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为应对粗放式畜牧系统可持续性挑战，研究人员利用GNSS定位项圈对共享同一山地牧场的牛、马、羊开展了为期4年的多物种行为对比研究。结果表明：羊日均移动距离（2.85 km/d）显著高于牛（1.68 km/d）和马（1.65 km/d），且呈现海拔分层放牧特征；季节变化和牧羊人实践显著影响行为模式；个体差异对行为变异解释度高达38%。本研究为制定物种特异性山地牧场可持续管理策略提供了关键数据支撑。
在雄伟的比利牛斯山脉深处，传统的粗放式畜牧系统正面临着严峻挑战——牧场退化、栖息地丧失、入侵植物物种蔓延，以及全球气候变化的多重压力。这些挑战不仅威胁着畜牧业的可持续发展，更对高山生态系统的平衡构成了潜在风险。然而，要实现科学有效的牧场管理，我们首先必须回答一个基础性问题：当牛、马和羊这三种重要家畜共享同一片山地牧场时，它们究竟如何活动？它们的放牧行为有何差异？又是哪些因素在影响着它们的行为选择？
长期以来，研究人员缺乏对多物种、跨季节的牲畜活动进行持续密集监测的有效手段，特别是在地形复杂、环境恶劣的偏远山区。虽然全球导航卫星系统（GNSS）技术为动物运动研究带来了革命性变化，但以往研究多局限于单一物种、封闭区域或小样本量，难以揭示真实牧场环境中的物种间相互作用。正是为了填补这一研究空白，来自西班牙农业食品研究与技术研究所（IRTA）的Roger Vidal-Cardos及其团队开展了一项开创性研究，其结果发表在《Journal of Animal Science》上。
研究人员采用了多项关键技术方法：使用商用GNSS定位项圈（Digitanimal Ltd.）对140头牛、50匹马和50只羊进行连续4年（2020-2023）的监测，采集了超过390万条位置数据；利用R语言“trajr”包处理轨迹数据，“adehabitat”包计算家域范围（HR）；基于速度百分位数将动物行为分为休息、采食和行走三类；建立广义线性混合效应模型分析环境因素对行为的影响；结合加泰罗尼亚气象局（METEOCAT）的三个气象站数据分析天气影响。
动物活动研究结果显示，三种物种在日活动量上存在显著差异。羊的日均移动距离达到2.85±1.42公里，几乎是牛（1.68±0.96公里）和马（1.65±1.01公里）的1.7倍。这种差异与物种的饮食需求密切相关——羊需要寻找特定类型的纤维和蛋白质，因此不得不跋涉更远的距离并选择更高海拔的牧场（平均海拔1,905米），而牛（1,776米）和马（1,847米）则倾向于在较低海拔活动。研究还发现了明显的季节模式：所有物种在六月都出现了活动高峰，这与夏季转场放牧（transhumance）的传统实践直接相关；夏季所有物种都会迁移到更高海拔的区域，很可能是为了寻找凉爽的微风和躲避叮咬昆虫。
每日活动模式方面，牛和羊表现出典型的双峰活动模式——清晨和傍晚各有一个采食高峰，中午则休息反刍。这种模式在马身上并不明显，马在白天更持续地采食，这与它们作为非反刍动物的消化生理特点相符：需要更长时间的连续采食来补偿较低的消化效率。季节变化也影响日活动节律，牛和羊的活动高峰通常跟随日照时间变化，而马的活动模式则似乎较少受日光持续时间影响。
家域范围分析揭示了物种间的显著空间利用差异。羊的日均家域范围达到33.7±31.6公顷，是牛（12.9±17.3公顷）和马（12.1±17.2公顷）的近三倍。这与羊需要更大范围寻找合适食物的行为特点一致。研究还发现日移动距离与家域大小高度相关（R2=0.6391），表明动物探索面积的增加直接反映在移动距离的增加上。
群体分散程度研究显示，牛的群体分散度最高（914±917米），其次是马（666±866米），羊的分散度最低（384±692米）。季节因素对分散度有显著影响：牛和马在放牧季节初期（春季）分散度较低，随着资源减少，秋季分散度增加；而羊则呈现相反模式，这可能与牧羊人的管理实践有关。有趣的是，个体差异解释了行为变异的相当大部分（38.48%），甚至超过了环境因素和时空因素的影响，强调了在放牧管理中考虑个体特异性行为的重要性。
环境因素分析带来了意想不到的发现：日常天气条件对动物活动的影响微乎其微，这与一些先前研究结果一致，但与另一些研究相矛盾。研究人员推测这可能是因为天气变化发生在更短的时间尺度上（如小时级别），而研究使用的是日均天气数据。然而，在更广泛的气候尺度上，年际差异确实产生了影响：2022和2023年春季较为干旱，所有动物都表现出更长的移动距离和更大的家域范围，反映出寻找食物资源的压力增加。
这项研究的意义远不止于学术领域。研究结果明确显示，牛、马和羊在山地牧场中的活动模式、空间利用和行为策略存在系统性差异，这些差异受到物种特性、季节变化、管理实践和个体变异的多重影响。这意味着“一刀切”的牧场管理策略很可能是低效甚至有害的。相反，成功的山地牧场管理需要根据物种特性、季节变化甚至个体差异来制定定制化策略。
例如，考虑到羊需要更大活动范围和更高海拔牧场的特性，牧场规划应确保羊群能够获得足够的高海拔草场资源；而针对牛的双峰活动模式，可在中午提供遮荫和饮水设施以提高动物福利；对于马的持续采食需求，则需要保证牧场有持续可用的优质饲草。
研究还揭示了传统牧羊人实践对羊群行为的显著影响，这表明将传统放牧智慧与现代科学技术相结合可能是实现可持续牧场管理的最佳途径。同时，个体差异的重要影响提示我们，未来的牧场管理可能需要更加精细化，甚至考虑到个体动物的行为特性。
这项研究的创新之处在于成功将商用GNSS项圈技术与开放数据源相结合，实现了对自然环境下多物种牲畜行为的长期、大规模监测。尽管存在信号覆盖不足等限制，但通过专门的数据处理策略，研究人员成功提取了有意义的动物行为信息，为未来相关研究提供了重要方法论参考。
随着气候变化压力的加剧和可持续农业需求的增长，这种基于科技的多物种行为研究将变得越来越重要。它不仅帮助我们更好地理解和管理牲畜行为，更重要的是，它为实现人类活动与自然生态系统的和谐共存提供了科学依据。在比利牛斯山脉的高山牧场上，科技与传统的结合正在为全球畜牧业描绘一个更加可持续的未来。
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