综述：气候变化对畜牧业的影响：健康、生产和适应策略的跨学科范围综述

本综述系统整合了气候变化对畜牧业影响的跨学科研究，聚焦热应激（HS）对家畜健康（如代谢紊乱、免疫抑制）和生产性能（如产奶量下降、繁殖障碍）的直接/间接影响。文章对比了不同畜种（牛、猪、禽）的温度湿度指数（THI）阈值，并探讨了遗传育种（如GWAS筛选耐热基因）、精准畜牧业（PLF）和气候智能型农业（CSA）等适应策略，为从业者提供了应对气候挑战的综合框架。

　　

气候变化正以前所未有的方式影响着全球畜牧业，其影响不仅限于动物健康和生产性能，更威胁到人类的食物安全和生计。这篇综述旨在通过跨学科的视角，系统梳理气候变化对牲畜的直接和间接影响，并探讨可行的适应策略。

气候变化影响动物健康

气候变化对牲畜健康的影响可分为直接和间接两类。直接影响主要源于极端天气事件，如热浪、沙尘暴、飓风和野火，它们对动物机体造成即时性损伤。间接影响则通过改变病原体分布、饲料品质和水资源可用性等中介因素发挥作用。

直接 impacts

在直接影响中，热应激（HS）是研究最深入的因素。当家畜（均为恒温动物）的核心温度超出其热中性区时，下丘脑会启动体温调节机制，如血管舒张、呼吸加快（喘气）和出汗（部分物种），以维持稳态（homeostasis）。然而，长期的热应激会严重破坏动物的新陈代谢、免疫效率和繁殖能力。

热应激破坏稳态、代谢和免疫效率

热应激首先引发行为改变，如采食量下降，这是为了减少因食物热效应（TEF）产生的代谢热。在生理层面，外周血管舒张有助于散热，但为维持血压，非必需器官可能发生血管收缩，导致组织缺氧。喘气虽能通过蒸发散热，但过度换气可能导致低碳酸血症（hypocapnia），反刍动物中这会增加亚临床瘤胃酸中毒的风险。

热应激还会引起显著的内分泌变化。皮质醇（cortisol）水平升高会抑制T细胞活化和细胞因子产生，损害细胞免疫。同时，胰岛素敏感性改变和脂解作用增强，导致脂联素（adiponectin）水平下降，胰岛素样生长因子1（IGF-1）和瘦素（leptin）分泌减少，这些都与生长和繁殖性能下降有关。在细胞水平，热休克蛋白70（HSP70）的表达上调是细胞应对蛋白质变性的保护机制，但其长期影响仍需研究。

热应激对免疫系统的损害是多方位的。除了激素水平的改变，肠道形态学的变化（如绒毛高度缩短、肠道通透性增加）会破坏肠道屏障功能，增加内毒素血症（endotoxemia）和全身性炎症的风险。在猪和鸡中，研究均观察到肠道紧密连接蛋白（如CLDN4）表达下调，进一步加剧了这一问题。

其他极端天气事件

除了高温，其他极端天气事件也构成直接威胁。例如，蒙古的沙尘暴不仅造成基础设施损坏，其携带的颗粒物还会导致严重的呼吸系统和眼部疾病，甚至造成大量牲畜死亡。飓风、台风等气象灾害则通过物理创伤和后续疾病暴发影响牲畜存活。野火除了直接的生命威胁，其产生的烟雾也会像影响人类一样，可能引发牲畜的呼吸道疾病，如慢性阻塞性肺病（COPD）。

间接 impacts

气候变化的间接影响同样不容忽视。其通过改变媒介生物（如蚊、蜱）的分布和病原体的存活环境，影响疾病的发生和传播。

水和温度决定致病性

气候变暖导致媒介生物（如传播蓝舌病病毒BTV的蠓、传播莱姆病Borrelia的蜱）的栖息地向高纬度扩张，使得一些原本局限于热带、亚热带的疾病出现在新的地区。此外，升高的温度和湿度有利于某些病原体（如细菌）的生长繁殖，而高温对动物免疫功能的抑制则进一步增加了感染风险。

对牲畜饲料安全和质量的影响

气候变化通过改变降水模式影响饲料作物的产量和品质。干旱导致的水资源短缺直接影响牲畜饮水和灌溉饲料作物。另一方面，高温和高CO₂浓度环境下生长的饲草（如苜蓿）虽然生物量可能增加，但粗蛋白（CP）含量下降、木质素含量升高，导致其营养价值和适口性降低。在北极地区，雨雪天气和冻融循环导致的冰封牧场（ice-locked pastures）使放牧动物无法获取食物，对传统畜牧业造成严重冲击。

气候变化影响动物生产和繁殖

动物健康是生产性能的基础。在应激状态下，动物会优先维持生理稳态，从而导致生产性能（如产奶、产蛋、增重、繁殖）下降。

产奶量

在奶牛中，热应激导致采食量下降是产奶量减少的主要原因（约贡献35%的损失）。此外，热应激引起的内分泌紊乱，如胰岛素敏感性改变和脂联素（ApN）水平下降，影响了乳腺组织对葡萄糖的摄取和乳蛋白（如酪蛋白casein）的合成，最终导致奶产量和品质（如奶酪产出率）下降。据估计，仅在美国，热应激给奶业带来的年损失就高达8.97至15亿美元。

产蛋量

对蛋鸡而言，热应激（环境温度>35°C）会显著降低产蛋率（不同品系下降13%-31%）和蛋品质量（如蛋壳厚度变薄）。这主要归因于采食量减少、酸碱平衡紊乱以及钙代谢异常（用于蛋壳形成的游离钙离子Ca²⁺减少）。热应激还会影响种公鸡的精液品质，导致精子活力和受精率下降。

肉类生产和胴体尺寸

热应激下，肉鸡和肉牛的饲料转化效率（FCR）降低，因为更多能量被用于体温调节。肉品质也受影响，出现苍白、松软、渗出性（PSE）肉的比例增加，氧化应激还会降解蛋白质结构，影响营养价值和货架期。热应激导致肉牛体重下降（最高可达10-15%），且胴体脂肪沉积模式改变，肌内脂肪减少，影响肉的风味和多汁性。猪在热应激下增重减缓，但在恢复期并未出现补偿性采食，导致出栏体重降低。

繁殖和后代发育

繁殖过程对温度变化极为敏感。热应激通过影响下丘脑-垂体-性腺轴（HPG axis），抑制促性腺激素释放激素（GnRH）、黄体生成素（LH）和雌二醇（estradiol）等关键生殖激素的分泌。升高的皮质醇水平也会抑制促性腺激素的释放和卵巢功能。在细胞水平，热诱导的活性氧（ROS）积累会破坏卵母细胞和早期胚胎的正常分裂，降低其发育潜能。在猪中，热应激（≥42°C）会阻碍生长激素（pGH）与其受体（GHR）的结合和信号转导。这些综合效应最终导致受胎率下降、胚胎死亡率升高，严重影响畜牧业的可持续再生产。

适应和恢复力

面对气候变化的挑战，构建畜牧业的恢复力至关重要。适应策略主要集中在遗传育种、智能化管理和能力建设等方面。

适应策略

选择具有优良性状的品种

利用基因组关联分析（GWAS）等技术筛选与耐热性相关的遗传标记，并通过杂交（如荷斯坦牛与吉尔牛的杂交）将耐热基因导入高产品种，是提高群体耐热性的有效途径。本地土著品种通常对当地气候有更好的适应性，应加以保护和利用。

气候智能型牲畜管理

改进饲养管理模式是应对气候变化的核心。这包括：

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  技术进步：应用人工智能（AI）结合气象数据和农场传感器预测热应激事件；利用遥感技术监测牧场质量和干旱风险；采用可穿戴生物传感器实时监测动物生理指标；发展精准畜牧业（PLF）实现环境自动控制和精准饲喂。
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  改善饲料管理：在混合农业系统中，通过添加精料补充料来改善以作物秸秆为主的日粮营养不平衡问题。在可能的情况下，转向放牧系统。
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  改善水资源管理：种植抗旱饲料作物（如高粱），利用作物副产品，调整日粮结构，以及选择需水量少的畜种（如山羊、骆驼）。
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  更智能的畜舍：建造遮荫棚、配备风扇和喷淋系统的通风畜舍，使用隔热反射材料，为动物提供抵御极端天气的人工环境。

能力建设和可及性学习

向养殖户、兽医和政策制定者普及气候变化对畜牧业影响的知识及早期预警信号至关重要。传播的资料应避免使用过多专业术语，采用易于理解的格式（如清晰的表格、无障碍的视觉设计）。同时，需要加强对基层兽医的培训和支持，尤其是在脆弱地区，帮助他们掌握新发疾病的动态和防控技术。实践证明，通过能力建设赋能当地社区，能有效提升其应对气候风险的能力。

结论与下一步行动

综上所述，气候变化通过多种途径深刻影响着畜牧业。采取综合性的适应策略，结合遗传改良、技术创新和管理优化，是增强产业韧性的关键。未来的研究应更加关注水资源高效利用技术、节能降温系统以及非侵入性疾病早期诊断技术的开发。政府、科研机构和产业界需要紧密合作，加速气候智能型农业（CSA）实践的推广，共同保障全球畜牧业的可持续发展与食物安全。