基于国际“5F”原则的规模化养殖场奶牛福利评价指标赋权研究

姜 冰

(东北农业大学，黑龙江 哈尔滨 150030)

奶牛福利是与生产效益、奶牛健康密切相关的概念，奶牛福利下降引致的奶牛生产效率的降低将直接制约奶牛养殖业的效益[1-2]，而奶牛福利的改善对奶牛养殖环境、原料乳增产提质和养殖场增收等经济要素均产生积极影响，奶牛福利已成为保障原料乳质量安全和养殖场持续获得理想预期收益的重要影响因素，是奶牛养殖业可持续发展所必需考虑的重要课题[3-5]。保护动物福利已在西方国家形成了共识，世界动物卫生组织(OIE)、世界贸易组织(WTO)、联合国粮农组织(FAO)和国际标准化组织(ISO)也把动物福利作为产品质量品控管理的重要内容[6-7]。目前，我国奶牛养殖业规模化、集约化和标准化的程度不断提升，“利益最大化”目标驱动下的掠夺式经营方式，将会导致奶牛平均福利下降，对奶牛遗传生产力、生产性疾病防控和奶牛利用年限等方面产生消极影响，制约奶牛养殖业的可持续发展能力[8-10]。面对国内外严峻的市场趋势和产业形势，中国政府需要掌握我国奶牛养殖业的福利水平，构建合理、科学的规模化养殖场动物福利测度指标体系势在必行。

1 农场动物福利评价概述

农场动物福利评价的关键是寻求科学、合理的评价指标。健全的法律法规和标准体系是科学提取评价指标的基础。目前，欧盟国家、美国、加拿大、澳大利亚、新加坡、马来西亚等100 多个国家和地区己经建立了比较完善的动物福利法律法规和标准体系，有些国家的动物福利标准历史长达50年[6-8]。世界动物卫生组织(OIE)对动物福利的表述获得了普遍认可。国际公认的动物福利评价准则是由英国的农场动物福利委员会(FAWC)于1997年提出的“5F”原则，即“享有不受饥渴的自由(生理福利)、享有生活舒适的自由(环境福利)、享有不受痛苦伤害的自由(卫生福利)、享有生活无恐惧和悲伤感的自由(心理福利)、享有表达天性行为的自由(行为福利)”。鉴于动物福利中生理福利、环境福利、心理福利、卫生福利及行为福利五个方面的评价指标没有统一的标准，故动物福利评价体系亦存在差异，主要分为六大类动物福利评价体系：TGI-35体系、TGI-200体系、临床观察因素分析评价体系、危害分析关键点评价体系、欧盟“福利质量”计划和畜舍生产系统评价体系。

我国关于农场动物福利的研究始于20 世纪90 年代，落后国外三十多年，尚未形成完整的理论体系，在农场动物福利立法、农场动物福利标准体系建设建设方面相对滞后，制约农场动物福利评价工作的开展。目前，关于农场动物福利评价的文章较为鲜见，现有研究文献主要集中在生猪、肉鸡和绵羊3类畜种，以欧盟“福利质量”计划已有指标体系和测度方法，或是以“5F”原则构建指标体系并结合层次分析法测度福利水平[11-12]。关于系统的研究奶牛福利评价体系构建的研究文献尚未发现。笔者经过查阅大量国内外文献，综合前人经验和成果，遵循国际通用“5F”原则，构建符合我国国情的规模化养殖场奶牛福利评价体系。

2 奶牛福利评价体系框架

规模化养殖场奶牛福利评价体系是一个集复杂性、学科交织性、强逻辑性为特征的系统，规模化养殖场奶牛福利评价体系的构建必须遵循动物福利学、动物医学、动物营养学、动物行为学、畜牧经济学、质量安全管理和目标管理等相关理论基础，本研究遵循农场动物福利委员会(FAWC)(1997)倡导的动物福利评价“5F”基准，以世界动物卫生组织(OIE)(2011)界定的动物福利标准为依据，结合专家咨询，并深入养殖企业，征求管理人员和兽医的意见和建议，建立规模化养殖场奶牛福利问题分解结构，将规模化养殖场奶牛福利评价研究的预定目标和理想结果作为目标层(A)，根据福利功能将复杂的系统分解成为生理福利、环境福利、心理福利、卫生福利与行为福利五个子系统作为原则层(B1-B5)，将在奶牛饲喂、畜舍环境、疫病防控、行为表达和人畜关系等各环节反映的奶牛福利特征的具体分类作为标准层(B11-B53)，并为标准层每个因素设置数据上可获、操作上可行、技术上可能的可度量、具体化、科学化的关键指标(表1)。

表1 规模化养殖场奶牛福利评价指标Table1 Index of welfare evaluation of dairy cows in large-scale farms

3 奶牛福利评价权重确定

3.1 权重确定过程

首先，依据规模化养殖场奶牛福利评价指标体系，设计涵盖全部评价指标的描述性问题，选择30位专家，包括黑龙江省泌乳牛存栏量500头以上的养殖场管理人员20人,动物科学和动物医学领域的专家10人，采用德尔菲法征求专家对评价问卷指标的意见，反复综合及反馈，最后汇总得出对评价指标集的共识。然后，通过建立综合评价指标因素的优先集合，采用两因素重要性比值代替专家打分，构筑判断矩阵，通过计量软件计算评价指标的权重。最后，进行一致性检验，确保结果的稳健性。此部分选择全国原料奶主产区黑龙江省为重点调研区域，发放调研问卷30份，有效问卷26份。为了确保专家判断的精准性，将动物福利指标的描述性分析材料分发给受访专家，作为评分依据。

3.1.1 建立综合评价指标因素的优先集合 本文将指标体系分为3个层级，第一层级为目标层(A)，第二层级为原则层，标记为Bi={B1,B2,B3,B4,B5}={生理福利，环境福利，卫生福利，心理福利，行为福利}，第三层级为标准层，记为Bij={Bi1,Bi2,Bi3,…,Bij}，其中i=1，2，…，5，Bij表示Bi的第j个二级指标，j=1，2，…，ki，ki≤9。B1j={B11,B12,B13,B14}={清洁饮水，饲料充足，营养均衡，分群饲喂}，B2j={B21,B22,B23,B24,B25,B26,B27,B28,B29}={牛场内外环境，噪音情况，光照情况，通风情况，设备状况，运动场舒适度，牛床清洁度，牛床舒适度，分群管理}，B3j={B31,B32,B33,B34,B35}={病死伤处理，防疫措施，健康管理，兽医管理，疾病诊治}，B4j={B41,B42,B43}={群体活动，人畜互动，设备伤害}，B5j={B51,B52,B53}={侵略行为，异常行为，应激行为}。

3.1.2 构建比较判断矩阵 基于规模化养殖场奶牛福利评价指标层次结构体系，对递阶层次结构进行两两比较，采用1-9标度法比较两个指标，将定性的比较结果转化为定量的判断数据，形成对判断矩阵。即判断矩阵是在Bi层的要求下，对下一层Bij层元素Bi1、Bi2…Bij进行相互比较，用具体的数值表示Bi1到Bij对Bi的重要性，若二者重要程度相同，尺度设定为1；若前者比后者稍微重要，尺度设定为3；若前者比后者明显重要，尺度设定为5；若前者比后者非常重要，尺度设定为7；若前者比后者极其重要，尺度设定为 9；而尺度值2、4、6、8则表示为两个指标的重要程度之比在上述两个相邻等级之间，从而构建判断矩阵A。

表2 比例标度法含义Table 2 The definition of proportional scale method

3.1.3 确定各指标权重 将比较判断矩阵写入软件，计算判断矩阵的最大特征值(λmax)和特征向量矩阵(W*)，然后把特征向量W*化为W，对w权重向量进行转置，则W=(w1,w2,…,wn)T，W即各指标权重。

3.1.4 一致性检验 鉴于专家的主观经验知识不同，对指标体系的各项指标进行相对重要性判断时可能存在一定的误差，因此需要对判断矩阵进行一致性检验。具体方法：

式中：CR为一致性比率；CI为一致性指标；RI为随机指数；λmax为判断矩阵的最大特征根；n为判断矩阵的阶数。

当一致性CR<0.1时，认为判断矩阵的结果可以接受，反之，判断矩阵的结果无法接受，需要进行反复调查论证，直到具有满意的一致性为止。对于层次总排序的检验方法：

CRn=CIn/RIn,CIn=(CI(n-1)1,CI(n-1)2,…,CI(n-1)n)Wn-1

RIn=(RI(n-1)1,RI(n-1)2,…,RI(n-1)n)Wn-1

当CRn<0.1 时，认为n层次总排序的一致性可以接受。

鉴于比较判断矩阵获取的计量方法相同，故此处仅列出原则层Bi对目标层A的判断矩阵，Bij对Bi的判断矩阵同理。

4 结果与分析

4.1 原则层目标评价模型及权重分析

原则层Bi包括生理福利、环境福利、卫生福利、心理福利和行为福利等五个维度，原则层Bi对目标A的判断矩阵及全部结果见表4。在规模化养殖场奶牛福利的五个评价维度中，对于奶牛而言，首先，生理福利比重达40.34%，说明保证清洁饮水和饲料充足的基本生理需求及营养均衡、分群饲喂的科学饲养方式，确保奶牛健康和精力充沛，是最基本最重要的福利维度；其次，环境福利比重22.35%，说明分群管理、自然环境、牛舍内外环境、设备状况等环境因素是影响规模化养殖场奶牛福利水平的关键福利维度；第三，卫生福利和行为福利比重分别为18.16%和14.43%，说明奶牛健康体态、疾病诊治、病死伤处理、防疫措施和兽医管理等卫生福利要素及侵略、异常和应激等行为福利要素对奶牛免受疾病困扰和充分表达天性行为的权利有积极作用，一定程度上影响规模化养殖场奶牛福利总体水平；最后，心理福利比重为4.71%，说明设备伤害、人畜互动、群体活动等要素构成的心理福利维度相对于其他四个维度而言，对规模化养殖场奶牛福利水平影响稍小。但是，五个维度均为评价规模化养殖场奶牛福利水平的重要组成部分。

表3 Bi对A比较判断矩阵Table 3 Bi-A comparative judgment matrix

表4 Bi对A权重结果Table 4 Bi-A weight results

4.2 生理福利评价子模型及权重分析

生理福利为原则层B1，清洁饮水B11，饲料充足B12，营养均衡B13，分群饲喂B14为标准层，标准层指标B1j对原则层B1的判断矩阵及全部结果见表5。生理福利是指动物应享有免受饥渴的自由，是动物生存的基本要求。影响规模化养殖场奶牛生理福利的主要指标有清洁饮水、饲料充足、营养均衡和分群饲喂，生理福利指标较易量化、获取和接受。清洁饮水是保障牛体健康的首要条件，有助于活化细胞及内脏，加速代谢，增强机体免疫力和抵抗力，流动的地下水、清洁的水槽、充足的饮水器是确保水质安全和水量充足的基础；饲料充足是满足奶牛生存又一基本要求，高品质饲料，充足的饲料槽，自由采食空间是确保饲料质量安全和摄食充分的基础；营养均衡是衡量奶牛采食营养全面与否的重要指标，不断丰富和补充奶牛身体所需的营养物质并进行科学配比是确保高品质原料奶的基础；分群饲喂是依据泌乳牛不同的产奶量区间及所处不同的泌乳阶段进行合理的饲喂管理，保证原料奶产量和奶牛机体功能[13]。在影响生理福利的四项指标中，饲料充足和营养均衡的比重分别为41.21%和33.31%，是保障奶牛不受饥饿之苦的重要因素，是影响奶牛生理福利的重要因素，清洁饮水比重为18.87%，是保障奶牛免受饥渴之苦的重要因素，分群饲喂比重为6.61%，相对于摄食和饮水而言，该指标权重较低。

表5 B1j对B1权重结果Table 5 B1j-B1 weight results

4.3 环境福利评价子模型及权重分析

环境福利为原则层B2，牛场内外环境B21，噪音情况B22，光照情况B23，通风情况B24，设备状况B25，运动场舒适度B26，牛床清洁度B27，牛床舒适度B28，分群管理B29为标准层，标准层指标B2j对原则层B2的判断矩阵及全部结果见表6。环境福利是指动物应享有免受不舒适环境的自由，是动物生活的基本条件。影响规模化养殖场奶牛环境福利的主要指标有物理类环境因素，即噪音情况、光照情况、通风情况，畜舍设施类环境因素，即牛场内外环境、设备状况、运动场舒适度、牛床清洁度、牛床舒适度，管理类环境因素，即分群管理，环境福利指标较易观察和获得。物理类环境因素是保证奶牛舒适生活的自然要素，牛舍应具备良好的通风条件，控制有害气体的浓度；具备充足的光照，满足奶牛采食行为；具备安静的氛围，保证奶牛的充足休息。畜舍设施类环境因素是保证奶牛舒适生活的功能要素，牛场内外适当的绿化和灭蝇灭鼠，净化环境，防止疫病传播；拥有运动场且构造合理，满足奶牛日常活动需求；牛床清洁舒适，大小适宜，使躯体舒服；料槽、饮水器、风扇、喷水系统、TMR和挤奶机等设备清洁且功能正常，是奶牛饲喂与原料奶供应的有效保障。合理的牛群结构，促使泌乳牛管理更为精细化[14-15]。在影响环境福利的九项指标中，牛床舒适度和牛床清洁度的比重分别为39.14%和21.46%，说明奶牛趟卧环境是影响奶牛环境福利的重要因素，通风情况的比重为14.66%，说明牛舍空气质量直接影响奶牛环境福利，此外，其他六项指标比重均小于10%，权重相对较低。

表6 B2j对B2的权重结果Table 6 B2j- B2 weight results

4.4 卫生福利评价子模型及权重分析

卫生福利为原则层B3，病死伤处理B31，防疫措施B32，健康管理B33，兽医管理B34，疾病诊治B35为标准层，标准层指标B3j对原则层B3的判断矩阵及全部结果见表7。卫生福利是指动物应享有免受疾病、疼痛和伤害的自由，是维持动物身体健康的重要条件。影响规模化养殖场奶牛卫生福利的主要指标有病死伤处理、防疫措施、健康管理、兽医管理和疾病诊治。卫生福利指标较易观察和获得。奶牛病死伤处理应采取无害化处理方式，可以有效控制疫病传播；卫生防疫工作应在建立疫病防控程序的基础上，配备隔离设备、隔离带、消毒设施，按照国家规定注射疫苗，防止疫情扩散；健康管理可以有效预防奶牛患病，通过观察牛体状况和体检记录，明确奶牛卫生健康状况；兽医工作是疾病预防和治疗的技术保障，养殖场应设有兽医室，配备专业兽医器具，并由具备专业知识和技能的人员实施诊治；疾病诊治工作是衡量养殖场卫生管理水平的关键因素，降低各类疾病的发病率和死亡率，及时救护，抑制疼痛，有效延长奶牛寿命[16-17]。在影响卫生福利的五项指标中，健康管理和疾病诊治的比重分别为39.61%和20.49%，防疫措施和兽医管理的比重分别为15.60%和15.40%，病死伤处理的比重仅为8.9%，权重相对较低。

表7 B3j对B3的权重结果Table 7 B3j- B3 weight results

4.5 心理福利评价子模型及权重分析

心理福利为原则层B4，群体活动时间B41，人畜互动B42，设备伤害B43为标准层，标准层指标B4j对原则层B4的判断矩阵及全部结果见表8。心理福利是指动物应享有免受精神上的恐惧和压抑的自由，是维持动物精神健康的重要条件。对于奶牛是否具有主观感受和心理意识尚存争议，所以在评价奶牛福利时是否应该考虑奶牛感受很难达成共识。按照当前知识体系很难界定动物心理福利全部内涵，尤其在国内动物福利意识普遍不高的情况下，评价心理更为困难。然而，使奶牛有心理上的安乐，不惧怕，不紧张，不枯燥、无压抑感等都是奶牛心理福利的重要方面。影响规模化养殖场奶牛心理福利的主要指标有群体活动时间、人畜互动和设备伤害。设备伤害、暴力驱赶、独自活动等均会增加奶牛害怕程度和压抑不适感[18]。在三项指标中，设备伤害的比重高达73.98%，人畜互动的比重为17.11%，群体活动时间的比重仅为8.9%，权重相对较低。

表8 B4j对B4的权重结果Table 8 B4j-B4 weight results

4.6 行为福利评价子模型及权重分析

行为福利为原则层B5，侵略行为B51，异常行为B52，应激行为B53为标准层，标准层指标B5j对原则层B5的判断矩阵及全部结果见表9。行为福利是指动物应享有表达自然行为的自由，“维持需要的行为”决定了动物的康乐状态，即动物福利水平，动物行为的内环境平衡决定了动物在进化中的生物适应性，行为福利是动物进化的动机条件[7]。由于目前的科学手段很难准确测量动物行为福利状态，我们仅能通过观察进行主观判断，归纳影响规模化养殖场奶牛心理福利的主要指标有侵略行为、异常行为和应激行为。异常行为主要表现为狂躁，以啃咬护栏，来回走动，拒绝饮食为表现形式；刻板，以踱步、旋转、甩头、头部上下伸缩、呕吐重咽、身体摇摆不稳为表现形式；自我伤害，以身体摩擦物品，皮肤伤害为表现形式。应激行为主要表现为由于饲养密度、条件骤变等要素变化引起的呼吸急促、运动量减少、免疫力降低、生长缓慢等表现形式。侵略行为主要表现为自我保护式的攻击[19-20]。在三项指标中，应激行为的比重高达55.16%，异常行为的比重为32.26%，侵略行为的比重仅为12.58%，权重相对较低。

表9 B5j对B5的权重结果Table 9 B5j-B5 weight results

4.7 权重总排序

层次总排序是各标准层对于目标层的权重，计算结果见表10。生理福利维度中的饲料充足与营养均衡的比重分别为16.62%和13.44%，对奶牛福利影响最大；生理福利维度中的清洁饮水、分群饲喂，环境福利维度的牛床舒适度、牛床清洁度、通风情况、设备状况和牛场内外环境，卫生福利维度的所有标准层指标，心理福利维度的设备伤害，行为福利维度的所有标准层指标的比重在1%～10%之间；其他指标比重均低于1%。

表10 规模化养殖场奶牛福利评价指标权重(Bij-A)Table 10 Weight results of welfare evaluation of dairy cows in large-scale farms

5 小 结

在规模化养殖场奶牛福利评价体系中，生理福利和环境福利是影响奶牛总体福利的最重要的两个维度，心理福利对奶牛总体福利影响最小的维度。其中，饲料供给是影响奶牛福利最重要的生理福利指标，牛卧床是影响奶牛福利最重要的环境福利指标，牛体健康管理是影响奶牛福利最重要的卫生福利指标，设备伤害是影响奶牛福利最重要的心理福利指标，应激行为是影响奶牛福利最重要的行为福利指标。根据研究结果，可对大规模奶牛养殖场进行初步福利评价，有效地确定养殖主体奶牛福利关键问题，同时，本项目的研究理论和方法可以其他畜禽福利评价探讨提供参考。鉴于国内研究处于起步阶段，本福利体系会依据国内政策、标准和产业发展具体情况，进行补充与完善，为政府相关部门和生产者明确改善奶牛福利的重点任务提供科学支撑。