多模态传感器监测揭示热应激对放牧牛行为与生产性能的影响机制

本研究通过整合GNSS定位、加速度计和气象数据，创新性地量化了热应激条件下放牧牛的行为适应性变化。研究人员采用多模态传感技术对60头牛进行持续监测，发现高温导致牛群日间遮荫行为增加(r=0.66)、夜间采食时间延长(r=0.64)，并首次证实Bos indicus基因比例与热应激耐受性呈正相关。该研究为精准畜牧业管理提供了数据支持，对气候变化背景下的牲畜福利保障具有重要意义。

　　

在全球气候变暖背景下，畜牧业面临前所未有的热应激挑战。牛作为恒温动物，其行为表现和生产性能极易受到环境温度波动的影响。传统研究多局限于温控环境的小样本观察，难以真实反映自然放牧条件下牛群的热适应策略。更关键的是，关于不同基因型牛只应对气候变化的差异性行为反应，仍缺乏系统性的量化证据。这些知识空白严重制约了精准畜牧业管理策略的制定，特别是在气候变化加剧的今天，亟需建立科学可靠的热应激监测体系。

针对这一科学问题，德国慕尼黑工业大学(TUM School of Life Sciences, Technical University of Munich)联合澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的研究团队，创新性地采用多模态传感器监测技术，在自然放牧条件下系统研究了热应激对牛群行为模式和生产性能的影响。这项发表在《Scientific Reports》的重要研究，首次通过连续时空行为数据揭示了牛群应对热应激的适应性策略，并为耐热牛种选育提供了科学依据。

研究人员主要运用三项关键技术：1)基于eGrazor项圈的加速度计行为分类系统，以5秒分辨率识别6种行为模式；2)GNSS定位与卫星影像融合技术，通过10分钟位置中位数计算遮荫时间；3)综合气候指数(CCI)量化系统，整合温度、湿度等多元气象参数。研究对象为澳大利亚昆士兰地区的60头15月龄牛(Brahman和Droughtmaster品种)，通过每周称重和基因分型获取生产性能与遗传背景数据。

【High CCI conditions】研究发现，在CCI值36-52的热应激范围内，牛群表现出显著的行为适应性变化：日间遮荫时间与CCI呈强正相关(r=0.66)，而开放区域活动时间减少；采食行为发生昼夜位移，日间采食减少(r=-0.49)而夜间采食增加(r=0.64)；同时日间反刍(r=0.38)和休息时间(r=0.34)延长。值得注意的是，Bos indicus基因比例较高的个体在高温下保持更高活动水平，表现为行走时间(r=0.28)和移动距离(r=0.29)的正相关。

【Low CCI conditions】在凉爽条件下，牛群行为模式发生逆转：日间开放区域活动与CCI正相关(r=0.58)，采食时间增加而休息时间减少。体重增长分析显示，日间遮荫时间与增重呈弱正相关(r=0.12)，而夜间活动增加可能对增重产生负面影响(r=-0.13)。

研究通过多维度数据融合，首次在自然生产环境中证实：1)牛群通过行为时序重组(昼夜节律调整)应对热应激；2)遮荫利用效率可作为热适应能力的重要指标；3)Bos indicus遗传成分赋予牛只更好的热耐受性。这些发现为建立基于行为表型的耐热性评估体系提供了理论基础，对发展气候智能型畜牧业具有重要实践价值。特别是研究展示的多模态传感技术方案，突破了传统观察方法的时空限制，为大规模牲畜行为监测提供了可推广的技术范式。随着气候变化加剧，该研究成果将助力开发新型管理策略和育种方案，提升畜牧业的气候变化适应能力。