家畜环境卫生学之温热环境.pptx

家畜环境卫生学家畜环境卫生学第二章第二章 温热环境温热环境 家畜环境卫生学之温热环境第1页家畜环境卫生学之温热环境第2页第二章第二章温热环境温热环境温热环境温热环境(thermalenvironment)是指直接是指直接与家畜体热调整相关外界环境原因总和。与家畜体热调整相关外界环境原因总和。包含热辐射、温度、湿度、气流等，它们包含热辐射、温度、湿度、气流等，它们是影响家畜健康和生产极为主要外界环境是影响家畜健康和生产极为主要外界环境原因。原因。空气环境温暖、清凉程度，它是由空气温空气环境温暖、清凉程度，它是由空气温度、空气湿度、气流速度和太阳辐射等温度、空气湿度、气流速度和太阳辐射等温热原因综合而成。热原因综合而成。家畜环境卫生学之温热环境第3页名词解释：名词解释：气象原因气象原因(meteorologicalelements)：用作描述大气物用作描述大气物理现象特征量。包含气温、气湿、气流、气压、云量和理现象特征量。包含气温、气湿、气流、气压、云量和降水等。降水等。天气天气(weather)：一个地方在短时期内由大气中所发生一个地方在短时期内由大气中所发生各种物理过程和物理现象所组成大气综合状态。如阴、各种物理过程和物理现象所组成大气综合状态。如阴、晴、风、雨等。晴、风、雨等。气候气候(climate)：是指一个地域多年所特有天气情况。是指一个地域多年所特有天气情况。东北地域有着大面积针叶林、针阔叶混交林和草甸草原，东北地域有着大面积针叶林、针阔叶混交林和草甸草原，肥沃黑色土壤，广泛分布冻土等自然景观，都与温带湿肥沃黑色土壤，广泛分布冻土等自然景观，都与温带湿润、半湿润大陆性季风气候相关。润、半湿润大陆性季风气候相关。昆明四季如春，广东一年四季水汽丰富，温暖多雨等气昆明四季如春，广东一年四季水汽丰富，温暖多雨等气候特点。候特点。家畜环境卫生学之温热环境第4页家畜环境卫生学之温热环境第5页第一节第一节热环境与动物热调整热环境与动物热调整维持动物生命活动一个主要基础是保持维持动物生命活动一个主要基础是保持一定体温，为此必须使体内产生热量与一定体温，为此必须使体内产生热量与散发热量到达平衡，就机体本身而言，散发热量到达平衡，就机体本身而言，这么不是十分困难，不过外界环境复杂这么不是十分困难，不过外界环境复杂多变，所以严重是在一定环境中怎样使多变，所以严重是在一定环境中怎样使其产热和散热平衡。其产热和散热平衡。家畜环境卫生学之温热环境第6页低等动物低等动物采取变温方式即随环境温度改变而改变采取变温方式即随环境温度改变而改变体温方式来调整平衡。体温方式来调整平衡。恒温动物恒温动物它有调整产热和散热生理机能，有维持它有调整产热和散热生理机能，有维持恒定体温确保恒定体温确保被毛或羽毛，能够不被毛或羽毛，能够不因环境温度改变而改变体温。因环境温度改变而改变体温。家畜环境卫生学之温热环境第7页（一）体温概念（一）体温概念体体温温是是指指身身体体深深部部（体体核核）温温度度(deep-bodytemperatureorcoretemperature)。是衡量恒温动物热平衡唯一可靠指标。是衡量恒温动物热平衡唯一可靠指标。躯躯体体体体内内部部位位不不一一样样，温温度度也也不不完完全全相相同。同。普普通通以以直直肠肠温温度度(rectaltemperature)作作为为内部体温代表。内部体温代表。一、动物体温家畜环境卫生学之温热环境第8页直直肠肠温温度度能能代代表表体体温温，又又易易测测量量，故故长长久以来均以直肠温度表示体温。久以来均以直肠温度表示体温。在在测测量量体体温温时时，应应使使温温度度表表感感应应部部位位伸伸入直肠深部。入直肠深部。成成年年牛牛、马马等等大大家家畜畜为为15cm，羊羊、猪猪为为10cm，小家畜和家禽为，小家畜和家禽为5cm。家畜环境卫生学之温热环境第9页2.皮温皮温皮肤表面温度称为皮肤表面温度称为“皮温皮温”(skintemperature)皮皮温温受受身身体体本本身身和和外外界界温温热热条条件件影影响响，常常随随外外界条件改变而改变。界条件改变而改变。动物身体部位不一样，其皮温也不相同。动物身体部位不一样，其皮温也不相同。凡凡距距离离身身体体内内部部较较远远、被被毛毛保保温温性性能能较较差差、散散热热面面积积较较大大、血血管管分分布布较较少少和和皮皮下下脂脂肪肪较较厚厚部部位，皮温较低。位，皮温较低。四肢下部、耳部和尾部低温时皮温显著下降。四肢下部、耳部和尾部低温时皮温显著下降。家畜环境卫生学之温热环境第10页比如：比如：犊犊牛牛在在35高高温温环环境境中中，直直肠肠温温度度为为39.8，身身体体各各部部位位皮皮温温没没有有很很大大差差异异，范围在范围在36.538.5之间。之间。可可是是在在5低低温温环环境境中中，直直肠肠温温度度为为39.5，胸胸部部皮皮温温为为31.2，耳耳部部仅仅7，二者相差，二者相差20。家畜环境卫生学之温热环境第11页动物体表温度分布示意图动物体表温度分布示意图:上图：动物体温分布；上图：动物体温分布；下列图：从动物体内到大气温度梯度下列图：从动物体内到大气温度梯度家畜环境卫生学之温热环境第12页体体温温既既然然从从内内部部向向外外部部递递减减，而而外外部部温温度度、尤尤其其是是皮皮温温，随随气气温温改改变变而而改改变变，所所以以整整个个动动物物身身体体平平均均温温度度（平平均均体体温温）和和蓄蓄热热量量亦亦对对应应改改变变，平平均均体体温温可按公式预计之：可按公式预计之：平均体温平均体温0.7直肠温度直肠温度+0.3平均皮肤温度平均皮肤温度因因为为皮皮温温随随部部位位而而不不一一样样，所所以以应应依依据据不不一一样样部部位面积大小计算平均皮温位面积大小计算平均皮温(meanskintemperature)。通通常常测测定定若若干干点点，以以测测定定点点部部位位占占全全身身面面积积百百分分数数作权数，采取加权平均数方法计算平均皮温。作权数，采取加权平均数方法计算平均皮温。家畜环境卫生学之温热环境第13页比如计算牛平均皮温公式为：比如计算牛平均皮温公式为：平平均均皮皮温温0.25T躯躯干干上上部部+0.25T躯躯干干下下部部+0.32T四肢上部四肢上部+0.12T四肢下部四肢下部+0.02T垂皮垂皮+0.04T耳耳式中式中T该部位皮温该部位皮温系数系数该部位所占全身皮肤面积百分数。该部位所占全身皮肤面积百分数。家畜环境卫生学之温热环境第14页牛皮肤各部位温度测定位置示意图牛皮肤各部位温度测定位置示意图家畜环境卫生学之温热环境第15页躯干上部和躯干下部各测前后左右躯干上部和躯干下部各测前后左右4个点；个点；四四肢肢上上部部前前肢肢在在肘肘部部外外测测定定2个个点点，后后肢肢在股部和胫部外各测在股部和胫部外各测2个点；个点；四四肢肢下下部部前前后后肢肢分分别别在在掌掌部部和和跖跖部部外外各各测测2个点；个点；在垂皮下部左右各测定在垂皮下部左右各测定1个点；个点；在右耳上部测定在右耳上部测定1个点。个点。同部位同部位2点以上均取其平均数。点以上均取其平均数。家畜环境卫生学之温热环境第16页3平均体温平均体温平平均均体体温温是是指指整整个个动动物物体体各各部部位位温温度度之之加权平均值，能够用公式计算：加权平均值，能够用公式计算：平均体温平均体温0.7Tr+0.3Ts式中式中Tr直肠温度直肠温度Ts平均皮温（平均皮温（）家畜环境卫生学之温热环境第17页（一）动物产热主要形式（一）动物产热主要形式1基础代谢产热基础代谢产热基础代谢基础代谢(basalmetabolism)在动物常称为在动物常称为“饥饥饿代谢饿代谢”(fastingmetabolism)。是指动物处于饥饿、休息（静卧清醒）、温度适是指动物处于饥饿、休息（静卧清醒）、温度适宜（宜（20）、消化道没有养分可吸收、清醒、平）、消化道没有养分可吸收、清醒、平静状态下产热量。静状态下产热量。此时能量消耗只用于维持生命基本生理过程，如此时能量消耗只用于维持生命基本生理过程，如血液循环、呼吸、泌尿、神经和内分泌等正常运血液循环、呼吸、泌尿、神经和内分泌等正常运行，是动物在清醒状态下最低产热量。行，是动物在清醒状态下最低产热量。家畜环境卫生学之温热环境第18页动物睡眠时产热量比基础代谢产热量降低动物睡眠时产热量比基础代谢产热量降低10。各种动物单位体表面积基础代谢产热量非常相同。各种动物单位体表面积基础代谢产热量非常相同。如马、鸡和小鼠每日基础代谢产热量平均分别为如马、鸡和小鼠每日基础代谢产热量平均分别为3966、3946和和4971kJ/m2。大多数动物基础代谢产热量都很相同，均在大多数动物基础代谢产热量都很相同，均在4200kJ/m2左右。左右。所以，动物基础代谢产热量是正百分比于体表面所以，动物基础代谢产热量是正百分比于体表面积而不是正百分比于体重。积而不是正百分比于体重。家畜环境卫生学之温热环境第19页因因为为动动物物体体表表面面积积较较难难测测量量，因因而而在在实实践践中中仍仍用体重估测动物基础代谢产热量。用体重估测动物基础代谢产热量。当前预计代谢产热，仍用体重当前预计代谢产热，仍用体重0.75次方估测。次方估测。成成年年动动物物不不论论体体重重大大小小，基基础础代代谢谢产产热热量量均均能能够下式预计：基础代谢够下式预计：基础代谢K1W0.75（kJ/日）日）式中式中W动物质量动物质量(kg)K1每每千千克克代代谢谢体体重重日日平平均均产产热热量量（kJ/kg日）。日）。人为人为134.3，狗为，狗为215.5，鼠为，鼠为2736.3，猪为，猪为79.7。家畜环境卫生学之温热环境第20页2.2.体增热体增热当当动动物物休休息息于于舒舒适适环环境境中中，产产热热量量取取决决于于采采食食量量，饥饥饿饿动动物物因因采采食食而而增增加加产产热热量量被被称称为为体体增增热热（Heatincrement，HI）。）。体体增增热热也也被被称称为为“热热增增耗耗”、“增增生生热热”或或“特特殊殊动动力力作作用用”（specificdynamicaction，SDA）。）。一一部部分分为为动动物物摄摄食食、消消化化和和吸吸收收饲饲料料时时，因因细细胞胞生生物物化学反应使代谢强度增加而产生热量。化学反应使代谢强度增加而产生热量。另另一一部部分分为为饲饲料料在在消消化化道道运运动动，被被微微生生物物发发酵酵所所释释放放热量。热量。如如反反刍刍动动物物瘤瘤胃胃，马马属属动动物物盲盲肠肠和和大大肠肠中中内内容容物物被被微微生物发酵产生大量热。生物发酵产生大量热。家畜环境卫生学之温热环境第21页采食量愈大，热增耗愈多；采食量愈大，热增耗愈多；采食粗料热增耗比采食精料热增耗多。采食粗料热增耗比采食精料热增耗多。蛋白质体增热最大，约占总代谢能蛋白质体增热最大，约占总代谢能30；脂肪最少，约占代谢能脂肪最少，约占代谢能510；碳水化合物居中，约占代谢能碳水化合物居中，约占代谢能1015。体体增增热热对对于于低低温温环环境境中中动动物物御御寒寒含含有有主主要要作作用用，但但在在高温环境中则会增加动物热负荷。高温环境中则会增加动物热负荷。家畜环境卫生学之温热环境第22页3生产代谢产热生产代谢产热生生产产代代谢谢产产热热是是指指动动物物生生产产产产品品如如生生长长、繁繁殖殖、产乳、产蛋、产毛等或劳役而增加产热量。产乳、产蛋、产毛等或劳役而增加产热量。通通常常净净能能中中能能量量在在满满足足维维持持代代谢谢需需要要后后剩剩下下部部分分用用于于生生产产产产品品，在在动动物物产产品品形形成成过过程程中中，一一直伴伴随热量产生。直伴伴随热量产生。生生产产代代谢谢(productivemetabolism)产产热热量量取取决决于产品种类和数量。于产品种类和数量。家畜环境卫生学之温热环境第23页役畜工作时所消耗能量仅有役畜工作时所消耗能量仅有20转变为机械能，转变为机械能，其余其余80直接转变为热能。直接转变为热能。妊娠后期母牛产热量较空怀母牛增加妊娠后期母牛产热量较空怀母牛增加20%30%，泌乳，泌乳20kg牛，产热量较干乳期妊牛，产热量较干乳期妊娠牛增加娠牛增加50%。每生产每生产1kg牛乳，大约需要牛乳，大约需要2,845KJ能量。能量。家畜环境卫生学之温热环境第24页4活动产热活动产热活活动动产产热热是是指指动动物物因因起起卧卧、站站立立、步步行行、自自由由运运动动、觅觅食食、饮饮水水、争争斗斗、适适应应环环境境改改变变和和其其它生理活动等而增加产热量。它生理活动等而增加产热量。消消化化系系统统生生理理活活动动如如咀咀嚼嚼、吞吞咽咽、胃胃肠肠蠕蠕动动、消消化化酶酶分分泌泌、消消化化、吸吸收收等等所所增增加加热热量量均均属属于于活动产热。活动产热。家畜环境卫生学之温热环境第25页当当热热环环境境发发生生改改变变时时动动物物进进行行热热调调整整如如外外周周血血管管收收缩缩、竖竖毛毛肌肌收收缩缩、汗汗腺腺分分泌泌和和肌肌肉肉担担心心度度改改变变等等所所产产生生热热量量也也属属于于活动产热。活动产热。家畜环境卫生学之温热环境第26页在在总总产产热热量量中中，基基础础代代谢谢产产热热是是保保障障基基本本生生命命活活动动所必须；所必须；生产代谢产热一直伴随者生产产品和做功而产生；生产代谢产热一直伴随者生产产品和做功而产生；在在维维持持代代谢谢产产热热中中，有有些些是是对对动动物物生生产产毫毫无无意意义义，如，适应环境、应激反应等产热。如，适应环境、应激反应等产热。所所以以，经经过过改改进进环环境境降降低低这这部部分分维维持持代代谢谢产产热热以以及及为为生生产产产产热热散散失失创创造造条条件件，将将是是提提升升饲饲料料转转化化率率和和饲料酬劳根本办法。饲料酬劳根本办法。家畜环境卫生学之温热环境第27页（二）影响动物产热原因影响动物产热原因1年纪 2.性别 3.营养情况 4.生产水平 5.采食量 6.活动量 7.个体大小家畜环境卫生学之温热环境第28页三、散热三、散热(heat loss or(heat loss or thermolysisthermolysis)（一）（一）动物散热方式动物散热方式1辐射散热辐射散热辐辐射射(radiation)是是指指物物体体表表面面以以电电磁磁波波形形式式连连续续释释放放能量过程，这种能量能够不经过中间介质而传递。能量过程，这种能量能够不经过中间介质而传递。温温度度大大于于绝绝对对零零度度（0K或或273）任任何何物物体体都都能能放放出出辐辐射射能能，其其辐辐射射波波长长随随辐辐射射体体温温度度升升高高而而逐逐步步变短。变短。辐辐射射散散热热是是指指动动物物与与周周围围环环境境可可度度量量距距离离内内物物体体之之间以电磁波形式进行热交换。间以电磁波形式进行热交换。家畜环境卫生学之温热环境第29页2传导散热传导散热传传导导散散热热(Heatlossofconduction)是是指指直直接接接接触触两两物物体体经经过过分分子子或或原原子子振振动动或或旋旋转转等等将将热量从高温处向低温处传递过程。热量从高温处向低温处传递过程。动物体呼吸道和皮肤都含有传导散热作用。动物体呼吸道和皮肤都含有传导散热作用。呼呼吸吸道道是是将将热热传传给给较较冷冷吸吸入入空空气气，皮皮肤肤主主要要是是经经过过直直接接与与较较冷冷物物体体如如地地面面、冷冷水水等等接接触触而进行传导散热。而进行传导散热。家畜环境卫生学之温热环境第30页动动物物传传导导散散热热取取决决于于与与其其接接触触物物体体温温度度，当当动动物物体体表表温温度度高高于于物物体体表表面面温温度度时时，动动物物散散失失热热量量，传传导导散热量为正值。散热量为正值。当当动动物物体体表表温温度度低低于于物物体体表表面面温温度度时时，动动物物取取得得热热量，传导散热量为负值。量，传导散热量为负值。在酷热夏季，对牛进行冷水浴，能够增加传导散热。在酷热夏季，对牛进行冷水浴，能够增加传导散热。家畜环境卫生学之温热环境第31页3对流散热对流散热对流对流(convection)是指流体如空气相对运动。是指流体如空气相对运动。对对流流散散热热是是动动物物与与流流体体（气气体体或或液液体体）之之间间分子相对位移造成热传递。分子相对位移造成热传递。当当畜畜体体体体表表温温度度低低于于流流体体（如如，空空气气和和水水等等）温温度度时时，经经过过对对流流能能够够带带走走畜畜体体表表面面热热量量，发生对流热散。发生对流热散。家畜环境卫生学之温热环境第32页与动物对流散热相关流体主要是空气。与动物对流散热相关流体主要是空气。水禽、水牛等动物也经过水体流动进行对流散水禽、水牛等动物也经过水体流动进行对流散热。热。对流形成原因有两种：对流形成原因有两种：一个是由外力作用发生对流，称为一个是由外力作用发生对流，称为“强制对流强制对流”（forcedconvection）；）；另一个为空气因受热不均造成密度改变而产生另一个为空气因受热不均造成密度改变而产生对流，称为对流，称为“自然对流自然对流”（naturalorfreeconvection）。）。家畜环境卫生学之温热环境第33页4蒸发散热蒸发散热动动物物蒸蒸发发散散热热(Heatlossofevaporation)是是指指动动物物体体表表水水从从液液态态变变为为气气态态时时吸吸收收动动物物体体热热量量过过程。程。当当皮皮肤肤温温度度为为34时时，动动物物体体表表每每蒸蒸发发1g水水约约散失散失2.43KJ热量。热量。只要皮肤有水分蒸发，就伴伴随热量散失。只要皮肤有水分蒸发，就伴伴随热量散失。动动物物体体表表蒸蒸发发散散热热部部位位主主要要为为皮皮肤肤表表面面和和呼呼吸吸道。道。家畜环境卫生学之温热环境第34页（1）皮肤蒸发）皮肤蒸发皮肤蒸发机制有二：皮肤蒸发机制有二：一为渗透蒸发一为渗透蒸发(diffusionevaporation)，即皮肤组织，即皮肤组织水分经过上皮向外渗透，水分在皮肤表面蒸发。因水分经过上皮向外渗透，水分在皮肤表面蒸发。因为渗透蒸发不见有水滴，常称为为渗透蒸发不见有水滴，常称为“隐汗蒸发隐汗蒸发”(insensibleperspirationevaporation)。在普通天气条件下，人天天隐汗蒸发量为在普通天气条件下，人天天隐汗蒸发量为600800ml，为呼吸蒸发二倍。，为呼吸蒸发二倍。二为出汗蒸发二为出汗蒸发(perspirationevaporation)，即经过汗，即经过汗腺分泌，使汗液在皮肤表面蒸发。出汗多时，常见腺分泌，使汗液在皮肤表面蒸发。出汗多时，常见皮肤表面有水滴残留，故又称为皮肤表面有水滴残留，故又称为“显汗蒸发显汗蒸发”(sensibleperspirationevaporation)。家畜环境卫生学之温热环境第35页出汗散热能力与汗腺发达程度和被毛状态相关，出汗散热能力与汗腺发达程度和被毛状态相关，马属动物汗腺较发达，牛次之，绵羊有汗腺，但马属动物汗腺较发达，牛次之，绵羊有汗腺，但较小且为突发性汗腺，猪无活动汗腺，鸡、兔、较小且为突发性汗腺，猪无活动汗腺，鸡、兔、狗等均无汗腺；狗等均无汗腺；对于大多数动物，因为被毛阻滞作用，即使动物对于大多数动物，因为被毛阻滞作用，即使动物处于高温高湿汗腺分泌汗液多，不过汗液也极难处于高温高湿汗腺分泌汗液多，不过汗液也极难在皮肤表面蒸发，蒸发对动物散热作用不大。在皮肤表面蒸发，蒸发对动物散热作用不大。所以，在高温高湿时动物主要靠增加渗透蒸发和所以，在高温高湿时动物主要靠增加渗透蒸发和呼吸道蒸发而散热。呼吸道蒸发而散热。家畜环境卫生学之温热环境第36页（2）呼吸道蒸发）呼吸道蒸发呼呼吸吸道道粘粘膜膜湿湿润润、温温度度高高、水水汽汽压压大大，空空气气水水汽汽压压普普通通相相对对较较低低，当当水水汽汽压压较较低低空空气气经经过过呼呼吸吸道道时时，呼呼吸吸道道粘粘膜膜水水分分子子很很轻轻易易从从空空气气中中逸逸出出而而发发生生蒸蒸发发作用；作用；吸吸入入呼呼吸吸道道空空气气温温度度通通常常低低于于体体温温，因因经经呼呼吸吸道道传传导导、对对流流散散热热作作用用而而使使空空气气温温度度升升高高，饱饱和和压压水水气气压亦随之提升，从而能容纳更多水汽。压亦随之提升，从而能容纳更多水汽。呼吸道蒸发主要部位是上呼吸道。呼吸道蒸发主要部位是上呼吸道。家畜环境卫生学之温热环境第37页上呼吸道水分和热量交换示意图上呼吸道水分和热量交换示意图家畜环境卫生学之温热环境第38页呼呼吸吸道道蒸蒸发发散散热热是是经经过过肺肺泡泡表表面面水水分分蒸蒸发发和和吸吸入入冷冷空气变热而进行。空气变热而进行。当当气气温温较较低低时时，动动物物呼呼吸吸次次数数降降低低而而深深度度增增大大；当当气温升高时，动物呼吸变得短而急促。气温升高时，动物呼吸变得短而急促。所所谓谓热热性性喘喘息息就就是是指指在在高高温温环环境境中中，动动物物出出现现增增加加呼呼吸吸频频率率，降降低低呼呼吸吸深深度度现现象象。热热性性喘喘息息常常见见于于汗汗腺不发达或缺乏汗腺动物如猪、鸡、狗。腺不发达或缺乏汗腺动物如猪、鸡、狗。热热性性喘喘息息在在排排出出大大量量水水蒸蒸气气同同时时，将将体体内内大大量量CO2排出体外，造成呼吸性碱中毒。排出体外，造成呼吸性碱中毒。家畜环境卫生学之温热环境第39页四、畜体热平衡与调整四、畜体热平衡与调整家畜产热和得热，必须经过各种路径而散家畜产热和得热，必须经过各种路径而散发，才能维持体温正常与恒定，这就是畜体发，才能维持体温正常与恒定，这就是畜体热平衡。热平衡。家畜环境卫生学之温热环境第40页在较严重热或冷应激中，散热调整已不在较严重热或冷应激中，散热调整已不足以维持体温恒定时，则必须降低或增加体足以维持体温恒定时，则必须降低或增加体内营养物质氧化，以降低或增加热产生，这内营养物质氧化，以降低或增加热产生，这种调整称之为种调整称之为“产热调整产热调整”或或“化学调整化学调整”。家畜环境卫生学之温热环境第41页当物理和化学调整同时进行还不能维持当物理和化学调整同时进行还不能维持热平衡时，表现为体温升高或下降，说热平衡时，表现为体温升高或下降，说明热平衡破坏，这时往往引发生理机能明热平衡破坏，这时往往引发生理机能失常。失常。严重威胁家畜健康和生产力。严重威胁家畜健康和生产力。甚至危及生命。甚至危及生命。家畜环境卫生学之温热环境第42页被毛（羽毛）在体热平衡中作用被毛（羽毛）在体热平衡中作用1、被毛（羽毛）对对流、传导散热影响。、被毛（羽毛）对对流、传导散热影响。2、被毛在阻隔太阳辐射热对皮肤影响上有、被毛在阻隔太阳辐射热对皮肤影响上有大作用。大作用。3、降低外界湿度影响，保持畜体皮肤正常、降低外界湿度影响，保持畜体皮肤正常蒸发作用。蒸发作用。家畜环境卫生学之温热环境第43页五、等热区和临界温度五、等热区和临界温度（一）概念（一）概念等热区等热区是指恒温动物主要借物理调整和行为调整即可维是指恒温动物主要借物理调整和行为调整即可维持体温正常外界环境温度范围。持体温正常外界环境温度范围。当气温下降散热增加时，物理和行为调整无法使动物保当气温下降散热增加时，物理和行为调整无法使动物保持体温正常，必须提升代谢率，增加产热量，以维持体持体温正常，必须提升代谢率，增加产热量，以维持体温恒定，这开始提升代谢率外界温度称为温恒定，这开始提升代谢率外界温度称为“临界温度临界温度”或或“下限临界温度下限临界温度”。家畜环境卫生学之温热环境第44页假如气温升高，机体散热受阻，物理调整不能维持体假如气温升高，机体散热受阻，物理调整不能维持体温恒定，体内蓄热，体温升高，体温每升高温恒定，体内蓄热，体温升高，体温每升高1摄氏度，摄氏度，代谢率可提升代谢率可提升10-20%，这因高温引发代谢率升高环境，这因高温引发代谢率升高环境温度也可称为温度也可称为“临界温度临界温度”，但为别于下限临界温度，但为别于下限临界温度，特称为特称为“过高温度过高温度”或或“上限临界温度上限临界温度”.临界温度与过高临界温度之间环境温度即为等热区。临界温度与过高临界温度之间环境温度即为等热区。家畜环境卫生学之温热环境第45页在等热区下半部偏上还有一舒适区，在舒适区内畜体代在等热区下半部偏上还有一舒适区，在舒适区内畜体代谢产热刚好等于散热，不需要物理调整，而能维持体温谢产热刚好等于散热，不需要物理调整，而能维持体温正常，家畜最为舒适。正常，家畜最为舒适。舒适区以上开始受热应激，表现为皮肤血管扩张，皮温舒适区以上开始受热应激，表现为皮肤血管扩张，皮温升高，呼吸加紧和出汗等热调整过程，舒适区以下开始升高，呼吸加紧和出汗等热调整过程，舒适区以下开始受冷应激，表现为皮肤血管收缩，竖毛和肢体体蜷缩等。受冷应激，表现为皮肤血管收缩，竖毛和肢体体蜷缩等。体温升高引发代谢率、产热量增加现象是暂时，家畜在体温升高引发代谢率、产热量增加现象是暂时，家畜在高温时所进行物理和化学调整，普通能防止体温无限制高温时所进行物理和化学调整，普通能防止体温无限制升高而危及生命。升高而危及生命。五、等热区和临界温度五、等热区和临界温度家畜环境卫生学之温热环境第46页家畜环境卫生学之温热环境第47页（二）（二）影响等热区和临界温度原因影响等热区和临界温度原因临界温度高低，取决于产热多少和散热难易：临界温度高低，取决于产热多少和散热难易：凡产热多，散热难，临界温度较低；凡产热多，散热难，临界温度较低；产热少，散热易，临界温度较高。产热少，散热易，临界温度较高。所以凡足以引发产热和散热改变一切内在和外界原所以凡足以引发产热和散热改变一切内在和外界原因，都能影响等热区宽狭和临界温度高低。因，都能影响等热区宽狭和临界温度高低。家畜环境卫生学之温热环境第48页1、动物种类、动物种类普通体型较大、每单位体重体表面积较小动普通体型较大、每单位体重体表面积较小动物，较耐低温而不耐热，其等热区较宽，下限临物，较耐低温而不耐热，其等热区较宽，下限临界温度较低。界温度较低。影响等热区和临界温度主要原因家畜环境卫生学之温热环境第49页2、年纪和体重、年纪和体重临界温度随年纪和体重增大而下降。临界温度随年纪和体重增大而下降。幼年家畜因为体热调整机能差，故等热区幼年家畜因为体热调整机能差，故等热区较狭，临界温度较高。较狭，临界温度较高。如：体重如：体重12KG哺乳仔猪临界温度为哺乳仔猪临界温度为29摄摄氏度，体重氏度，体重68KG下降为下降为25摄氏度；自由采摄氏度；自由采食，体重食，体重20KG为为21摄氏度。摄氏度。家畜环境卫生学之温热环境第50页3、皮毛状态、皮毛状态被毛绵密或皮下脂肪较厚动物，较耐寒，被毛绵密或皮下脂肪较厚动物，较耐寒，临界温度低，等热区宽。临界温度低，等热区宽。如未剪毛犬，临界温度为如未剪毛犬，临界温度为13.615.1摄氏度，摄氏度，剪毛后为剪毛后为23.826.5摄氏度。摄氏度。影响等热区和临界温度主要原因家畜环境卫生学之温热环境第51页4、喂养水平、喂养水平家畜在采食过程中，因为咀嚼、消化器官家畜在采食过程中，因为咀嚼、消化器官活动，产生体增热，喂养水平愈高，体增热愈活动，产生体增热，喂养水平愈高，体增热愈多，临界温度愈低。多，临界温度愈低。如被毛正常阉牛，维持喂养时临界温度为如被毛正常阉牛，维持喂养时临界温度为7摄氏度，饥饿时升高到摄氏度，饥饿时升高到18摄氏度。摄氏度。影响等热区和临界温度主要原因家畜环境卫生学之温热环境第52页5、生产力、生产力泌乳、产蛋、劳役、妊娠、生长、肥育等泌乳、产蛋、劳役、妊娠、生长、肥育等生产家畜，不但须给较多饲料，而且在生产过生产家畜，不但须给较多饲料，而且在生产过程中代谢率亦提升，因而，临界温度较低。程中代谢率亦提升，因而，临界温度较低。如日产乳为如日产乳为9.5KG乳牛，临界温度为乳牛，临界温度为-6摄摄氏度，产乳氏度，产乳19KG则下降到则下降到-18摄氏度。摄氏度。家畜环境卫生学之温热环境第53页6、对气候适应性、对气候适应性严寒地域动物临界温度较低，酷热地域则相反严寒地域动物临界温度较低，酷热地域则相反之。之。普通热带动物临界温度在普通热带动物临界温度在20-30摄氏度。摄氏度。寒带动物则很低，等热区很宽。寒带动物则很低，等热区很宽。如白狐和北极鸥等热区在如白狐和北极鸥等热区在-3030摄氏度之间，摄氏度之间，这主要与被毛高度保温效力相关。这主要与被毛高度保温效力相关。影响等热区和临界温度主要原因家畜环境卫生学之温热环境第54页7、管理制度、管理制度因为临界温度都是个体动物在试验室条因为临界温度都是个体动物在试验室条件下测定，假如群体喂养，当气温下降件下测定，假如群体喂养，当气温下降时，动物可相互拥护，降低散热面积，时，动物可相互拥护，降低散热面积，能显著降低临界温度。能显著降低临界温度。家畜环境卫生学之温热环境第55页8、环境情况、环境情况临界温度是在无风、没有太阳辐射、湿度适宜条临界温度是在无风、没有太阳辐射、湿度适宜条件下测定，所得结果不一定适合用于自然条件。件下测定，所得结果不一定适合用于自然条件。风、太阳辐射、湿度不宜等都会影响临界温度和风、太阳辐射、湿度不宜等都会影响临界温度和等热区。等热区。如：乳牛在无风环境里临界温度为如：乳牛在无风环境里临界温度为-7摄氏度，当摄氏度，当风速增大到风速增大到3.58M/S时，则上升到时，则上升到9摄氏度。摄氏度。影响等热区和临界温度主要原因家畜环境卫生学之温热环境第56页为畜舍热工建筑设计提供了理论依据为畜舍热工建筑设计提供了理论依据 动动物物等等热热区区理理论论，从从动动物物与与环环境境热热交交换换角角度度，揭揭示示了了不不一一样样种种类类、不不一一样样生生产产状状态态动动物物对对热热环环境境要要求求，而而修修建建畜畜舍舍主主要要目目标标就就是是改改进进环环境境和和控控制制环境。环境。因因而而，等等热热区区相相关关理理论论为为畜畜舍舍建建筑筑热热工工设设计计提提供供了理论依据和参考标准。了理论依据和参考标准。家畜环境卫生学之温热环境第57页为动物育种提供依据为动物育种提供依据 动物适应特定气候环境是进行生产前提。动物适应特定气候环境是进行生产前提。在在引引种种和和育育种种工工作作中中，过过去去人人们们往往往往只只注注意意生生产产性性能能选选择择而而忽忽略略动动物物对对环环境境适适应应，使使所所选选择择或或培培育育品品种种不不能能很很好好地地适适应应该该地地气气候候，制制约约了了动物生产潜力发挥。动物生产潜力发挥。家畜环境卫生学之温热环境第58页在在育育种种或或引引进进外外来来品品种种时时，若若既既重重视视品品种种生生产产性性能能和和产产品品品品质质，又又充充分分考考虑虑品品种种适适应应性性和和抗抗逆逆性性，就就能能防防止止育育种种工工作作盲目性。盲目性。等等热热区区和和临临界界温温度度为为动动物物耐耐热热性性和和耐耐寒寒性选择提供了量化指标。性选择提供了量化指标。家畜环境卫生学之温热环境第59页第二节第二节环境温度对家畜生理机能和生产性能影响环境温度对家畜生理机能和生产性能影响一一、热辐射与空气温度、热辐射与空气温度1热辐射概念热辐射概念气气温温日日改改变变在在一一天天中中，气气温温有有一一个个最最高高值值和和一一个个最最低低值值，最最低低值值出出现现在在日日出出前前，最最高高值值出出现现在在1415时时（冬冬季季出出现现在在13时时14时时），随随即即，气气温温逐逐步步降降低低，到到日日出出之之前前，气气温温到到达达最最低低，之之后后，气温又迟缓回升。气温又迟缓回升。一一天天中中气气温温最最高高值值与与最最低低值值差差被被称称为为“气气温温日日较较差差”(dailytemperaturerange)。家畜环境卫生学之温热环境第60页气气温温日日较较差差大大小小与与纬纬度度、季季节节、云云量量、地地势势和和下垫面情况等原因相关。下垫面情况等原因相关。我我国国各各地地域域气气温温日日较较差差各各不不相相同同，普普通通规规律律是是，气气温温日日较较差差从从东东南南向向西西北北递递增增，东东南南沿沿海海一一带带气气温温日日较较差差为为8以以下下，秦秦岭岭和和淮淮河河一一线线以以北北地地域域气气温温日日较较差差达达10以以上上，西西北北内内陆陆地地域域达达1525。家畜环境卫生学之温热环境第61页普普通通而而言言，越越靠靠近近地地面面，气气温温日日较较差差越越大大。在在各各种种下下垫垫面面中中，气气温温日日较较差差由由大大到到小小依依次次是是，沙漠、裸土、草地、农田、森林、海洋湖泊。沙漠、裸土、草地、农田、森林、海洋湖泊。依依据据气气象象学学要要求求，每每日日2时时、8时时、14时时和和20时时所测得所测得4个温度值平均值为日平均温度。个温度值平均值为日平均温度。家畜环境卫生学之温热环境第62页气温年改变气温年改变气温年改变是指气温伴随时间改变而含有周期性改变，气温年改变是指气温伴随时间改变而含有周期性改变，表现为在一年中有一个气温最高月份和一个气温最低月表现为在一年中有一个气温最高月份和一个气温最低月份。份。气温年改变幅度可用年较差来表示。气温年改变幅度可用年较差来表示。气温年较差气温年较差”(annualtemperaturerange)是指最热月份是指最热月份平均气温与最冷月份平均气温差值。平均气温与最冷月份平均气温差值。家畜环境卫生学之温热环境第63页我国大多数地域普通我国大多数地域普通7月份气温最高，月份气温最高，1月份气月份气温最低，我国温最低，我国1月份南北气温相差很大，平均月份南北气温相差很大，平均纬度每向北增加纬度每向北增加1，气温下降，气温下降1.5；而；而7月份月份则南北普遍酷热，从广州到河北省北部，平均则南北普遍酷热，从广州到河北省北部，平均气温都在气温都在28左右。左右。说明夏季气温与纬度关系较小，而与地势高低说明夏季气温与纬度关系较小，而与地势高低和距海远近关系较大。和距海远近关系较大。家畜环境卫生学之温热环境第64页二、环境温度对动物影响二、环境温度对动物影响（一）（一）高温对动物生理机能影响高温对动物生理机能影响1.呼吸系统呼吸系统在高温情况下，动物呼吸深度变浅，频率增加，在高温情况下，动物呼吸深度变浅，频率增加，肺通气量增加，进而出现热性喘息，动物张口伸肺通气量增加，进而出现热性喘息，动物张口伸舌，唾液直流。舌，唾液直流。动物经过增加肺通气量来加紧呼吸道蒸发散热。动物经过增加肺通气量来加紧呼吸道蒸发散热。家畜环境卫生学之温热环境第65页在严重热应激情况下，因为过分呼吸造在严重热应激情况下，因为过分呼吸造成动物肺部损伤，表现为肺充血，肺部成动物肺部损伤，表现为肺充血，肺部微毛细血管破裂，毛细血管上皮细胞膜微毛细血管破裂，毛细血管上皮细胞膜结构不清，胞内细胞器溶解，呼吸系统结构不清，胞内细胞器溶解，呼吸系统功效降低。功效降低。家畜环境卫生学之温热环境第66页当气温升高到某一程度时（过高温度处），动当气温升高到某一程度时（过高温度处），动物开始加紧呼吸，表现为呼吸急速、浅表，张物开始加紧呼吸，表现为呼吸急速、浅表，张口伸舌，唾沫直流，这种反应称为热性喘息口伸舌，唾沫直流，这种反应称为热性喘息(thermalpanting)。在热喘息时，牛每分钟呼吸频率可达近在热喘息时，牛每分钟呼吸频率可达近200次，次，猪、绵羊近猪、绵羊近300400次，兔最高可达次，兔最高可达700次。次。禽类先进行咽喉扇动禽类先进行咽喉扇动(gularflutter)，频率可高，频率可高达达400次次/分，而后为咽喉扇动和喘息并行。分，而后为咽喉扇动和喘息并行。家畜环境卫生学之温热环境第67页蒸发散热主要取决于肺通气量。在热性喘息时，蒸发散热主要取决于肺通气量。在热性喘息时，动物体温已开始升高。动物体温已开始升高。热性喘息可预防快而深呼吸所造成代谢加强和热性喘息可预防快而深呼吸所造成代谢加强和产热增加，也可预防呼出二氧化碳过多而造成产热增加，也可预防呼出二氧化碳过多而造成呼吸性碱中毒。呼吸性碱中毒。热性喘息是汗腺不发达动物（如猪、鸡等）在热性喘息是汗腺不发达动物（如猪、鸡等）在高温情况下有效散热方式。高温情况下有效散热方式。家畜环境卫生学之温热环境第68页2.循环系统循环系统