寧夏奶牛養殖核心區小氣候特征

陳迪?郁兵林?祝嗣嫄

摘 要：牛奶產業是寧夏“六特”產業之一，局地氣候與奶牛養殖密切相關，受工業、農業、人類活動等大環境影響，局地小氣候也隨之發生變化。對2017—2022年寧夏銀川市和吳忠市2個奶牛養殖核心區的小氣候特征進行分析，發現2個奶牛養殖核心區降水年際變化特征不明顯；氣溫與相對濕度均呈反相關變化趨勢；日平均氣溫最高值與日平均相對濕度最低值均出現在15：00；年平均相對濕度整體呈下降趨勢；年平均氣溫變化銀川市奶牛養殖核心區呈下降趨勢，吳忠市奶牛養殖核心呈上升趨勢；奶牛熱應激高發月（5—10月）平均氣溫、平均相對濕度均表現為銀川核心區＞吳忠核心區。

關鍵詞：奶牛；氣溫；相對濕度；小氣候

中圖分類號：S823 文獻標志碼：B文章編號：2095–3305（2024）01–0-03

牛奶產業是寧夏特色優勢產業，也是寧夏壯族自治區確定發展的戰略性支柱產業。近年來，寧夏牛奶產業區域布局不斷優化，形成以銀川市和吳忠市為核心、石嘴山市和中衛市為兩翼的牛奶產業帶。作為奶牛養殖的外部基本環境條件，氣象條件對鮮奶產量和品質具有顯著影響。當環境氣象條件適宜時，能夠促進奶牛生長發育，提高鮮奶產量；反之，當環境氣象條件不適宜時，奶牛的生長發育和鮮奶產量就會受到影響；當環境氣象條件極不適宜時，就會嚴重影響奶牛的正常生活，造成鮮奶產量嚴重下降[1-4]。加之乳品行業產業鏈條長，橫跨農業、工業、服務業三大產業，涉及種植、養殖、運輸、加工生產、配送以及銷售，供應鏈上的各環節均受氣象條件的影響。

據了解，在諸多影響因素中，熱應激（熱應激一般用空氣溫度、空氣相對濕度綜合指數表示）對奶牛健康和生產性能的影響最為顯著，從采食量到生產性能，再到繁殖性能均會受到嚴重影響，這些均是牧場重點關注的環境因子[5-6]。

近十幾年來，隨著全球氣候變暖的加劇，即使是歐洲溫帶地區也出現了數次極端熱浪事件，使得奶牛養殖業對熱應激的關注度在不斷上升。據牧場管理人員反映，寧夏奶牛熱應激集中發生在每年的5—10月，牧場一般從5月開始全天開啟風扇，同時關注濕度指數，當溫濕度指數超過68時，需同時開啟風扇、噴淋。

目前，寧夏各地牧場根據外界大環境的溫濕度預報對牛舍的風扇、噴淋系統、奶牛熱應激期間日糧營養標準和生鮮乳低酸度預防等做出調控，往往存在溫濕度預報偏差較大或針對性不強的問題，導致熱應激調控不及時、不精準，對奶牛生產產生影響，從而影響經濟效益。此外，各地因地形、湖泊、耕地等分布不同，加之受工業、農業等影響，氣象要素的分布和變化也有較大差異，尤其是地形不同對氣溫和相對濕度分布的影響較為顯著[7-12]。

為此，摸清局地小氣候，尤其是局地溫濕度特點，對溫濕度精準預報至關重要。通過分析寧夏銀川市和吳忠市2個核心奶牛養殖區的溫濕度小氣候特點，為提高牧場溫濕度預報水平提供依據。

1 資料和方法

在銀川市和吳忠市2個核心奶牛養殖區選取3家具有地理代表性的標準化牧場，挑選距離選定的3家牧場最近的氣象觀測站（銀川市的靈武白土崗氣象觀測站，簡稱白土崗；吳忠市的孫家灘鎮利原村國家氣象觀測站，簡稱利原村和孫家灘吳家溝村國家氣象觀測站，簡稱吳家溝村），收集3個氣象觀測站2017—2022年的降水量、空氣溫度（以下簡稱氣溫）、空氣相對濕度（以下簡稱相對濕度）氣象數據作為研究資料。采用線性回歸法對單個時次缺測數據進行插補，剔除連續2個或以上缺測數據進行處理，并將數據分別整理成日、月和年數據，分析降水、氣溫、相對濕度變化特征。

2 降水的特征分析

從2017—2022年平均年降水量來看，2個奶牛養殖核心區降水量的年際變化不是特別明顯。白土崗為182.3 mm，年降水量最高為2018年（253.5 mm），年降水量最低為2020年（117.5 mm）；利原村為227.6 mm，年降水量最高為2017年（290.2 mm），年降水量最低為2022年（91.5 mm）；吳家溝村為175.2 mm，年降水量最高為2019年（229.8 mm），年降水量最低為2020年（98.7 mm）。2017—2022年，奶牛養殖核心區年降水量出現明顯的波動變化，總體來看，年降水量分布較為均勻，各年降水量與6平均年降水量之間的差異較小。因此，奶牛養殖核心區降水量在年度分布上不存在差異性特征。但從年降水量的波動變化來看，在2020年出現明顯下降。統計2017—2022年各牧場暴雨日數發現，奶牛養殖核心區銀川白土崗6年間未出現過暴雨，而吳忠核心區的利原村出現了3次，吳家溝村出現了2次。

3 氣溫和相對濕度的特征

奶牛熱應激是產熱和散熱失衡所引起的，氣溫和相對濕度是直接造成奶牛熱應激的氣象因子。因此，重點對氣溫和相對濕度的年、月、日變化特征進行分析。

3.1 逐年變化特征

由圖1可知，2017—2022年3家牧場年平均氣溫呈波動變化，其中，白土崗最低年平均氣溫在2020年，為11.4 ℃，年平均氣溫最高出現在2018年，為13.4 ℃。利原村年平均氣溫最低出現在2019年，為9.8 ℃，年平均氣溫最高出現在2021—2022年，為10.8 ℃。

吳家溝村年平均氣溫最低出現在2019—2020年，為9.9 ℃；年平均氣溫最高出現在2022年，為10.9 ℃。從氣溫變化趨勢來看，白土崗平均氣溫呈下降趨勢，利原村和吳家溝村呈上升趨勢。

從2017—2022年3家牧場相對濕度年變化可以看出，年平均相對濕度整體呈下降趨勢，具體表現為吳家溝村＞利原村＞白土崗，白土崗年平均相對濕度在40.7%～48.6%，6年平均為45.3%；利原村年平均相對濕度43.8%～51.4%，6年平均為48.7%；吳家溝村年平均相對濕度43.8%～57.1%，6年平均為49.9%。

3.2 逐月變化特征

寧夏地處黃河中上游，四季分明，受季節影響，氣溫月變化特征明顯，根據氣溫變化劃分季節。寧夏氣溫月變化從高至低依次為夏季、秋季、春季、冬季。圖2為3家牧場所在區域銀川市白土崗和吳忠市利原村、吳家溝村的氣溫月變化特征，可以看出各牧場月平均氣溫呈現出單峰型變化，最低氣溫出現在1月，分別為-5.0、-6.0、-5.6 ℃；最高氣溫出現在7月，分別為26.6、24.6、24.7 ℃，夏季6、7、8月平均氣溫均在20 ℃以上。

此外，利原村和吳家溝村月平均氣溫相差甚小，白土崗的氣溫略高于利原村和吳家溝村，5—9月偏高1.5～2.0 ℃，其余月份偏高0.5～1.4 ℃。奶牛熱應激高發月（5—10月），平均氣溫表現為5—8月白土崗＞吳家溝村＞利園村，9—10月白土崗＞利園村＞吳家溝村。

3家牧場月平均相對濕度均表現為橫“S”形曲線，先降后升，最大值出現在8月，在59.2%～68.4%，最小值出現在4月，在29.9%～35.8%。5—10月奶牛熱應激高發月平均相對濕度表現為吳家溝村＞利原村＞白土崗，5月開始上升至8月，達到最大，9月逐漸開始下降。從各月份來看，2—5月相對濕度普遍低于40%，在35%左右；7—11月相對濕度普遍大于50%，在60%左右；其余月份相對濕度普遍在45%左右。

3.3 逐日變化特征

分析奶牛養殖核心區3家牧場四季氣溫日變化發現，四季氣溫日變化呈單峰型分布，先增大后減小。平均氣溫夏季最高，冬季最低；四季日平均氣溫最高值均出現在15：00，日最低氣溫冬季出現在08：00，春季和夏季出現在06：00，秋季出現在07：00；日最高氣溫與日最低氣溫相差普遍在12 ℃左右，春季早晚溫差相差最大在13.4～14.4 ℃之間。

由圖3可知，奶牛養殖核心區3家牧場相對濕度的日變化表現為，秋季＞夏季＞冬季＞春季，利原村和吳家溝村四季各時次相對濕度相差普遍在2%左右；冬季和春季各時次3家牧場相對濕度相差較小，普遍在3%以內；吳忠市核心區2家牧場與銀川市核心區的牧場相對濕度在夏季22：00至翌日10：00，冬季20：00至翌日09：00相差較大，約為9%，夏季和冬季的其他時次相差也普遍在3%以內。從各個季節看，冬季08：00最大，15：00最??；春季06：00最大，16：00最??；夏季06：00最大，15：00最??；秋季07：00最大，15：00最小，變化趨勢與氣溫呈負相關。

4 結論

（1）2個奶牛養殖核心區降水年際變化特征不明顯，吳忠核心區出現暴雨的次數遠大于銀川核心區。

（2）2個奶牛養殖核心區溫濕度變化有一定差異，氣溫與相對濕度整體呈負相關變化趨勢。

（3）銀川市奶牛養殖核心區年平均氣溫變化呈下降趨勢，吳忠市奶牛養殖核心區年平均氣溫變化呈上升趨勢。氣溫月變化特征呈現出四季分明的特征，夏季最高，冬季最低，日平均氣溫最高值均出現在15：00。奶牛熱應激高發月銀川核心區的平均氣溫高于吳忠核心區平均氣溫，偏高在1.5～2.0 ℃。

（4）2個奶牛養殖核心區年平均相對濕度整體呈下降趨勢。月平均相對濕度先降后升，最大值出現在8月，最小值出現在4月。奶牛熱應激高發月平均相對濕度表現為銀川市奶牛養殖核心區＞吳忠市奶牛養殖核心區。在15：00時日平均相對濕度達到最低。

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