出明显的寻荫行为、增加空闲时间、减少采食等，与已知的体温调节机制一致。这些生理和行为适应旨在降低体温并避免太阳辐射的热量输入。因此，在牧场为山羊提供充足的自然或人工遮荫区域及饮水点，是缓解其热应激的关键管理策略。
栏内相关发现：山羊在栏内的SSTs同样随THI升高而增加，这有利于通过皮肤进行外周散热。研究发现，蹄、腰、胁腹区域对热应激的反应尤为显著，支持了它们作为评估山羊热应激的“热窗口”的潜力。同时，山羊在栏内也表现出与牧场相似的行为调整，即在高温下减少反刍、改变休息姿势。研究还观察到THI及其前12小时值对行为的不同影响，这可能与山羊在炎热季节将主要活动和消化过程转移到夜间较凉爽时段的习性有关。让山羊在栏舍与牧场间轮换，利用不同环境的最佳特性，可能是帮助其应对夏季热应激的一种有效基础设施解决方案。此外，建议在夏季将日粮分早晚两次饲喂，以避免在一天中最热的时候产生瘤胃代谢产热高峰。
研究局限性：本研究样本量较小且均为雌性，数据收集时间点存在限制（如正午仅测量了腰部SST），并包含了泌乳与非泌乳个体，这些因素可能对热应激反应产生影响。未来研究计划扩大样本量、纳入两性个体、平衡泌乳状态，并增加全天的数据收集频次。
结论
本研究深入揭示了地中海夏季条件下，奶山羊面对热应激时表现出的生理与行为适应机制。研究结果证实，红外热成像（IRT）测量的浅表皮肤温度（SSTs，尤其是蹄、腰、胁腹区域）与温湿指数（THI）及直肠温度显著相关，可作为无创监测山羊热应激的有效工具。当与寻荫、反刍、活动模式等行为指标相结合时，能够更全面地评估山羊通过体温调节应对环境挑战的状况。这种综合性的非侵入性评估方法，为在地中海气候区改进山羊的热耐受性研究、开发保障动物福利的选育与管理策略提供了有价值的框架，有助于在气候变化背景下维持山羊生产效益与福利水平的平衡。
