气候变化为何威胁加州奶牛的健康和安全

加利福尼亚州是美国最大的产奶州，拥有近180万头奶牛。加利福尼亚州也很热，特别是对于在天气变暖时难以保持凉爽的奶牛。当奶牛变得太热时，它们的产奶量就会减少。严重的过热会威胁到奶牛的健康状况以及怀孕和携带小牛足月的能力。

奶农使用风扇和喷雾器来冷却谷仓里的奶牛，但是需要更好的选择。现有系统使用大量能源和水，这对农民来说是昂贵的。气候变化正在升高气温，并对加州的供水造成压力。

另见：剧烈萎缩的动物趋势将使奶牛成为地球上最大的哺乳动物

在加州能源委员会的资助下，我们是加州大学戴维斯分校合作的动物科学家和工程师之一，以测试新的创新并衡量它们如何影响电力和水的消耗，以及奶牛的健康和行为。我们还在评估这些技术的成本及其在加利福尼亚商业乳业大规模采用的潜力。

热火的威胁

在加利福尼亚州的中央山谷，该州的主要奶牛区，白天气温通常超过72华氏度，一年超过五个月。超过这个阈值，奶牛开始感受到热量。奶牛对炎热的天气特别敏感：它们的体温是101.5华氏度，比人类高3度，它们会产生大量的热量，因为它们会分解胃中的饲料并产生牛奶。

当室外温度升高时，奶牛越来越难以将体热消散到室外环境中。当他们试图调节体温时，他们的呼吸率开始增加。然后他们开口流口水，嘴巴张开，就像狗气喘吁吁。如果他们不能自己冷​​却，他们的体温会增加。这些都被认为是热应激的迹象。一旦它进入，奶牛将产生较少的牛奶。他们可能难以获得并保持怀孕，并且在严重的情况下可能会死亡。

当夏天炎热的时候，人们可以跳进游泳池或者在空调房间内撤退并感到宽慰，至少在我们看到电费账单之前。奶牛没有这些奢侈品。为了冷却奶牛，奶农通常在奶牛进入谷仓时使用遮荫，风扇和水。奶牛在吃的时候会轻轻地喷洒，通常每天吃四到五个小时，并且等待挤奶。

这些策略可以帮助奶牛调节体温，但需要大量的水和电。加利福尼亚州的平均奶牛场每年花费140,000美元用于公用事业。

此外，在极端热浪期间这些系统可能不足。在2017年的一段时间里，加利福尼亚中央山谷的气温连续53天达到高于90华氏度的高温。像这样的延长热法会增加奶牛的热应激情况。

其他用水冷却的方法

我们的研究是比较四种不同的冷却奶牛系统。其中两个采用蒸发冷却过程，利用了当水从液体变为气体时吸收大量热量的事实。该过程产生更冷，更潮湿的空气，但也可用于冷却液态水。

我们的第一种冷却技术使用埋在沙垫下面大约4英寸的垫子，奶牛躺在那里。水流过垫子并通过传导从奶牛吸收热量。然后，加热的水流入称为Sub-Wet Bulb Evaporative Chiller的装置，在那里使用高效蒸发冷却过程冷却并返回垫子以吸收来自奶牛的更多热量。由于冷水机组使用蒸发产生冷水，因此非常适合加州等炎热干燥的气候。

第二种技术使用有针对性的直接蒸发冷却（有时称为“沼泽冷却器”）和织物管道，在奶牛吃饭和休息的区域吹奶牛的冷空气。沼泽冷却器是一种简单的系统，它通过使热的干燥空气通过水来冷却它。

相比之下，我们还测试了两个使用传统喷水和风扇的冷却系统，类似于大多数加州奶牛场的现有技术。然而，通过一个系统，我们正致力于通过将风扇移近喷水来减少用水量并改善冷却，以促进奶牛身体的蒸发。当水从奶牛中蒸发出来时，它会带走热量。为了节约用水，我们还测试喷水的时间较短。

在我们的第一个测试阶段，我们在加州大学戴维斯分校的32头奶牛上测试了所有四种处理方法，并收集了他们的呼吸率，体温，产奶量和行为以及天气，水的使用和能源使用情况的数据。数据分析正在进行中。我们预计，我们将确定至少一种能够像目前的选择一样有效地冷却奶牛的选择，但也将节省水，能源或两者。明年夏天，我们将在中央山谷奶牛场测试最有效和最有效的技术，以对抗传统的喷雾和风扇方法。

寻找更好的方法来保持奶牛的凉爽是这个行业以及奶牛福利的重中之重。我们希望我们的研究结果可以帮助加州奶牛场提高生产力，保持奶牛安全和凉爽，同时帮助加州实现其能源和气候目标。

本文最初发表于Alycia Drwencke的The Conversation;卡桑德拉塔克;和Theresa Pistochini。阅读原文。