靈長類動物保溫箱的設計與使用效果評估

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(杭州動物園，浙江杭州 310008)

杭州地屬亞熱帶季風氣候，四季分明，冬天溫度最低在零下5℃左右，夏季最高溫度可達40℃左右，飼養(yǎng)管理中需重點考慮冬季的保溫防寒，同時兼顧夏季的防暑降溫。杭州動物園飼養(yǎng)的白頰長臂猿(Hylobates leucogenys)、黑葉猴(Trachypithecus francoisi)、東非黑白疣猴(Colobus guereza)、赤猴(Erythrocebus patas)等靈長類生境在熱帶和亞熱帶，為杭州動物園重點保溫動物。其中白頰長臂猿主要分布在云南勐臘、紅城、綠春等地，營嚴格樹棲生活，多棲息于海拔700～1000 m的中、低山區(qū)，其適生環(huán)境為原始的熱帶雨林、季風雨林和季風常綠闊葉林，以熱帶雨林中的濕潤雨林和溝谷雨林最為典型，分布區(qū)年溫20℃以上[2]。黑葉猴生活于熱帶、亞熱帶局部地區(qū)的石灰?guī)r丘陵山帶，是一種典型石灰山棲息的靈長類，耐熱而怕冷[2]。東非黑白疣猴，分布在非洲，棲息于亞熱帶和熱帶干燥森林和沼澤地區(qū)，居住在森林的上層和中層[3]。赤猴是分布在西非的一種猴，主要居住在熱帶草原和半沙漠地區(qū)[4]。

對于野生動物保溫，國內動物園普遍采用的是傳統(tǒng)的全舍保溫，即建造一個內活動場，在內活動場進行保溫與展示。這在北方較實用，但對于南方動物園來說，沒有集中供暖會增加很大的運營成本；低溫天數(shù)相對較少，全舍保溫會造成較大的能量浪費。杭州動物園地處山林，籠舍依地勢而建，珍猴館建造在半山腰，設計了相配套的保溫巢箱，保溫巢箱懸掛于外籠上方，不設拉門。在氣溫降至臨界溫度時開啟熱源[5]，為動物提供一個局部保溫點，使其在感到寒冷時自由選擇最舒適的位置休息，減少冷應急，兼顧了動物的展示和保溫。但由于原有保溫巢箱為木質結構，年久失修，于2015年秋季根據(jù)需要重新設計新型保溫箱，增加夏季通風與墊料等構思。本文希望通過對新保溫箱的設計方案和使用后的效果進行評估探討，兼顧動物的保溫和展出效果的基礎上，探索南方山林動物園的最適宜的保溫方式。

1 保溫箱設計

1.1原保溫箱存在的問題 杭州動物園地處山林地區(qū)，濕度偏高，木質保溫箱易發(fā)霉腐爛，還容易受到動物的破壞，保溫箱門體變形不易開關，造成清潔上的困難。又由于木板不能拆卸，造成局部封閉狀態(tài)， 夏季悶熱，不利于防暑降溫工作。

1.2新保溫箱設計方案

1.2.1保溫箱材質 保溫箱主體用4 cm×4 cm鍍鋅角鐵作為框架，根據(jù)設計要求覆蓋格網(wǎng)，保溫箱外體由兩片1 mm厚的白鐵皮包裹水泥發(fā)泡保溫板組成，框架四周用3 cm×3 cm的鍍鋅角鐵和3 cm的鍍鋅扁鐵包裹而成。材料對動物沒有危害，可以現(xiàn)做現(xiàn)用。

1.2.2保溫材料 保溫箱的設計首次使用了復合水泥發(fā)泡保溫板作為保溫材料，其主要成分是硬質聚氨酯，該材料具有防潮、防水、隔熱性能好，抗變形能力強，不易開裂，防火，阻燃，耐高溫等特點[6]。

1.2.3供暖設施 本次實驗采用的供暖設施為9片散熱片式電油汀，調節(jié)檔位為2檔，高檔溫度距散熱片20 cm處為28℃～32 ℃。

1.2.4降溫方法 在動物休息室靠外一側設置為可拆卸的蓋板，在正對該處的墻壁上安裝壁扇。夏季將蓋板移除，起通風防暑功能。

1.3保溫箱結構 根據(jù)籠舍開孔情況，將保溫箱分為雙孔保溫箱和單孔保溫箱，尺寸分別為250 cm×80 cm×77 cm(長×寬×高)和145 cm×80 cm×77cm。如圖1所示。與原有保溫箱相比，為方便油汀擺放，箱內油汀安置深度由100 cm縮短至80 cm，同時將寬度由40 cm減至25 cm，從而增加動物活動面積。

圖1 保溫箱尺寸

1.3.1格網(wǎng)設計 箱內功能區(qū)塊之間采用格網(wǎng)分隔，如圖2所示。隔離動物活動區(qū)與油汀放置區(qū)的中間面采用5 mm厚度的不銹鋼板。鋼板上方57 cm處為打孔部分，開1 cm直徑圓孔，孔間距為1 cm，讓油汀的熱量傳輸?shù)絼游锼诳臻g，下方20 cm為無孔部分，防止墊料進入油汀區(qū)域。動物活動區(qū)另一側面為4 cm×4 cm的軋花鐵網(wǎng)覆蓋，中間用鍍鋅扁鐵做十字固定，目的是夏季通風降溫。

圖2 箱內格網(wǎng)示意圖

1.3.2箱門設計 根據(jù)保溫箱外蓋板開合情況分為封閉式與開合式兩種。其中箱體頂面與油汀區(qū)域外側面為封閉面，箱體正面和底面根據(jù)開合需要分區(qū)塊設計。箱體正面分為3個部分，油汀放置門、墊料放置門與固定部分，如圖3所示，其中油汀與墊料的放置門為向外開合門。動物休息區(qū)側面為通風面，制作為可拆卸式移門。

底面蓋板分為兩個部分，其中油汀區(qū)域底部為固定封閉部分，動物活動區(qū)域為向下開合門。如圖4所示。因為底面為清理面，為保證安全，需在保溫箱底部先鋪設4 cm×4 cm孔徑的軋花鐵網(wǎng)，中間用鍍鋅扁鐵做十字固定，防止清掃時動物出逃。

1.3.3墊料選擇 采用實驗動物專用的白楊木細刨花作為墊料[7]，墊料厚度為5 cm，以略超過軋花鐵網(wǎng)為準，清理增加頻率為每周檢查增加一次，每月整體更換一次。

圖3 保溫箱正面開門情況

圖4 保溫箱底面開門情況

2 分析方法

對保溫箱內溫度進行檢測，持續(xù)時間為2015年11月23日至2016年2月26日，共95 d。采用自動溫度記錄儀(DWL-20E)，記錄時間為24 h，每隔1 h自動記錄當前溫度。同時在室外放置1臺溫度記錄器，同步記錄室外溫度。

為與原有保溫箱做保溫效果對比，將一只單孔保溫箱和一只雙孔保溫箱的溫度感應器位置放置與油汀一側，將另兩只保溫箱的溫度感應器放置在最遠離油汀的通風面一側，以檢測箱內的最低溫度。

3 結果

3.1衛(wèi)生情況 使用一個冬天以后發(fā)現(xiàn)保溫箱內衛(wèi)生情況良好，沒有明顯的大便堆積，小便都被刨花吸收，未見有明顯的尿液結塊。衛(wèi)生狀況較以前有明顯改善，此保溫箱適合作為野生動物保溫的一大選擇。

3.2溫度 取每日檢測溫度的平均值，通過對保溫箱內部各位置與室外溫度進行相關性檢測，發(fā)現(xiàn)保溫箱內各位置溫度與室外溫度均成顯著正相關關系，單門保溫箱靠近油汀處的室內溫度在11℃至25℃之間，與室外溫度的復相關指數(shù)為0.9481，靠近通風面處室內溫度在5℃至20℃之間，與室外溫度的復相關指數(shù)為0.9725，雙門保溫箱靠近油汀處的室內溫度在10℃至24℃之間，與室外溫度的復相關指數(shù)為0.8936，靠近通風面處室內溫度在5℃至20℃之間，與室外溫度的復相關指數(shù)為0.9623。

4 討論

4.1單、雙門保溫效果對比 本次實驗并沒有對籠舍進行改造，保溫箱進出門洞為原有門洞，約為50 cm×30 cm左右拱門設計。根據(jù)原有實驗觀察，動物在保溫箱內時，通常待在靠近油汀一側[5]，也可將該測定溫度視為動物體感溫度。由實驗可以看出單門保溫箱保溫效果明顯優(yōu)于雙門保溫箱。尤其當室外溫度相對較低時，室內溫度較雙門保溫箱內溫度高。但當室外溫度處于相對較高時，保溫效果沒有特別明顯的區(qū)別。考慮到雙門保溫箱擁有更大的空間承載力，因此更適合種群數(shù)量較大，耐低溫性更強的動物。

4.2箱內溫度對比 通過實驗可以發(fā)現(xiàn)，箱內兩側的溫度差異非常巨大，主要由于保溫箱密閉性不強，空氣對流強烈造成。

4.3與原有保溫箱對比 由于上一次的實驗將溫度計全部放置在油汀底部，該部位具有溫度較高且距離進出門洞較遠等特點，因此并不具有對比效果。稍微可供對比的是赤猴籠舍內的溫度[5]，通過日平均氣溫的散點圖與原保溫箱對比后發(fā)現(xiàn)，雖然本次實驗中將溫度計的位置提升到隔離板的中部，受進出口通風的影響會降低部分溫度，但保留的溫度效果仍與原有保溫箱接近，且略有提升，證明保溫效果好于原保溫箱。

4.4使用效果評估 保溫箱不能取代動物內室的所有功能，但對于一些受限于地勢和面積的動物園而言，已是目前最佳的替代品。它適用于生境在熱帶，冬季需要保溫的中小型靈長類，如本次實驗中的白頰長臂猿、黑葉猴、黑白疣猴等。大型類人猿由于體型和破壞力較大，不建議推薦使用。

保溫箱的安裝位置應與動物習性相關，本次實驗對象除赤猴外均為樹棲靈長類，保溫箱采用懸掛式安裝，方便動物進出。杭州動物園赤猴種群密度較大，且舍內配備一個功能完備的內室，保溫箱主要供弱勢個體使用。將保溫箱懸掛安裝，以減少成年雄性進出；在箱口放置細木條為攀爬通道，方便體重較輕的雌性和亞成個體進出。經(jīng)觀察，成年雄性由于體重較大，攀爬不便，很少進入保溫箱。處于弱勢地位的一只雌性和一只亞成雄性經(jīng)常呆在箱內，懸掛安裝效果顯著。

除了保溫效果，新型保溫箱在安全性、動物舒適度上也有提高。使用新型阻燃材料，將油汀作為熱源，預防火災的發(fā)生。保溫箱底部鋪設墊料，方便清掃和消毒，保證動物的舒適和衛(wèi)生。

動物休息室一側采用插板設計，夏季移除后在箱外墻體上安裝吊扇，起到通風降溫作用。根據(jù)多年經(jīng)驗總結，動物進入箱內次數(shù)較以往更為頻繁，時間更久，黑白疣猴特別喜歡坐在箱內吹電扇，保溫箱的通風效果使用良好。

4.5改進設計 根據(jù)數(shù)據(jù)可以看到保溫箱的保溫效果仍有提升的空間，現(xiàn)保溫效果不足的原因主要有保溫箱縱深不夠及進出門洞較大等缺點。因此建議未來做以下改進。

由于進出拱門的尺寸偏大，約占箱體一側的1/3左右，同時沒有設置可以阻隔空氣對流的屏障。在實驗中可以明顯發(fā)現(xiàn)保溫箱內溫度在進出門洞兩側的溫差極大，在后續(xù)改進過程中可以減小進出門洞大小，具體尺寸可以視動物體型而定，同時選擇合適的屏障減少空氣的對流，以增強箱內的密閉性而保持整體的溫度穩(wěn)定，但前提需保證動物方便進出。可選的屏障材料包括懸掛麻袋、安裝防風簾等。

針對有兩個門洞的保溫箱，適當增加保溫箱的縱深，如社群關系融洽或動物數(shù)量較少，可適時封閉一個保溫箱，并調整油汀位置于封閉的保溫箱一側，以增加保溫箱的縱深起到保存熱量的作用。

嘗試新型熱源，現(xiàn)用的加熱方式只能在保溫箱內局部加熱，無法做到全部覆蓋，且電熱油汀存在一定的安全隱患[8]。建議嘗試新型熱源，如恒溫板、自動控溫棲架裝置[9]，做到更安全更節(jié)能。