爬行动物需要多少UV-B？关于为圈养两栖/爬行动物选择紫外线照明设备的指南书

2023-01-02 23:48 作者:冬青-Cyan 0人读过 | 我要投稿

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序言：

在陆族学领域，“光照需求”是最复杂的知识之一，因为该知识涉及到大量物理学、营养学、医学方面的知识。

由于“光照”和物理学的关系最为密切，因此我邀请了德国亚琛工业大学的物理学硕士乌拉圭vs袋鼠为大家翻译了目前该领域最新的权威文献——可能是国内首译。她还结合饲养者的需求，贴心地做了很多括号内的注释，可以快速帮大家了解相关专业概念。如果你有耐心读完全文，相信你对两栖爬行类动物、紫外线的认知会有质的飞跃！

乌拉圭vs袋鼠也是位细心认真的饲养者，她也是很多高紫外线需求物种的监护人，因此她对该领域有很多独到见解。点击她的名字，即可看到她和宠物们的日常故事，欢迎大家关注她！

——冬青

原文（在文末）于2016年发表在EAZA（欧洲动物园和水族馆协会）的官方期刊上，其专业性和权威性不言而喻。该文章也是近10年来陆族学领域中最重要的文献之一。本文涉及到了众多知识点，为方便大家阅读，特提前标明本文内容：

紫外线（UV）基础与D3合成基础
弗格森区的理论基础
不同灯具与其相匹配的弗格森区物种（表2）
不同灯具的UVI指数数据（图表1）
不同灯具的光谱波段数据（图表2）
不同灯具的等辐照图表（图表3）
如何利用弗格森区和灯具光谱+UV值分析结果（图表4）
一些特殊情况

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我的爬行动物需要多少UV-B？

一份关于如何为圈养两栖爬行动物选择紫外线照明设备的自检指南（UV-TOOL）

Frances Baines, Joe Chattell , James Dale , Dan Garrick ,

Iri Gill , Matt Goetz , Tim Skelton and Matt Swatman

Journal of Zoo and Aquarium Research 4(1) 2016

摘要

关于如何判断爬行动物和两栖动物适合哪种紫外线UV强度，或如何在人工饲养环境中只靠人工照明设备来满足动物所需紫外线强度水平，几乎没有人写过什么指南。UV-TOOL是一份实用性文件，旨在通过考虑每个物种在野外环境中受到的自然紫外线照射范围来解决以上问题。UV-TOOL包含了一个可编辑并实时更新的数据库，囊括了爬行动物和两栖动物对微栖地的需求和晒太阳的行为，这些结论都是通过野外研究总结出来、或从圈养动物被观察到的行为中推断出来的。由于动物在紫外线尤其UVB下的暴露水平，是由其在原产地微栖地中的行为决定的，因此可以估计出其每日接受自然UVB照射的范围。当前版本的UV-TOOL是根据紫外线指数的测量结果，将254个物种分配到四个UVB暴露 "区"（弗格森区）之中。

一旦确定了任何一种爬行动物或两栖动物对紫外线的可能需求，下一步就是在人工圈养环境中设定出安全且有效的紫外线照射梯度。要做到这一点，我们需要了解所使用灯具的紫外线光谱和其输出能力。因此，UV-TOOL包括了一些灯具测试报告和市面在售UVB照明产品的紫外指数梯度图，以及关于如何为人工大环境（大型陆族箱或动物园中）里的两栖爬行动物选择合适紫外照明设备的指南。

在当前版本的紫外线指南（UV-TOOL）中，有24种不同产品的报告。这份文件是由英国和爱尔兰动物园和水族馆协会（BIAZA）爬行动物和两栖动物工作组（RAWG）的成员编撰的，来自英国和国外的动物园管理员和爬行动物学家也提供了意见。我们欢迎并鼓励更多的支持和协作。

简介

向圈养的爬行动物和两栖动物提供紫外线照明是被广泛推荐的。然而，关于不同物种究竟适合哪种UVB水平，以及如何具体实现这一UVB梯度，很少有专业的指南。本项目的目的，是创建一个说明书（后面称作工作文件），可为所有人工饲养的爬行动物和两栖动物的饲养者提供一个恰当的紫外线照明指南或参考。该项目是由英国和爱尔兰动物园和水族馆协会（BIAZA）爬行动物和两栖动物工作组（RAWG）的紫外线工作小组发起。

爬行动物或两栖动物生活的方方面面都受其日常的太阳光和热量的影响--或者在被于室内饲养时，受到人工条件的影响。这些动物可以利用从红外线到紫外线（UV）的所有波长，其接收量的大小取决于它们的微型栖息地和日常活动模式。紫外线是太阳光的一个正常组分，按波长划分的；自然太阳光包括短波长部分，即UVB（290-320纳米）和长波长部分UVA（320-400纳米）。

波长350纳米左右的UVA处在许多爬行动物和两栖动物的视觉范围内，它们靠此来识别同类和食物；因此，在照明光谱中提供UVA非常重要。

短波长的UVB（290-315纳米）使皮肤中的固醇--7-脱氢胆固醇（7DHC）转化为前维生素D3。在皮肤中，经过与温度有关的异构化过程后，前维生素D3成为维生素D3，由肝脏代谢，随后由肾脏代谢为重要的内分泌激素钙三醇，控制着钙代谢；它也可在身体其他部位细胞内代谢成钙三醇，在哺乳动物中，已被证明具有多种自分泌和旁分泌功能，控制多达2000个基因的转录，影响生长、胰岛素分泌和免疫系统等多种功能。UV-B和短波长UV-A（范围290-335纳米）将多余的前维生素D3和维生素D3转化为惰性光物质，有效地防止了维生素D3的过量，在阳光下，这一自然过程是有自限性的。虽然大多数关于维生素D3的研究是在哺乳动物身上进行的，但对其他类群的研究表明，维生素D的各种路径在大多数陆生脊椎动物中是相似的。

除了在促成和调节皮肤中维生素D合成方面的作用外，紫外线对皮肤还有直接影响，包括调节皮肤免疫系统、增强皮肤屏障功能、增加色素的形成；它能刺激β-内啡肽的产生，所以我们在晒太阳的时候感觉很舒适；紫外线还能诱导皮肤上一氧化氮的形成，具有局部保护作用（比如进入循环系统后有降血压的功效）。同时，阳光中的紫外线也是一种有效的消毒剂，可以杀死皮肤表面的细菌、真菌和病毒。

然而，必须避免过度人和动物暴露于紫外线。在高剂量紫外线或暴露在来自人工光源的非常规短波紫外线下，可导致两栖动物和爬行动物的眼睛和皮肤损伤、繁殖失败甚至死亡；在哺乳动物中，可导致皮肤癌的产生。鳞状细胞癌已被报告在人工圈养的爬行动物中，但这点与使用人工紫外线照明的相关性尚未被确定。

物种的晒太阳行为有很大差异（甚至有些会避免日晒），它们皮肤对紫外线辐射的渗透性各不相同，对UVB的反应（在维生素D3的生产方面）也各异。这些行为学特征和形态学特征，有助于它们有效利用紫外线来合成维生素D，享受到阳光带来的其他好处，同时最大限度地降低了紫外线损伤的风险。但是，这些适应性只与它们在原生微栖地中受到的自然太阳辐射有关。因此，在为爬行动物和两栖动物提供人工照明时，应尽可能地参照和接轨太阳的紫外线光谱，并应尽量重现该物种在野外微栖地中的辐照量水平。

在自然界中，任何一个地方的紫外线辐照度都是持续变化的，这与典型饲养箱/生物箱中的情况不同，毕竟在饲养箱中，UVB灯要么突然打开要么突然关闭、没有逐渐变化的过程。辐照度的极限值取决于太阳高度角--即和太阳在天空中的高度有关--因为在低的太阳高度（较小的太阳高度角）下，光线在大气层中走过的路径更长，而大气层会选择性地吸收和散射较短的波长（比如UVA），所以在晴朗的天空下，太阳光的UVB水平，从清晨时的零、逐渐上升到中午前后的最大值，然后在日落时再次下降为零。云则会散射和吸收所有的波长（无论UVA还是UVB)，并可能大大降低辐照度。

然而，气象数据不能完全代表小气候内的条件；在一天中的任何时间，阳光也会与动物生存环境中的其他特征相互作用，如树木、岩石、植物和水，在热量、光线和紫外线上造成叠加梯度，例如无遮挡的阳光直射处或者全遮挡的避阴处。爬行动物和两栖动物可以感知这些辐射梯度，并可能利用光强度作为进行体温调节的提示；在某些情况下，还用于紫外线的光调节作为指示（比如由光感受器控制的叶绿体，蜥蜴头顶的第三眼等）。动物的反应将决定其在这些梯度中的暴露时间。行为的变化使得物种之间有巨大的紫外线暴露量有巨大差异，从那些中午要完全暴露在日光下的日行动物、到夜行动物和晨昏型动物（晨昏型动物从少量日光中就能获得足够的紫外线暴露）。

我们在饲养箱中单独使用UVB荧光灯，或与其他热源和光源相结合使用，也可以产生类似的关于热量、光和紫外线的叠加辐射梯度，毕竟其辐照度与灯的距离是成正比的。要做到这点，需要了解：（1）适合该物种的辐照度范围；（2）各个照明产品的辐射梯度。这样才能知道为达到所需辐射强度所需的灯具使用方式（单独或者组合）。

适合物种的辐照度范围

即便是对于人类而言，该问题的研究都处于起步阶段。几乎没有任何科学数据来支持对某一特定物种推荐的UVB辐射范围。直到最近，也还没有实际的方法可以用来记录野外自由生活的两爬生物微栖地环境中的UVB幅度。然而，弗格森（Ferguson，2010）等人报告了15种爬行动物在日常和季节性活动高峰期间所需的紫外线，并由Solarmeter 6.5（紫外线指数仪）测量出使用具体的紫外线指数（UVI），并证明了任何物种的紫外线暴露程度都可通过其日晒的暴露习惯来做出合理估计。他们将物种分为四个阳光照射组或照射区，后来被命名为 "UV-B区 "或 "弗格森区"。对于每个区域，从所有读数中计算出的平均的自主UVI暴露数据（区域范围），以及动物可能遇到的最大UVI。表1中总结了弗格森区的情况。

任何物种都可以根据其晒太阳的行为被分配到这四个区域之一。作者建议，以这些数字为指导，在人工圈养动物的环境中做出一个合适的紫外线梯度。这种梯度，应使动物能够自我调节其在所处区域中紫外线/光照下的暴露程度（从零/完全遮蔽到最大值，其中最大值应该在离灯具最近的地方/也就是晒点）。

表1. Ferguson区，根据Ferguson等人（2010）总结

物种根据其自主体温调节行为和微栖第偏好被分为四个区

紫外线参考准则由现场随机遇到个体的平均辐照度来决定

具体照明设备所产生的辐射梯度

任何光源的适用性都受制于两个主要特性：其质量（光谱）和数量（动物接受到的辐照度）。太阳光谱是最理想的光谱功率分布模板，因为生命就是在太阳光谱进化的，而地球表面的所有生命都能适应于这种光谱。因此，需要对灯的光谱与太阳光谱进行直接比较。

就数量而言，离灯特定距离的辐照度，是与灯的输出强度和光的分布方式（即光束的形状）相关的函数。例如，一个从全部表面散射出相对较低水平UV-B的荧光灯管，与一个发射出非常狭窄/几厘米宽的强UV-B光束的汞蒸气聚光灯（例如金卤灯），这两者会产生非常不同的UV-B梯度、给动物不同的晒灯机会。使用不同反射器、灯罩或灯具，也会使光束形状和特定距离处紫外线强度产生极大的不同。因此，为每个灯绘制一个等辐照度图以评估其有效性、是很重要的。然而，在以前的研究中，UVB灯的辐照度通常是在离灯的标准距离上测量的，而没有考虑到灯的类型和具体光束的形状。

手持式紫外线测试仪是一种很实用的仪器，可以测量野外的太阳紫外线辐照度和室内灯管的辐照度。然而，不同品牌和型号的宽带UVB测量仪（范围280-320纳米）会有不同的光谱响应。除非是专门根据某一特定灯的光谱功率分布来校准的，否则在任何给定的距离上，每个测量仪都可能给出该灯的不同读数。此外，在UV-B范围内只有一个非常狭窄的较短波长带（295-315纳米）是有助于维生素D3合成的，把比该短波带要长的那部分也测进来的话，同样可能会带来误差。

与宽带仪（对整个UV-B波长范围做出反应的测量仪）不同，Ferguson等人（2010年）使用的Solarmeter 6.5 UV指数测量仪对较长的波段有极强的过滤性，于是solarmeter 6.5 UV指数测量仪在光谱反应性上、与国际照明委员会给出的前维生素D3光谱（CIE 2006）从290到400纳米范围内有高达96%的重叠。由此，我们可以靠该测量仪来合理估计阳光和任何人工光源在促进维生素D合成方面的潜力。

读数以无量纲的UV指数显示，清晰明了、利于解读，因为它是一个众所周知的决定 "阳光强度 "的指数，与人类“紫外线红斑”相关，能造成红斑的光、其光谱与前维生素D3的光谱相似但不完全相同，Solarmeter 6.5的光谱响应大约介于两者之间，该测量仪与Bentham光谱仪的偏差只有±5%，在科学仪器的正常误差预期范围内。因此，这个测量仪很适合于测量特定距离的太阳光和灯的辐照度，或可用来绘制某灯的光束形状，以创建一个等辐照度图表。

方法

将作者目前所在机构持有的每一种爬行动物和两栖动物的基本信息汇编成一个数据库。根据对其晒太阳行为的评估，将每个物种归入弗格森区，如果可能的话，这些评估来自于已发表的或个人在野外的研究，如果没有，则来自于对动物在圈养中的行为观察。此外，还增加了关于动物自然微栖地和热量需求的进一步信息，以帮助饲养员选择适当的灯管进行组合，从而在人工环境内创造一个合适的照明和加热梯度。

该数据库包括以下信息：

- 物种（拉丁名，俗名）

- 生物群落（主要生物群落或陆地生态区，由Olson等人2001年定义并被世界自然基金会WWF 2015年采用）

- 弗格森区

- 光照时间

- 冬季饲养处理，如果有的话（降温、休眠或冬眠）

- 晒区/热区温度（垫材基质表面温度）

- 日间环境空气温度（夏季和冬季）

- 夜间环境空气温度（夏季和冬季）

- 微栖地，包括专家建议（已作为注释标出）

其中一位作者对24种广泛使用的UV-B产品进行了全面测试。灯具每天打开15个小时，直到测试结束前总共开启105个小时，接近行业标准的100小时 "燃烧期"。所有的测量都是在简单固定的灯具中进行的，没有使用灯罩或反射器，在测试台上面进行，并全都经过30分钟的预热。
记录包括：
- 光谱图（Ocean Optics USB2000+光谱辐射计，带适配器的UV-B兼容光纤探头。Ocean Optics，Dunedin, FL 34698 USA)
- 紫外指数（Solarmeter 6.5紫外指数仪。Solartech Inc., Harrison Township, MI 48045 USA)
- 总UV-B：280-320纳米区段（Solarmeter 6.2宽带UVB仪。Solartech Inc., Harrison Township, MI 48045 USA)
- UVC（Solarmeter 8.0宽带UVC仪。Solartech Inc., Harrison Township, MI 48045 USA)
- 可见光输出（SkyTronic LX101型600.620数字勒克斯仪。SkyTronic B. V., Overijssel, Netherlands）
- 电耗（Prodigit电力监控器2000M-UK。Prodigit Electronics, New Taipei City, Taiwan)

对于说可为维生素D3合成提供合适波段的UVB灯具，基于其光谱分析，并根据前面描述的方法，我们构建了一个反应紫外线指数梯度的等辐照度图表（如图3）。每种照明产品在各个弗格森区UV指数范围内提供辐照度的能力被记录下来，并由此起草了关于灯具选择的指南。

物种数据库、灯的测试结果和指南被汇编成一个Excel文件草案。这份文件被分发给BIAZA RAWG社区以及少数具有专业知识的爬虫学家和私人饲养者。所有收到该文件草案的人，都被要求提交对UV-Tool的评论和他们所养其他物种的数据，包括原始数据。第一稿于2012年12月发布，列出了共同作者所属的五个动物学收藏馆的190个物种。2013年1月至2015年10月，又收到9个机构和10位个人作者的贡献，使爬行动物和两栖动物的总数达到254种。这仍然是一份工作文件。该数据库定期更新，目前已是第十版，可从网上下载（BIAZA RAWG 2015）。欢迎各位浏览，也欢迎各位提供最新数据。

结果

物种数据库

迄今为止的条目（254种）在附录中完整列出。由于篇幅限制，每个物种的贡献者及其推荐的阅读和参考文献清单，没有包括在内，但在网上提供的UV-Tool Excel工作文件中均有列出（BIAZA RAWG 2015）。目前仍在寻求更多的贡献，BIAZA RAWG攻关小组打算在获得更多信息后对数据库进行编辑和扩展。

UVB灯的测试结果

表2列出了被试验的灯管，并总结了灯管下具体距离上为各个弗格森区提供UV指数范围内辐照度的能力。图1A-C显示了各个灯管在距离越来越远的情况下的UVI辐照度，UV测量仪垂直于灯管，位于其中心点的正下方。

图2和图3是四种不同类型UV-B发光灯的等辐照度图和光谱的例子：标准输出的T8荧光灯（直径25毫米），汞蒸气灯，金属卤化物灯，装有铝反射器的T5荧光灯（直径16毫米）和高输出荧光灯（T5-HO）。所有24个灯管的完整测试结果，可以从下载Excel工作文件的同一网页上的链接（BIAZA RAWG 2015），以及从UV-Tool链接中获取。

新的灯管测试结果将被添加到这个网站上，其链接也将被添加到工作文件中。

图1. UV指数辐照度的记录

(A) UVB荧光灯（T8和T5版本）

(B) 汞蒸气灯

(C) 金属卤化物灯

图2. 四种类型的UVB灯的样品的全紫外和可见光（UV-VIS）光谱。在太阳接近天顶时正午的太阳光谱 (太阳高度角85.4°)已叠加在每个图表上--但请注意不同的辐照度标度。这样就可以将灯的光谱功率分布与自然阳光的光谱功率分布进行比较。自然太阳光的光谱从295纳米左右的阈值开始是完全连续的。

(A) 发出UVB的荧光灯管 (T8) ZooMed Reptisun 10.0 UVB 18watt T8荧光灯管。距离10厘米。

(B) 汞蒸气灯 ZooMed Powersun 160瓦的灯。距离30厘米。

(C）金属卤化物灯 Lucky Reptile Bright Sun Desert UV 50watt灯。距离30厘米。

(D) 发出UVB的荧光灯管（T5）阿卡迪亚T5-HO D3+ 12%UVB 24瓦的T5荧光灯管，装在铝制反射罩中，距离10厘米。

图3. 四种类型UVB被试灯的UV指数的等辐照度图。这些图表是针对拥有图2所示光谱的灯

(A) UVB发射荧光灯管（T8）ZooMed Reptisun 10.0 UVB 18watt T8灯管

(B) 汞蒸气灯 ZooMed Powersun 160瓦灯

(C) 金属卤化物灯 Lucky Reptile Bright Sun Desert UV 50watt灯

(D) UVB发射荧光灯管（T5）Arcadia T5-HO D3+ 12%UVB 24瓦T5荧光灯管，并装在铝制反射罩中

讨论

灯管测试结果

市面上出售给爬行动物和两栖动物使用的灯，其紫外线输出能力有很大的不同；不仅是不同类型的灯间有差异，不同品牌类似规格的灯之间也有差异。虽然在这次试验中只测试了每个品牌的某一个灯管，但以前的测试（未发表的数据）表明，同一品牌和规格的灯管之间也可能存在很大差异，这可能是由于生产制造上的微小差异，如灯管元件的内部位置、玻璃或涂层的厚度等；但UVB输出也可能随着外部因素的变化而变化，如电源电压和环境温度波动。

UVB输出还会随着使用而衰减，主要是因为玻璃外壳在近距离接受紫外线的暴晒，但也可能是由于荧光物质/卤化物混合物的化学变化或电极老化、使玻璃变黑。理想情况下，应该定期监测灯的输出情况。然而，在最初的 "燃烧期 "过后，大多数产品的输出只是缓慢地衰变。

完整的灯管测试结果中包括了从Arcadia和ZooMed的七支紫外线发光荧光灯管的测量结果，每支灯管正好代表一个不同的品牌，投入使用至少一整年（每天10-12小时，使用4000小时）。

在燃烧了105个小时后，UVI平均下降率的最新数据为12.6%（范围为6-23%）。在4000小时结束时，UVI平均下降率的最新数据只有39.9%（范围是30-48%）。这些结果表明，一些品牌可能至少在一年内不需要更换。但并非所有产品都有类似的寿命，例如，由不同制造商销售的某相同品牌灯具在使用了1000小时后，旧灯UVI比新灯的减少了64%（旧灯大约使用了三个月，每天10-12小时）。因此，该产品仅在三个月后就在任何距离上都全部失去了提供UVB的效果（未发表的数据）。

光谱分析显示，本试验中的所有灯管都没有发出有害的非太阳UVB辐射（小于290纳米）。所有被试灯发出的波段，都或多或少地有利于D3合成（尽管所谓的 "全光谱 "荧光灯管Narva Biovital 、ZooMed NatureSun 和2011年后生产的Iwasaki EYE Color Arc金属卤化物灯，在极近距离下发出了微小量的有害辐射）

等辐照度图

等辐照度图可以比较不同灯管之间的紫外线梯度，并显示出灯管下面特定辐照度区域的重要差异。例如，如表2所示，Arcadia T5 D3+爬虫灯12% UV-B荧光灯管和Lucky Reptile Bright Sun Desert 50watt金属卤化物灯都能够在安全距离内产生适合于弗格森2区动物的梯度。

然而，这些灯的等辐照度图表明，在装有反射器的荧光灯管下85厘米处产生的一个直径超过130厘米、UV值从0.5到1.0的辐射区域（图3D），而金属卤化物灯在45厘米处就形成了的相同强度的辐照区，虽然辐射区域直径不到25厘米（图3C）。因此，这两种灯在实际使用中会有很大不同。有效的紫外线覆盖范围，是要求至少和动物的整个身体一样宽的。

汞蒸气和金属卤化物灯会发出大量的红外辐射，以及紫外线和可见光。当我们创造一个热量梯度时，就跟创造紫外线梯度一样，动物的整个身体必须可以完全处于最佳的温度区域内。对于有晒太阳行为的动物来说，意味着要创造这样一个晒区，让适当的紫外线、可见光和红外线辐射能覆盖动物的整个身体。通常来说，有必要在晒区上方安装较为广角的光束或者多个灯具。

当把灯安装在饲养箱内时，任何遮光罩、反射器、网罩，甚至附近的物体（如树枝和树叶），都会影响光线和紫外线的分布。等辐照度图表不能代替现场实际测量，它们只是帮助选择灯具的参考。

弗格森区的使用

图4总结了Ferguson等人（2010年）记录的区域范围，并说明了我们建议使用的方式，即根据不同物种的温度调节行为为基础。

Ferguson等人(2010)提供了两组数字。

1. "区域范围"：在爬行动物被发现的时间和地点，所有微栖地的UVI读数是被平均化的。例如，夜行或晨昏型的物种，平均暴露度在UVI 0和0.7之间，"需要部分日晒或偶尔日晒 "的物种在0.7到1.0之间，以此类推。这个数字可能被认为是有关物种所在地的平均基础UV。

2. "最大UVI值记录" 是指本研究中每个弗格森区UVI值最高的那个物种/动物的数据。显然，这个数字可能反映了 "单次偶然 "的暴露，比如在正午的阳光下发现的某天爬行动物的暴露数据，但它给出了这种动物在自然环境下可能遇到的最高辐射水平。这可以被认为是人工环境UV梯度的最高上限，仅作参考。

我们建议，在人工圈养动物的环境中所提供适当的UV梯度，应与爬行动物或两栖动物所处的弗格森区相匹配，使动物能够自我调节其暴露程度。应当提供全方位的UV水平，从零（完全遮挡）到该区物种评估所建议的最大值（最大值应发生在动物和灯之间距离最近处，即晒点处）。我们以Ferguson等人（2010年）的研究信息为基础，有两种向室内圈养爬行动物和两栖动物提供紫外线的方式。

1.遮阳法：在饲养箱的大部分区域提供低水平的紫外线作基础，使用弗格森区的数据作为指南，从靠近灯的最高值到阴凉处的零值，做出一个梯度。这似乎是针对喜阴动物和偶尔日晒的动物的首选方法，也就是针对那些在1区和2区的动物。大多数两栖动物、蛇和晨昏型蜥蜴都被分配到这些区域。

荧光UVB T8灯管（直径26毫米），在灯管近处大片区域内能产生低水平的UV辐照，类似于晴天在室外树荫下的紫外线，而在离灯管较远的地方，紫外线辐照度渐渐变为零。因此，T8似乎特别适用于在小型饲养箱的半阴处使用，在这些地方，所需的最大UVI不高于UVI 0.7-1.0。在较大较高的饲养箱中，可以使用高输出的T5（T5-HO）（直径16毫米）UVB荧光灯管，这种荧光灯管在离动物较远的地方可以实现同样低水平的UVI浓度。

2.日晒法： 旨在为已知喜爱日晒的物种提供更高的UV水平。其目的，是在晒区提供一个接近原产地直射阳光的程度，做出上午/正午野外动物所经历的高紫外线水平，上午和正午是大多数喜日晒物种大量吸收太阳辐射的时间。

在热带和亚热带地区，上午8:30至9:30，在晴天无遮挡的阳光下，紫外线指数通常在UVI 3.0-5.0之间（FB，未发表的数据）。当然，较高的UV水平需要限制在晒区/热区（模拟日晒的区域），还要有梯度，到完全阴凉处降到零。这种方法比较适用于弗格森3区和4区的动物（其中许多是日行的爬行动物），以及弗格森2区的一些需要部分日晒/偶尔晒日晒的动物。

一些汞蒸气灯、金属卤化物UV-B灯和高输出的T5（T5-HO）UVB荧光灯管（直径16毫米），可以产生比T8荧光灯管高得多的UV-B水平，甚至能达到典型自然阳光的水平。这些灯管可以在整个开灯时间内以恰当的UV-B水平照射出一个明亮的晒区；这样，只要动物选择晒区，就会得到足够的紫外线照射。

我们建议，"最大UVI值记录 "应该是每个区域的最大允许值，但弗格森4区物种除外。虽然一些第4区的爬行动物被观察到在UVI 9.5或以上的极端情况下晒太阳（2010年，2014年），但它们也同样会在清晨和傍晚的时候选择日晒，而此时UVI水平则约为3.0-5.0。因此，第4区动物也需要3.0-5.0水平的区域。为了安全起见，UVI 7.0-8.0应该被认为是弗格森4区爬行动物在人工UVB光源下的绝对UVI极大值，毕竟人工照明与自然日照存在差异，人工灯具很难提供自然环境中的那种UV过渡变化

如果饲养者没有紫外线指数测量仪，则可使用上文提到的等辐照度图和辐照度表来确定合适的距离，在这个距离上，不同的灯管都能使饲养区域内达到 "遮阳 "法和 "日晒 "法所建议的恰当UV水平。

图4. 基于弗格森区的UV指数估计。

第1至5列是Ferguson等人（2010）提出的每个区域的特征。

第5列，是在牙买加和美国南部西部的自然栖息地被研究的15种爬行动物。

第6列，是被普遍圈养的物种的例子，根据它们已知的晒太阳行为分配到Ferguson区域。

箭头将每个区域的动物与BIAZA UV-TOOL（2012年）中建议的遮阳或日晒方法光方法联系起来，并指出了每种方法建议使用的典型灯管类型。

特殊情况：（一）夜行性物种和晨昏型物种

过去，人们认为夜行性和晨昏型物种不需要紫外线照明，因为它们的生活方式是不允许暴露在日光下的，所以这些动物更多是从饮食中来获得足够的维生素D3。

虽然食肉动物可能从其猎物的身体中获得足够的维生素D3，但食虫动物的自然饮食里不太可能有大量维生素，故而食虫的晨昏型/夜行动物很难单纯通过从食物获取D3、日晒就会成为D3最可能的主要来源。60多年前，有报告称，所谓的夜行性爬行动物多多少少也有一些接触阳光的时间，要么是偶尔在白天出没，要么是在睡觉的地方偶然被日光照到。家壁虎（Hemidactylus frenatus）地中海蝎虎（H. turcicus）经常在黄昏和黎明时分接触到日光，鳄鱼守宫（Tarentola mauretanica）则经常被撞见在白天晒太阳。如果没有24小时的实地观察研究作为证据，我们不能假设说任何夜行物种都是完全接触不到日光的。许多蛇，如黑鼠蛇(Pantherophis obsoletus)，会根据环境温度改变它们的昼夜活动模式，在较冷的月份增加日间活动。

有人推测，晨昏型动物可能靠在黄昏和黎明时暴露在阳光下来合成维生素D3。然而，当太阳接近地平线时，大气层会过滤掉维生素D3合成所需的几乎所有的UV-B波长；能够从这种低水平的紫外线中获益的物种，皮肤对紫外线的透射率必须非常高。例如，一些夜行壁虎就属于这种类型。

UV-B已被证明可以穿透夜行守宫横纹鞘爪虎（Coleonyx variegatus）的皮肤，到达1.2至1.9毫米的皮肤深处，与沙漠蜥蜴侧斑犹他蜥（Uta stansburiana）等日行物种形成鲜明对比，后者的皮肤透射程度被限制在0.3至0.9毫米之间。在同一研究中，Porter发现七种蛇的表皮对光的透射率和它们的行为相印证，例如在完全夜间活动的物种中看到最高的透射率，而日间活动的物种皮肤拥有最低的透射率，晨昏型蛇则介于两者之间。这表明夜行动物可以靠低水平的UV-B合成足够的维生素D3。Carman等人(2000)证明，夜行性家壁虎（Hemidactylus turcicus）土耳其半趾虎皮肤合成维生素D3的效率比日行性沙漠蜥蜴德克萨斯多刺蜥（Sceloporus olivaceous）的要高8倍，表现出一种对环境的适应性：夜行和晨昏型要么充分利用微栖地中较低水平的可用紫外线，要么白天在躲避处短暂地受到了突然的高水平紫外线的照射。

豹纹守宫(Eublepharis macularius)只要暴露在低水平UVB下，就会合成维生素D3；暴露在UVB下的豹纹守宫体内25-羟基维生素D3的水平，比那些只通过饮食补充D3的对照组要高出3.2倍。玉米蛇(Elaphe guttata)等晨昏型蛇类也被证明了此点，它们暴露在于来自荧光灯的低水平UV-B时，会在皮肤中开始合成维生素D3。

当正午的强UVB被层层遮挡过滤到夜行动物们白天睡觉的地方，也可能足以使它们的皮肤充分合成D3。据我们所知，没有已公开的实地研究记录了夜行动物白天睡觉所在地的环境UVB强度。然而，马达加斯加的叶尾壁虎（Uroplatus sp.）在白天靠着树干睡觉时，测量仪在它身旁显示了介于0.1和1.2之间的UVI读数。

一些夜行性物种对维生素D3的需求可能很低；比如，让缺乏维生素D的豹纹守宫被动地从食物中获取钙，也可能可以有效地防止代谢性骨病。然而，由于维生素D3的自分泌和旁分泌功能是独立于钙代谢过程的，我们需要更多的研究来评估缺乏维生素D对动物造成的全部影响。

总而言之，一些夜行动物显然具有在皮肤中合成维生素D3的能力，只要它们暴露在日光下，就会拥有合成能力。因此，似乎没有理由不为夜行和晨昏型物种（弗格森1区）提供全光谱照明，只要保证它们能够有适当的躲避来度过白天的时间，并能接触到适合它们的UVB波段。

特殊情况：（二）针对色素沉着异常的个体

在为任何物种的白化个体和低色素个体提供照明时，无论该物种分布于哪个弗格森区，我们都需要额外做出考量。黑色素会强烈地吸收UV辐射。因此，皮肤和眼睛的色素缺乏（如白化物种），会增加辐射进入身体的机会。这样的动物通常普遍被报道为对紫外线和可见光更敏感，紫外线引起它们皮肤损伤和癌症的风险也可能更高。

因此，对于这些动物，需要大大降低紫外线暴露水平。幸运的是，尽管暴露在较低的紫外线下，它们也仍然可能合成充足的维生素D3，因为黑色素的减少会使得更多的UVB能够进入表皮细胞。

特殊情况：（三）个体发育有变化的物种

在将物种分配到弗格森区时，还应该考虑到有个体发育变化的物种微栖地的变化和行为变化。两栖动物的一生就分为幼态和成体阶段，这是一个很好的例子。此外，许多爬行动物幼体也比成体的生活方式要更隐蔽，幼体生活在更隐蔽的微栖地中，那里环境中紫外线相对较少。一个著名的例子是科莫多巨蜥(Varanus komodoensis)，幼体树栖而成体地栖，成体在开阔的草原和林地中觅食。我们需要进行更多的实地考察，以确定未成年动物在在紫外线暴露度上的差异，以确定它们是否需要和成年动物处于不同的弗格森区。估算幼年动物的需求并不在本项目的范围内，但可能将来会被添加到紫外线指南中。

通用注意事项

在应用弗格森区来提供紫外线照明时，必须强调一些通用的注意事项。

第一，这是一个非常简略的评估，可能会有非常广泛的解释，这是有意的。该概念是为了在环境内创造广泛而安全的紫外线梯度，跟热和光的梯度相结合，使爬行动物和两栖动物能够在一天中同时进行光调节和热调节。这需要将紫外线、可见光和红外线辐射源放置在一起，模拟太阳光，并创造一个至少与动物整个身体一样大的晒区。

在某些情况下，可能会需要多个灯具；所有波长产生的影响是可以叠加的，所以必须谨慎使用重叠的光束和多个灯具。还需要提供足够大的空间和躲避，尤其在离灯较远的地方，以形成适当的梯度。无论是哪个弗格森区，提供躲避对所有物种都是至关重要的。即使是4区的爬行动物，也必须在远离灯的地方有一个UV强度为0的躲避处。

到目前为止，所有的指导方针仍然是非常实验性的暂时理想结果；爬行动物和两栖动物对紫外线的确切要求，在很大程度上仍然是未知的，实时监测动物的反应和记录结果是至关重要的。

第二，晒区的温度和环境温度必须合适，以确保动物有正常的、自主的晒太阳行为；紫外线照射的时间应是符合自然环境的，既不能特别短，也不能特别长。

第三，灯的位置应总是在动物的上方，这样头骨的形状加上眼皮和眉骨（如果有的话）就可以遮挡住直射眼睛的光线。

第四，所有的灯都有漏电的危险；如果动物可以靠得很近，还会有烫伤和紫外线灼伤的危险。所有的灯泡都应是动物无法触及的，需要用铁丝护栏/网罩。在可能的情况下，应选择尽量格子较宽的金属网，以最大限度地提高光线和紫外线的透射率。

最后，在灯和动物之间不能有玻璃或塑料的阻隔，因为它们通常会阻挡所有的UVB。然而，一些高透光率的玻璃和专门的透紫外线亚克力会允许一定比例的紫外线通过，甚至这些材料也会有选择地阻挡较短的紫外线波长。

一位作者进行的光谱分析（未发表的数据）表明，3毫米的紫外线透射亚克力板在300纳米波长处允许80.9%的UVB透射。透过紫外线的双壁亚克力天花板在300纳米处仍有58.8%的透射率。作为比较，一块4毫米的高透光低含铁量的玻璃在300纳米处可透射16.9%的UV-B，而普通的4毫米玻璃透射率只有0.4%。

定义

辐照度 irradiance是指一个表面在单位面积上所接受的辐射功率。单位是微瓦每平方米（µW/cm²）。

照度 illumiance是指单位面积的表面所接受的总光通量。不同值代表着人眼在某照明区域所见的不同亮度。它是由光谱辐照度（微瓦/平方厘米每纳米波长）与人类亮度函数的乘积计算出来的，人类亮度函数代表眼睛对不同波长的反应。这种加权是必要的，因为人类的亮度感知是与波长有关的。其单位是勒克斯lux。由于动物的眼睛有不同的光谱敏感度，所以照度只能对任何非人类物种感知亮度的做出粗略估计，毕竟我们缺乏爬行动物和两栖动物物种的等价亮度函数。

紫外线指数UV index是对人类紫外线红斑（造成晒伤）紫外线辐射强度的国际标准测量。它是由光谱辐照度（微瓦/平方厘米每纳米波长）与整个紫外波长范围内的人类红斑作用光谱的乘积计算出来的。之所以需要这种加权，是因为较短的紫外线波长比较长的波长更具破坏性。紫外线指数是无量纲的。

-------以下为附录内容包含物种光照需求表-------

按体温调节行为来区分：

*弗格森区：

1.晨昏型or喜阴型；

2.需要部分阳光/偶尔日晒型；

3.完全日晒和喜日晒型；

4.喜爱正午强日晒型。

*冬季处理：