Введение к работе
Актуальность темы. Одна из важнейших задач современной экологии состоит в изучении состояния и функционирования экосистем в условиях антропогенного воздействия. Наиболее широко распространенным видом хозяйственной деятельности человека является сельскохозяйственная трансформация территорий, ведущая к возникновению агроландшафта. Изучение сукцессий и прогноз изменений экосистем – важнейший элемент экологического мониторинга. Несмотря на большое количество публикаций (А.С. Мондчадский, 1952; М.М. Волкова, 1963; О.Н.Сазонова, 1962; Т.С. Детинова, 1962; А.В. Гуцевич с соавт., 1969, 1970; В.В. Тарасов, 1995; С.В. Власов, 1997; З.В. Усова, 1961; Л.И. Лебедева, 1975; Р.В. Колычева, 1966; .А. Шарков и др, 1984; Л.А. Иващенко, 1980; К.В. Скуфьин, 1952; Н.К. Паенко, 1968; Р.Г. Соболева, 1974; И.А. Рубцов, И.Г. Бей-Биенко, 1974; Н.Г. Олсуфьев, 1977; В.В. Сорокина, 1981, 1982; Х.И. Быкова, 1983, 1986, 1989; Р.В. Андреева, 1984 и др.) касающихся различных аспектов биологии кровососущих двукрылых насекомых, до настоящего времени остаются актуальными вопросы исследования и мониторинга их региональных фаун и, в частности, обширной территории Нечерноземной зоны России. Это обусловливается как недостаточной изученностью видового состава кровососущих насекомых отдельных территорий, так и необходимостью мониторинга структуры фауны и численности отдельных видов в связи с изменениями климата и характера землепользования.
Последнее столетие характеризуется интенсивной урбанизацией человеческого сообщества, концентрацией населения в городах, увеличением масштабов и усложнением инфраструктуры населенных пунктов. Процессы преобразования экосистем в агро- и урбаноценозы сопровождаются привлечением к населенным пунктам - синантропизацией многих систематических групп членистоногих. Адаптационные процессы их биологических, экологических и поведенческих особенностей в антропогенных условиях приводят к обогащению видового состава комплекса синантропных членистоногих, расширению ареалов этих видов в агро- и урбаноценозах и локальным возрастаниям их численности. Синантропизация ряда видов – переносчиков возбудителей заболеваний человека, означает увеличение их контактов с людьми и возрастание эпидемиологической опасности (Е.Н. Богданова, 2007).
Кровососущие двукрылые насекомые (гнус) ежегодно наносят животноводству страны огромный экономический ущерб. В периоды интенсивного нападения гнуса на животных приросты массы тела молодняка крупного рогатого скота снижаются на 25-40%, удои коров – до 15-30% (К.П.Андреев, 1966; И.А. Закамырдин, 1969, 1973, 1975, 1982; С.Д. Павлов, 1983; Р.П. Павлова, 2000 и другие). Нападение кровососущих мошек на животных, в особенности на молодняк крупного рогатого скота, вызывает у них острое токсико-аллергическое заболевание — симулиидотоксикоз. Однако изучению симулиидотоксикоза на территории исследуемого региона не уделялось должного внимания. Кроме того, кровососущие двукрылые насекомые являются биологическими переносчиками возбудителей инвазионных заболеваний животных.
До настоящего времени важной проблемой является изыскание эффективных средств лечения симулиидотоксикозов и защиты животных от кровососов. Количество их (Ф.И. Василевич, 1986; И.А. Закамырдин, 1987 и др.) из года в год возрастает, а проблема защиты животных остается до конца не разрешенной.
Из мероприятий против гнуса наиболее радикальными считаются экологические, осуществляемые путем ограничения и ликвидации биотопов выплода и обитания насекомых проведением мелиорации, освоением территорий под посевы и культурные пастбища, а также регулированием гидрорежимов оросительных систем и проточных водоемов. Однако практическое использование таких мероприятий на обширных территориях Нечерноземной зоны остается проблематичным. До последнего времени нет достаточно четкого биоэкологического обоснования сроков, кратности применения репеллентов и инсектицидов в изменяющихся экологических условиях Нечерноземной зоны РФ.
Вышеизложенное и обусловило актуальность избранной темы.
Цель и задачи исследований. Целью данной работы явилось биоэкологическое обоснование и разработка мероприятий против кровососущих двукрылых насекомых в животноводстве центрального района Нечерноземной зоны РФ. В связи с этим мы поставили перед собой решение следующих задач:
провести ревизию фауны кровососущих двукрылых насекомых семейств Culicidae, Simuliidae, Tabanidae в экосистемах центрального района Нечерноземной зоны РФ;
выявить тенденции изменения видового состава и соотношения экологических ассоциаций видов кровососущих двукрылых насекомых в биоценозах, подверженных различной степени антропогенного преобразования;
выявить закономерности изменения сезонной и суточной динамики численности кровососущих двукрылых насекомых под влиянием антропогенного преобразования экосистем Нечерноземной зоны;
определить видовой состав и особенности экологии комаров и мошек — биологических переносчиков возбудителей дирофиляриоза, сетариоза и онхоцеркоза в центральном районе Нечерноземной зоны РФ;
провести поиск эффективных способов лечения больного симулиидотоксикозом крупного рогатого скота;
разработать интегрированную систему мероприятий по защите животных от нападения кровососущих двукрылых на пастбищах центрального района Нечерноземной зоны РФ.
Научная новизна. В результате исследований видового состава компонентов гнуса в естественных, агро- и урбаноэкосистемах центрального района Нечернозёмной зоны РФ установлено, что в естественных экосистемах фауна кровососущих двукрылых отличается наибольшим видовым разнообразием. В фауне региона зарегистрированы 23 вида кровососущих комаров, 15 видов кровососущих мошек, 29 видов слепней. Установлено, что в биотопах, подверженных антропогенному воздействию, видовой состав кровососущих двукрылых менее разнообразен. Биоразнообразие фауны кровососущих двукрылых в агроценозах снижается пропорционально увеличению антропогенного воздействия. Установлено, что наиболее резкие изменения в видовом составе и структуре фауны кровососущих двукрылых насекомых характерны для биотопов, подвергшихся значительному антропогенному воздействию вследствие урбанизации при снижении мозаичности или отсутствии окультуривания ландшафтов. Эти изменения выражаются в снижении видового разнообразия обитающих на территории населённых пунктов кровососущих комаров, мошек, слепней. Сокращение видового разнообразия кровососущих членистоногих изучаемых таксономических групп в агроценозах не сопровождается уменьшением их общей численности. При сокращении числа видов этих кровососов освоение более разнообразных биотопов сохранившимися видами способствует поддержанию их численности на стабильно высоком уровне.
Результаты анализа динамики структуры фауны кровососущих двукрылых насекомых в биоценозах с различным уровнем антропогенного преобразования показали, что одним из путей адаптации паразитарной системы гнуса к антропогенному снижению видового разнообразия являются увеличение численности адаптировавшихся видов и, как следствие, смена видов доминантов в целом в регионах. Смена видов доминантов в ассоциациях кровососущих двукрылых в агроценозах и урбаноценозах под влиянием антропогенного «стресса» на фоне общей тенденции потепления климата приводит к сокращению доли таёжных видов в структуре фауны и увеличению доли лесостепных видов — биологических переносчиков возбудителей инвазионных болезней человека и животных, что в свою очередь влечёт увеличение эпидемиологической и эпизоотологической напряжённости в регионе.
Разработан и предложен ветеринарной практике способ лечения молодняка крупного рогатого скота при симулиидотоксикозе.
На основании полученных данных по фауне и экологии комаров, мошек, слепней разработана и предложена ветеринарной практике научно обоснованная система мероприятий по защите животных от нападения кровососущих двукрылых.
По результатам исследований поданы две заявки на патент в ФГУ «Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (ФИПС)».
Практическая значимость. Предложен ветеринарной практике способ лечения симулиидотоксикоза у молодняка крупного рогатого скота. Научные разработки автора вошли в следующие нормативные документы:
1. «Основные направления профилактики паразитарных и ассоциативных болезней животных в хозяйствах Ивановской области» (утверждены правительством Ивановской области, 12 марта 2001 года, г. Иваново).
2. «Методические положения по профилактике симулиидотоксикозов животных в центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации» (одобрены секцией «Инвазионные болезни животных» РАСХН 19 мая 2011 года).
3. «Методическое положение по защите сельскохозяйственных животных от гнуса в центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации» (одобрены секцией «Инвазионные болезни животных» РАСХН 19 мая 2011 года).
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и одобрены на: научных конференциях ФГОУ ВПО «Ивановская ГСХА имени академика Д.К. Беляева» (2001, 2002, 2004, 2005, 2007, 2009, 2010, 2011, 2012), ФГОУ ВПО «Костромская ГСХА» (2004, 2005, 2006, 2008), международной научно-практической конференции Ивановского государственного университета «Научно-исследовательская деятельность в классическом университете: теория, методология и практика» (Иваново, 2001), международной научной конференции «Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями» (М., 1999, 2002, 2003,2004, 2006, 2008, 2010, 2011, 2012)
Основные положения, выносимые на защиту:
- состав и структура фауны кровососущих двукрылых насекомых семейств Culicidae, Simuliidae, Tabanidae в экосистемах центрального района Нечерноземной зоны РФ;
- динамика изменения видового состава и соотношения экологических ассоциаций видов кровососущих двукрылых насекомых в биоценозах, подверженных различной степени антропогенного преобразования;
- закономерности изменения сезонной и суточной динамики численности кровососущих двукрылых насекомых под влиянием антропогенного преобразования экосистем Нечерноземной зоны;
- видовой состав и особенности экологии комаров и мошек — биологических переносчиков возбудителей дирофиляриоза, сетариоза и онхоцеркоза млекопитающих в центральном районе Нечерноземной зоны РФ;
- способ лечения крупного рогатого скота при симулиидотоксикозе;
- интегрированная система мероприятий по защите животных от нападения кровососущих двукрылых насекомых на пастбищах центрального района Нечерноземной зоны РФ.
