《Animals》：Small Ruminant Farms as Managed Ecosystems: A Conceptual Framework for Components and Interactions, and the Role of Health Management
家畜农场是一种独特的农业生态系统（agricultural ecosystem），其中饲养动物在人类管理影响下持续与其他生物及农场物理环境互动。本工作目标为提出一个框架，将小反刍动物农场（small ruminant farms）视为受管理生态系统（managed ecosystems），识别、定义并表征主要生物成分（biotic components）和非生物环境隔室（abiotic environmental compartments），检查这些成分内部和之间发生的相互作用，并描述健康管理（health management）在修饰这些系统内相互作用中的作用。在所提方法中，小反刍动物农场生态系统可由五个主要要素表征：组分与隔室、相互作用与流动及其方向性、跨越系统物理或功能边界的输入和输出，以及人类管理与反馈。小反刍动物农场可作为生态系统相互作用网络运行，其生物成分与非生物环境隔室之间及内部发生复杂相互作用。简言之，农场生态系统的生物成分包括家畜（绵羊、山羊）、农场中其他家养或伴人动物（synanthropic animals）、农场附近野生动物、在农场工作或访问的人、植被和其他初级生产者（primary producers）、病原体、节肢动物和其他生物群落。非生物环境隔室包括动物舍及相关区域和材料、农场系统、机械和轻型设备、饲料和水、气候变量及农场废弃物。多种相互作用连接这些组分。健康管理作用于生态系统组分及其相互作用，是人类有意修饰农场生态系统的主要手段；它基于人类决策，这些决策影响生态系统多个组分并指导系统内相互作用。健康管理可修饰整个农场生态系统的相互作用，其效应可能超出直接预期目标。考虑这些更广泛的关系可支持对绵羊和山羊农场及其动物群体进行更知情和整合的健康管理。
1. Introduction
1.1 Background：生态系统（ecosystem）由相互作用生物群落与物理环境构成，具有生物成分、非生物复合体、内部及彼此联系和物理空间。农业生态系统（agroecosystem）是人类对生物区系组成进行有意选择、用于提供产品与服务的系统，其结构与功能受生物环境过程和人类干预决定，且比自然生态系统更频繁受管理，导致生物多样性降低。
1.2 Overview of Production Types and Management Systems in Small Ruminant Farms：小反刍动物农场生产类型包括肉、奶、毛或纤维、皮和繁殖材料（动物、精液或胚胎），常有一个主导类型并兼有其他类型。管理系统中 European Food Safety Authority（EFSA）描述六类：shepherding、intensive、semi-intensive、semi-extensive、extensive、very extensive，另有混合系统；shepherding 可分为 nomadic、transhumant 和 agropastoral。
1.3 Scope of the Review：目标为提出叙述性概念框架，将小反刍动物农场视为受管理生态系统，识别、定义和表征主要生物成分与非生物环境隔室，检查其内部和之间互作，并描述健康管理在修饰系统互作中的作用。农场被视为动态受管理生态系统网络，而非仅特定区域内家畜群体。
2. Methodological Approach
2.1 International Ecosystem-Related Literature on Small Ruminants：Web of Science 检索 [sheep OR ovine OR Ovis aries OR goat* OR caprine OR Capra hircus] AND [ecosystem*]，至2025年底识别2650篇论文和综述；2016–2025年占60.3%；羊或山羊相关出版物中使用生态系统概念和术语的比例从2001–2005年的0.7%增至2021–2025年的2.8%，表明相关概念使用增加。
2.2 Development of the Conceptual Framework：框架为基于作者临床科研经验和生态系统理论的概念综合，是定性框架，重点表征组分、隔室、互作和流动关系，而非量化单个流量。该框架补充 One Health、agroecosystem、socio-ecological 和 herd-health 视角，以单个小反刍动物农场为主要分析单元。
2.3 Literature Search and Selection：文献主要来自 Web of Science，并按概念领域补充检索，检索期为2026年3月25日至9月27日；纳入国际和欧洲组织、监管机构文件、基础文献及作者已知文献。保留标准为提供生物成分、非生物环境隔室、互作或流动、农场边界、外部驱动或健康管理生态系统级后果的信息；不进行定量评分或荟萃分析，框架非正式系统证据合成产物。
3. Small Ruminant Farms as Ecosystems
3.1 Conceptual Framework and Elements of the Ecosystems of Small Ruminant Farms：小反刍动物农场生态系统含五个主要要素：组分与隔室、相互作用与流动、方向性、跨越物理或功能边界的输入和输出，以及人类管理与反馈。
3.1.1 Biotic Components and Abiotic Environmental Compartments：生物成分功能参与农场生态系统互作；非生物环境隔室包括非生命物理成分、资源和条件，与生物成分互作。
3.1.2 Interactions/Flows and Directionality：相互作用是组分或隔室间功能关系，源于动物-人或动物-动物互动或竞争，如放牧、捕食、感染和资源利用；流动是实体或材料进入、内部转移或离开生态系统。方向可为单向、双向或循环；健康管理可通过动物移动控制、放牧管理、生物安全（biosecurity）和废弃物管理改变方向、幅度或连续性。
3.1.3 Inputs/Outputs：输入包括购入替代动物、饲料、水、病原体、兽药产品和访客；输出包括动物产品、废弃物、病原体和访问其他农场的人。部分输入输出受管理决策控制，部分独立发生但可受相关决策控制。
3.1.4 Boundaries：物理边界与农场场址一致，功能边界可超出场址；生物移动可连接其他农场和物理环境。半放牧、放牧和转场系统尤明显；集约系统两种边界大致重合；非转场放牧系统功能边界随放牧位置日或周变化；转场系统季节迁移连接不同环境。公共放牧资源需协调，否则健康管理效果可能被稀释。
3.1.5 Human Management and Feedback：农场可由生物成分、非生物隔室、互作与流动及方向、跨越功能边界的输入输出、人类决策和反馈表征。健康管理是农场管理重要子系统，包括替代政策、生物安全、日粮、挤奶程序、驱虫和疫苗；结果反馈后续决策。驱虫例子中，治疗控制寄生虫感染并提高生产，依据奶量、生长和粪检决定是否再治疗。
3.1.6 Integrated Application of the Framework：该框架可系统应用于主要互作和流动；转场羊群与集约化奶山羊群对比显示生态结构、互作、边界和管理约束差异，仅看家畜难以发现。
3.2 External Drivers：经济、法规政策、社会偏好、劳动力、气候变化等非生态系统组分，但通过影响管理决策间接改变结构与功能。欧盟 CAP Regulation (EU) 2021/2115、动物识别移动运输和疾病监测 Regulation (EU) 2016/429、兽药 Regulation (EU) 2019/6、加药饲料 Regulation (EU) 2019/4；PDO 产品规范；经济影响饲料、畜产品价格、资本和劳动力，妊娠后期现金流不足可致妊娠毒血症；地中海奶羊系统轻羔羊；劳动力老龄化与外籍工人。外部驱动影响输入输出、家畜数量组成、接触和非生物隔室使用。
3.3 Abrupt Ecosystem-Scale Perturbations：主要来源为外来动物疫病病原入侵和环境事件（洪水、野火、地震）。前者主要影响家畜并引发人类响应传播；后者同时影响多生物成分和非生物隔室。
3.3.1 Incursions and Control of Epizootic Infections：病原可经捕食、购入亚临床感染动物、车辆、空气进入；可感染家畜并涉及人、其他家畜或野生动物。控制包括移动限制、隔离、强制免疫、扑杀或清群；改变家畜数量组成，中断动物、人和产品流动，清群可视为部分拆解生态系统。希腊相继发生小反刍兽疫（peste des petits ruminants）、羊痘（sheep pox）和口蹄疫（foot-and-mouth disease, FMD），影响家畜、移动和农场活动；后续可恢复重组，清群后重新引种为重建；大范围流行可传播至下游生产和市场，如羊奶减少影响 feta 奶酪。
3.3.2 Environmental Perturbations：洪水、野火、地震、严重风暴等同时影响多个生物和非生物组分，造成死亡或迁移、植被破坏、饲料水污染和基础设施损坏，中断流动并改变边界；恢复需基础设施、设备、饲料和替代动物；极端情况为受管理农场生态系统重建。
4. Biotic Components of the Ecosystem of Small Ruminant Farms
4.1 Livestock: Sheep or/and Goats：羊或山羊是核心生物成分，种群动态，品种抗病、年龄、生产阶段影响营养、空间和健康管理；移动改变平衡，购入和公畜转移可传播病原，输出包括屠宰、销售和死亡，需调整生物安全和营养。
4.2 Other Domestic or Synanthropic Animals on Farms：农场中其他家养或伴人动物包括守护犬和牧羊犬、牛猪兔禽、马属、猫和啮齿类。它们增加多样性、资源需求和跨物种病原传播；猫和犬可传播弓形虫（Toxoplasma gondii）和新孢子虫（Neospora caninum），啮齿类消耗污染饲料并传播钩端螺旋体（Leptospira spp.）等。
4.3 Wildlife：野生动物非直接管理，与农场通过共享放牧地、资源竞争和病原交换连接，也可捕食。捕食导致人兽冲突和猎杀，并产生“恐惧景观”（landscapes of fear）；守护犬控制捕食，但可关联野生犬科与农场犬寄生虫；猫的弓形虫可经野生啮齿类连接；爬行动物可捕食或传播病原，澳洲 heath goannas (Varanus rosenbergi) 清除尸体可能减少羊蝇；野鸟利用农场设施。放牧系统捕食更多，狗也更多。
4.4 Humans：人具双重位置：管理者和生物成分。农民、家庭和工人持续接触；兽医、技术人员、司机和其他农民间歇接触；访客和猎人短暂接触。农民决策受年龄、教育影响，年长农民使用较少健康管理工具，生产力随年龄大于45岁下降，教育影响抗生素合理使用；人也是病原载体，影响人兽共患病暴露。
4.5 Vegetation：植被满足营养，牲畜主动选择植物；其重要性随管理方式变化，集约系统低，放牧系统高。有毒植物如 Veratrum californicum 可致胚胎毒；单宁灌木如 Myrtus communis、Quercus ilex、Pistacia lentiscus 和 Schinopsis lorentzii 对胃肠道毛圆线虫有抗虫作用。
4.6 Pathogens and Arthropods：病原包括朊病毒、病毒、细菌、真菌、原虫、后生动物内寄生虫和外寄生虫，是高度动态生物成分，依赖宿主、其他动物、环境和管理。多数以羊或山羊为主要宿主，可有无症状携带者，如 Staphylococcus epidermidis、Chlamydia abortus；人兽共患病原重要。病原可从牛、猪、马等转移。节肢动物可为生物或机械媒介，如蜱传播 Anaplasma phagocytophilum、Babesia ovis、Crimean-Congo hemorrhagic fever virus，Culicoides 传播 Bluetongue virus、Orthobunyavirus schmallenbergense，蚊传播 Rift Valley fever phlebovirus，蝇机械传播 Escherichia coli、Salmonella spp.。粪金龟参与粪分解和养分循环，受驱虫药残留影响。
4.7 Other Biotic Communities：家畜相关微生物群位于胃肠道、皮肤、乳头和乳腺，影响营养、代谢和健康；瘤胃微生物发酵饲料，产甲烷古菌产生甲烷。青贮乳酸菌改变饲料保存；土壤微生物、菌根真菌、线虫和蚯蚓参与分解与养分循环。管理可改变这些群落，如日粮改变瘤胃微生物导致梭菌感染或瘤胃酸中毒，抗微生物或驱虫治疗影响非靶生物。
5. Abiotic Environmental Compartments of the Ecosystem of Small Ruminant Farms
5.1 Overview：非生物环境隔室包括非生命资源、物理结构和环境条件，随管理方式差异大；环境隔室促进病原间接传播和存活，如土壤毛圆线虫幼虫、垫料细菌或芽孢、挤奶杯葡萄球菌、水槽隐孢子虫、饲槽疥螨和剪毛剪 Corynebacterium pseudotuberculosis。
5.2 Soil and Bedding：土壤和降水可增加蹄病和跛行；公共放牧地粪便污染可引入病原；垫料提供热舒适和福利，但累积有机物，是家畜与废弃物界面。
5.3 Farm Buildings and Systems：畜舍通风差增加呼吸道感染；挤奶厅是奶用农场最重要系统，机器挤奶降低乳房炎并改善乳质，但维护不良或设置错误可致乳房炎和乳质下降；围栏提高生物安全、减少入侵和捕食，但可致缠绕伤害，并可能景观破碎和降低植物多样性；基础设施需投资维护。
5.4 Feed and Water
5.4.1 Feed：饲料影响生长、繁殖、产品和免疫，是资源进入主要途径；氮经饲料进入家畜，部分随奶肉输出，部分排泄进入土壤-植被循环，健康管理可改变氮流。
5.4.2 Water：水可获得性是干旱半干旱放牧系统重要限制，影响农场和放牧地位置及放牧管理；充足优质水对健康福利重要，钻孔水需检测；农场径流或淋溶可转移营养、微生物和兽药残留至周围水体。
5.5 Climate Variables：气候影响健康福利，集约建筑可缓冲；地方品种较引进品种耐热；降水决定植被；风和太阳辐射影响热负荷；气候变量不能在农场尺度控制，但可通过管理改变暴露，长期气候变化需调整建筑、放牧、营养、品种和干预时间。
5.6 Farm Waste：废弃物包括粪尿、垫料、废弃饲料、废水、不合格乳、繁殖材料和尸体等；粪尿和垫料可制肥施于放牧地，参与养分循环；废物含病原和分解微生物，为粪金龟和分解菌提供基质，分解菌包括 Bacillota (Firmicutes)、Bacteroidota (Bacteroidetes) 和 Pseudomonadota (Proteobacteria)。
6. The Role of Health Management
6.1 General Considerations：健康管理是循证、健康导向的羊或山羊群生产管理，考虑农场健康、生产系统和目标，控制影响福利、产品质量安全和公共卫生的疾病和病症，超越防治，涵盖影响健康、福利、生产和安全的决策。健康管理作用于生态系统组分和互作，是人类有意修饰生态系统的主要手段。
6.2 Ecosystem-Scale Examples：生物安全、疫苗、激素繁殖控制、增加挤奶次数、氮流与乳腺炎、驱虫、抗生素和休药期等显示健康管理可改变多组分和流动。疫苗提供抗原并改变与目标病原互作；激素同期化集中配种 5–7 d，增加公畜接触和病原传播风险，妊娠同步便于后期免疫，产羔集中 10–14 d 增加基础设施和劳动力需求；增加挤奶次数影响动物福利、乳房健康、奶量、废水和病原循环；乳腺炎改变氮分配；驱虫治疗改善健康但残留影响粪金龟并选择耐药寄生虫，refugia 减少选择压力；抗生素选择耐药菌，耐药菌和基因进入废物、土壤和微生物群落，乳中无细胞遗传物质可存活加工；休药期决定产品离开生态系统进入食物链的时间。
6.3 Integrated Application of Health Management in the Ecosystem Framework：健康管理可同时修饰多个组分、隔室、互作和流动，改变系统时间组织并超出直接目标；人类具有双重位置：通过管理决策修饰生态系统，同时又是生物成分。
7. Conclusions
7.1 Conceptual Contribution of the Proposed Framework：该框架将小反刍动物农场视为受管理生态系统，整合生物成分和非生物环境隔室、互作和流动、方向性、边界及管理修饰；生态系统可超出物理边界。其贡献不是识别单个组分，而是将其整合于单一框架。健康管理是人类导向过程，目标为最佳健康福利、最大化生产并保障公共卫生，效果可能超出直接目标。该框架与 One Health、agroecosystem、socio-ecological 和 herd health 互补，但以单个羊或山羊农场为分析单元。
7.2 Future Perspectives and Applications：框架提示精准畜牧业（Precision Livestock Farming, PLF）价值，可整合数据并用机器学习识别复杂关系、预测结果和支持决策。作为定性概念框架，为未来定量表征互作和流动提供基础，并可评估不同生产类型、管理方式和地理环境的差异；网络方法可识别对健康、福利和生产影响不成比例的组分，需跨学科工作。
Supplementary Materials：补充材料提供管理系统、野生哺乳动物捕食者和感染羊或山羊病原体的示例。
