宁夏奶牛养殖核心区小气候特征

陈迪?郁兵林?祝嗣嫄

摘 要：牛奶产业是宁夏“六特”产业之一，局地气候与奶牛养殖密切相关，受工业、农业、人类活动等大环境影响，局地小气候也随之发生变化。对2017—2022年宁夏银川市和吴忠市2个奶牛养殖核心区的小气候特征进行分析，发现2个奶牛养殖核心区降水年际变化特征不明显；气温与相对湿度均呈反相关变化趋势；日平均气温最高值与日平均相对湿度最低值均出现在15：00；年平均相对湿度整体呈下降趋势；年平均气温变化银川市奶牛养殖核心区呈下降趋势，吴忠市奶牛养殖核心呈上升趋势；奶牛热应激高发月（5—10月）平均气温、平均相对湿度均表现为银川核心区＞吴忠核心区。

关键词：奶牛；气温；相对湿度；小气候

中图分类号：S823 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）01–0-03

牛奶产业是宁夏特色优势产业，也是宁夏壮族自治区确定发展的战略性支柱产业。近年来，宁夏牛奶产业区域布局不断优化，形成以银川市和吴忠市为核心、石嘴山市和中卫市为两翼的牛奶产业带。作为奶牛养殖的外部基本环境条件，气象条件对鲜奶产量和品质具有显著影响。当环境气象条件适宜时，能够促进奶牛生长发育，提高鲜奶产量；反之，当环境气象条件不适宜时，奶牛的生长发育和鲜奶产量就会受到影响；当环境气象条件极不适宜时，就会严重影响奶牛的正常生活，造成鲜奶产量严重下降[1-4]。加之乳品行业产业链条长，横跨农业、工业、服务业三大产业，涉及种植、养殖、运输、加工生产、配送以及销售，供应链上的各环节均受气象条件的影响。

据了解，在诸多影响因素中，热应激（热应激一般用空气温度、空气相对湿度综合指数表示）对奶牛健康和生产性能的影响最为显著，从采食量到生产性能，再到繁殖性能均会受到严重影响，这些均是牧场重点关注的环境因子[5-6]。

近十几年来，随着全球气候变暖的加剧，即使是欧洲温带地区也出现了数次极端热浪事件，使得奶牛养殖业对热应激的关注度在不断上升。据牧场管理人员反映，宁夏奶牛热应激集中发生在每年的5—10月，牧场一般从5月开始全天开启风扇，同时关注湿度指数，当温湿度指数超过68时，需同时开启风扇、喷淋。

目前，宁夏各地牧场根据外界大环境的温湿度预报对牛舍的风扇、喷淋系统、奶牛热应激期间日粮营养标准和生鲜乳低酸度预防等做出调控，往往存在温湿度预报偏差较大或针对性不强的问题，导致热应激调控不及时、不精准，对奶牛生产产生影响，从而影响经济效益。此外，各地因地形、湖泊、耕地等分布不同，加之受工业、农业等影响，气象要素的分布和变化也有较大差异，尤其是地形不同对气温和相对湿度分布的影响较为显著[7-12]。

为此，摸清局地小气候，尤其是局地温湿度特点，对温湿度精准预报至关重要。通过分析宁夏银川市和吴忠市2个核心奶牛养殖区的温湿度小气候特点，为提高牧场温湿度预报水平提供依据。

1 资料和方法

在银川市和吴忠市2个核心奶牛养殖区选取3家具有地理代表性的标准化牧场，挑选距离选定的3家牧场最近的气象观测站（银川市的灵武白土岗气象观测站，简称白土岗；吴忠市的孙家滩镇利原村国家气象观测站，简称利原村和孙家滩吴家沟村国家气象观测站，简称吴家沟村），收集3个气象观测站2017—2022年的降水量、空气温度（以下简称气温）、空气相对湿度（以下简称相对湿度）气象数据作为研究资料。采用线性回归法对单个时次缺测数据进行插补，剔除连续2个或以上缺测数据进行处理，并将数据分别整理成日、月和年数据，分析降水、气温、相对湿度变化特征。

2 降水的特征分析

从2017—2022年平均年降水量来看，2个奶牛养殖核心区降水量的年际变化不是特别明显。白土岗为182.3 mm，年降水量最高为2018年（253.5 mm），年降水量最低为2020年（117.5 mm）；利原村为227.6 mm，年降水量最高为2017年（290.2 mm），年降水量最低为2022年（91.5 mm）；吴家沟村为175.2 mm，年降水量最高为2019年（229.8 mm），年降水量最低为2020年（98.7 mm）。2017—2022年，奶牛养殖核心区年降水量出现明显的波动变化，总体来看，年降水量分布较为均匀，各年降水量与6平均年降水量之間的差异较小。因此，奶牛养殖核心区降水量在年度分布上不存在差异性特征。但从年降水量的波动变化来看，在2020年出现明显下降。统计2017—2022年各牧场暴雨日数发现，奶牛养殖核心区银川白土岗6年间未出现过暴雨，而吴忠核心区的利原村出现了3次，吴家沟村出现了2次。

3 气温和相对湿度的特征

奶牛热应激是产热和散热失衡所引起的，气温和相对湿度是直接造成奶牛热应激的气象因子。因此，重点对气温和相对湿度的年、月、日变化特征进行分析。

3.1 逐年变化特征

由图1可知，2017—2022年3家牧场年平均气温呈波动变化，其中，白土岗最低年平均气温在2020年，为11.4 ℃，年平均气温最高出现在2018年，为13.4 ℃。利原村年平均气温最低出现在2019年，为9.8 ℃，年平均气温最高出现在2021—2022年，为10.8 ℃。

吴家沟村年平均气温最低出现在2019—2020年，为9.9 ℃；年平均气温最高出现在2022年，为10.9 ℃。从气温变化趋势来看，白土岗平均气温呈下降趋势，利原村和吴家沟村呈上升趋势。

从2017—2022年3家牧场相对湿度年变化可以看出，年平均相对湿度整体呈下降趋势，具体表现为吴家沟村＞利原村＞白土岗，白土岗年平均相对湿度在40.7%～48.6%，6年平均为45.3%；利原村年平均相对湿度43.8%～51.4%，6年平均为48.7%；吴家沟村年平均相对湿度43.8%～57.1%，6年平均为49.9%。

3.2 逐月变化特征

宁夏地处黄河中上游，四季分明，受季节影响，气温月变化特征明显，根据气温变化划分季节。宁夏气温月变化从高至低依次为夏季、秋季、春季、冬季。图2为3家牧场所在区域银川市白土岗和吴忠市利原村、吴家沟村的气温月变化特征，可以看出各牧场月平均气温呈现出单峰型变化，最低气温出现在1月，分别为-5.0、-6.0、-5.6 ℃；最高气温出现在7月，分别为26.6、24.6、24.7 ℃，夏季6、7、8月平均气温均在20 ℃以上。

此外，利原村和吴家沟村月平均气温相差甚小，白土岗的气温略高于利原村和吴家沟村，5—9月偏高1.5～2.0 ℃，其余月份偏高0.5～1.4 ℃。奶牛热应激高发月（5—10月），平均气温表现为5—8月白土岗＞吴家沟村＞利园村，9—10月白土岗＞利园村＞吴家沟村。

3家牧场月平均相对湿度均表现为横“S”形曲线，先降后升，最大值出现在8月，在59.2%～68.4%，最小值出现在4月，在29.9%～35.8%。5—10月奶牛热应激高发月平均相对湿度表现为吴家沟村＞利原村＞白土岗，5月开始上升至8月，达到最大，9月逐渐开始下降。从各月份来看，2—5月相对湿度普遍低于40%，在35%左右；7—11月相对湿度普遍大于50%，在60%左右；其余月份相对湿度普遍在45%左右。

3.3 逐日变化特征

分析奶牛养殖核心区3家牧场四季气温日变化发现，四季气温日变化呈单峰型分布，先增大后减小。平均气温夏季最高，冬季最低；四季日平均气温最高值均出现在15：00，日最低气温冬季出现在08：00，春季和夏季出现在06：00，秋季出现在07：00；日最高气温与日最低气温相差普遍在12 ℃左右，春季早晚温差相差最大在13.4～14.4 ℃之间。

由图3可知，奶牛养殖核心区3家牧场相对湿度的日变化表现为，秋季＞夏季＞冬季＞春季，利原村和吴家沟村四季各时次相对湿度相差普遍在2%左右；冬季和春季各时次3家牧场相对湿度相差较小，普遍在3%以内；吴忠市核心区2家牧场与银川市核心区的牧场相对湿度在夏季22：00至翌日10：00，冬季20：00至翌日09：00相差较大，约为9%，夏季和冬季的其他时次相差也普遍在3%以内。从各个季节看，冬季08：00最大，15：00最小；春季06：00最大，16：00最小；夏季06：00最大，15：00最小；秋季07：00最大，15：00最小，变化趋势与气温呈负相关。

4 结论

（1）2个奶牛养殖核心区降水年际变化特征不明显，吴忠核心区出现暴雨的次数远大于银川核心区。

（2）2个奶牛养殖核心区温湿度变化有一定差异，气温与相对湿度整体呈负相关变化趋势。

（3）银川市奶牛养殖核心区年平均气温变化呈下降趋势，吴忠市奶牛养殖核心区年平均气温变化呈上升趋势。气温月变化特征呈现出四季分明的特征，夏季最高，冬季最低，日平均气温最高值均出现在15：00。奶牛热应激高发月银川核心区的平均气温高于吴忠核心区平均气温，偏高在1.5～2.0 ℃。

（4）2个奶牛养殖核心区年平均相对湿度整体呈下降趋势。月平均相对湿度先降后升，最大值出现在8月，最小值出现在4月。奶牛热应激高发月平均相对湿度表现为银川市奶牛养殖核心区＞吴忠市奶牛养殖核心区。在15：00时日平均相对湿度达到最低。

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