Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Тяжелые металлы в окружающей среде (обзор литературы) 10
1.1. Источники и пути поступления тяжелых металлов в окружающую среду 10
1.2. Тяжелые металлы в атмосферном воздухе 17
1.3. Тяжелые металлы в почвах 22
1.4. Тяжелые металлы в растениях 28
1.4.1. Накопление тяжелых металлов растениями в зависимости от их физиологических и систематических особенностей 28
1.4.2. Механизмы поглощения тяжелых металлов растениями 33
1.4.3. Физиологические барьеры поглощения растениями металлов... 36
1.5. Биологическая роль и токсичность свинца, цинка, никеля и кадмия.. 38
1.6. Биоиндикация - метод определения степени загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами 55
ГЛАВА 2. РАЙОН РАБОТ. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 59
2.1. Природные условия Биробиджана 59
2.1.1. Географическое положение Биробиджана 59
2.1.2. Климатические условия Биробиджана 61
2.1.3. Характеристика почв ЕАО и г.Биробиджана. 64
2.2. Материалы и методы 66
2.2.1. Объекты исследования 66
2.2.2. Отбор проб почв, снега, растений 70
2.2.3. Подготовка проб и их анализ на содержание металлов 72
2.2.4. Методы, использованные для получения данных и их обработки 74
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 76
3.1. Источники поступления тяжелых металлов в окружающую среду города Биробиджана. 76
3.2. Содержание свинца, цинка, никеля и кадмия в компонентах природной среды Биробиджана 83
3.2.1. Металлы в почвах города 83
3.2.2. Металлы в снежном покрове 87
3.2.3. Металлы в одуванчике лекарственном (Taraxacum officinale)... 92
3.3. Анализ способности одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale) к накоплению тяжелых металлов 99
3.4. Накопление металлов разными видами одуванчиков 110
3.5. Биогеохимическая оценка состояния придорожных зон городов Дальнего Востока: Биробиджана, Хабаровска, Уссурийска и Владивостока по содержанию тяжелых металлов в одуванчиках 112
ВЫВОДЫ 118
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 120
ПРИЛОЖЕНИЕ
- Источники и пути поступления тяжелых металлов в окружающую среду
- Накопление тяжелых металлов растениями в зависимости от их физиологических и систематических особенностей
- Климатические условия Биробиджана
Введение к работе
Проблема загрязнения городской среды тяжелыми металлами продолжает оставаться актуальной в связи с расширением их потребления и ростом числа источников поступления. Долгое время в России и за рубежом важнейшими загрязнителями окружающей среды считались пыль, угарный и углекислый газы, окислы серы, азота, нефтяные углеводороды, пестициды, радиоактивные вещества. Несмотря на это тяжелые металлы всегда оставались ведущей группой загрязняющих веществ, которые представляли научный и практический интерес для оценки экологического состояния загрязненных территорий, так как работа промышленных предприятий и автотранспорта связана с выбросом в атмосферу огромных количеств токсичных веществ, в том числе и тяжелых металлов (Добровольский, 1983; Ковда, 1985; Алексеев, 1987; Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Ильин, 1991; Скурлатов и др., 1994; Протасов, Молчанов, 1995, и др.).
Интенсивность загрязнения среды тяжелыми металлами увеличивается в районах с высокой плотностью населения, где развита промышленность и производственная инфраструктура. Город Биробиджан не относится к числу таких больших городов Дальнего Востока, как Владивосток, Хабаровск, Благовещенск, Комсомольск-на-Амуре, имеет относительно малую численность населения, высокую степень озеленения, однако в 1995,1996 тт. он входил в число 45 городов Российской Федерации с высоким уровнем загрязнения атмосферы (Обзор загрязнения..., 1996; Протасов, 2000). Значительный вклад в загрязнение атмосферного воздуха города Биробиджана, как и в большинстве городов Сибири и Дальнего Востока, вносит ТЭЦ, работающая на высокозольном буром угле, и автомобильный транспорт. По данным государственной инспекции безопасности дорожного движения (ГИБДД) Биробиджана, на 1 января 2005 г. автопарк города составлял 25342 единицы автотранспорта, при численности населения 77,7 тыс. человек. Кроме собственных машин, как легковых, так и грузовых, Биробиджан пропускает через себя поток транзитных автомобилей,
4 перегоняемых из Владивостока по трассе федерального значения Хабаровск -Чита, идущей через столицу Еврейской автономной области (ЕАО). Вклад автотранспорта в суммарное загрязнение атмосферы ЕАО составляет 40,2%, в Биробиджане же он достигает 54% (Доклад о состоянии..., 2003).
В последние годы в ЕАО, как и во всей стране, возросла заболеваемость детского населения болезнями, обусловленными ухудшением состояния окружающей среды. Заболеваемость детей болезнями органов дыхания, по данным Центра государственного санитарно-эпидемиологического надзора (ЦГСЭН) ЕАО, с 1997 по 2003 гг. увеличилась на 50% (Клинская, 2001; Государственный доклад..., 2004). Причиной ухудшения здоровья является загрязнение среды, в первую очередь атмосферного воздуха, различными поллютантами, в том числе и тяжелыми металлами.
Загрязнение окружающей среды в г. Биробиджане тяжелыми металлами практически не изучено. Наблюдения проводятся за основными примесями: пылью, сернистым ангидридом, диоксидом азота по неполной программе на двух стационарных постах: Гидрометеобюро и ЦГСЭН ЕАО (Доклад о состоянии..., 2003; Государственный доклад..., 2004).
При решении экологических проблем, связанных с загрязнением среды, широко используется метод биоиндикации (Христофорова, 1989; Виноградов, 1993). Он применяется для оценки состояния среды, как в фоновых, так и импактных условиях. При этом адекватными биоиндикаторами качества среды, которые реагируют на все ее изменения, признаны растительные организмы. С их помощью можно проводить не только качественную, но и количественную оценку происходящих в экосистемах процессов. В связи с этим одним из объектов нашего исследования явился одуванчик лекарственный. На территории города произрастают и другие виды одуванчиков. Выбор был сделан не случайно, так как одуванчик лекарственный широко распространен, устойчив к загрязнению атмосферы, удобен при идентификации, адекватно реагирует на
5 ** изменения состояния среды, (Шихова, 1997; Соболева, Ковековдова, 2003;
Борисенко, Старикова, 2004).
Для исследования были выбраны четыре металла: Pb, Cd, Ni и Zn. Свинец, как часто контролируемый элемент, главным источником поступления которого в окружающую среду многие годы был и еще продолжает оставаться автотранспорт. Кадмий и никель, как элементы, свидетельствующие об общем техногенном прессе. Цинк, как металл, указывающий в целом на уровень антропогенно - техногенного воздействия на среду.
Таким образом, в меняющихся условиях антропогенного пресса важна оценка качества городской среды в пространстве и во времени и прогнозирование изменения экологической ситуации в городе и области.
Цель исследования: изучить содержание и закономерности распределения тяжелых металлов (Pb, Zn, Ni, Cd) в снежном покрове, почвах и растениях г. Биробиджана для оценки уровня загрязнения его среды. ц- Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
Выявить основные источники поступления свинца, цинка, никеля и кадмия в окружающую среду г. Биробиджана.
Определить уровни содержания и закономерности распределения тяжелых металлов в почвах г. Биробиджана.
Изучить количественное распределение металлов в снежном покрове в районах города с разной техногенной нагрузкой.
Установить концентрации Pb, Zn, Ni и Cd в листьях и корнях одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale) в зависимости от условий произрастания. Изучить Т. officinale как аккумулирующий организм-индикатор.
5. Выявить способности растений трех видов рода Taraxacum к Ф накоплению свинца, цинка, никеля и кадмия. Сравнить загрязнение окружающей среды Pb, Zn, Ni и Cd в Биробиджане с другими городами Дальнего Востока по содержанию металлов в одуванчиках.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Впервые определены концентрации свинца, цинка, никеля и кадмия в придорожных почвах, снеге и растениях одуванчиков г. Биробиджана. На основании выявленных диапазонов содержания металлов в почве, снеге и растениях установлены фоновые концентрации этих элементов в среде и организмах для г. Биробиджана и показано, что среднее содержание ни одного из металлов в почвах не превышает ПДК.
На основании моделей, характеризующих распределение металлов в листовой и корневой частях одуванчика (Т. officinale), коэффициентов биологического поглощения тяжелых металлов и коэффициентов корреляции между содержанием элементов в почве и листьях, а также в почве и корнях оценены возможности одуванчика как биоиндикатора: показано, что листовые пластины одуванчика лучше использовать для мониторинга загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха РЬ и Cd; для оценки загрязнения среды цинком можно использовать как надземную, так и подземную его части или растение целиком.
Практическая значимость и реализация выводов и рекомендаций:
Установлены современные уровни содержания свинца, цинка, никеля и кадмия в почвах и снеге г. Биробиджана. Выбран организм-индикатор (Т. officinale), позволяющий оценить изменение химико-экологической ситуации (загрязнение свинцом, цинком и кадмием) во времени и пространстве. Модели, характеризующие распределение металлов в листовой и корневой частях растения, а также данные по накоплению их разными видами одуванчиков, могут быть использованы при подходе к выбору растительных организмов в качестве индикаторов. Составленные карты-схемы распределения свинца, цинка, никеля и кадмия на территории города могут быть стартовыми для дальнейшего мониторинга содержания тяжелых металлов в компонентах природной среды г. Биробиджана.
Материалы диссертации включены в курс лекций по прикладной экологии, экологической токсикологии, а также в лабораторные работы на Большом практикуме для студентов специальности 013100 - экология Дальневосточной государственной социально - гуманитарной академии (ДВГСГА, г. Биробиджан).
Защищаемые положения
Одуванчик лекарственный является адекватным «отражателем» качества среды: его листовые части можно использовать для оценки загрязнения приземного слоя атмосферы РЬ и Cd; корни - для мониторинга загрязнения почв Cd; надземную, подземную части или растение целиком — для оценки загрязнения среды цинком.
Анализ содержания Pb, Zn, Ni и Cd в почве, снежном покрове и одуванчиках придорожных зон на всей территории города позволяет утверждать, что наиболее загрязненными являются центральные районы города (ж/д вокзал, вещевой и продуктовый рынки, центральная гостиница города, транспортная развязка на ул. Димитрова), район, расположенный вокруг ТЭЦ, пос. Сопка - место многолетней дислокации танковых частей. Наименее загрязнены тяжелыми металлами такие районы, как поселки Тукалевский, Лукашово, Биробиджан-2. Однако - Биробиджан, по сравнению с такими городами как Хабаровск, Уссурийск, Владивосток имеет невысокий уровень загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами (не достигающий даже по содержанию главного элемента-загрязнителя - РЬ в растениях фитотоксичного уровня).
Апробация работы
Результаты исследований были представлены на следующих международных симпозиумах: «Человеческое измерение в региональном развитии» (Биробиджан, 2000); «Современные проблемы геохимической экологии болезней» (Чебоксары, 2001); «Проблемы устойчивого развития регионов в XXI веке» (Биробиджан, ИКАРП ДВО РАН, 2002); на научно-практических конференциях: «Образование, наука, окружающая среда: в
8 аспекте Дальнего Востока России (Биробиджан, 1999); «Содержательный и процессуальный аспекты образования» (Биробиджан, 2001); «Коррекционно -развивающее обучение. Проблемы. Опыт. Пути решения» (Биробиджан, 2001); «Интеграция науки и образования - основа развития и возрождения национально - регионального менталитета» (Биробиджан, 2004); на V международной биогеохимической школе «Актуальные проблемы геохимической экологии» (Семипалатинск, 2005); на первом и втором областном смотре-конкурсе научных работ молодых ученых и аспирантов высших учебных заведений и учреждений науки ЕАО (Биробиджан 2004, 2005), а также на семинарах кафедры экологии и природопользования Биробиджанского государственного педагогического института (ныне Дальневосточная государственная социально - гуманитарная академия, ДВГСГА) и Дальневосточного государственного университета.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (282 источника, в том числе 66 иностранных) и 4 приложений. Диссертация изложена на 154 стр., иллюстрирована 29 рисунками и 24 таблицами.
Автор выражает глубокую признательность за помощь, оказанную в подготовке и анализе проб, дружественную критику, заинтересованное отношение к работе сотруднице ФГУП ТИНРО-Центра к.б.н., с.н.с. Л.Т, Ковековдовой; сотрудникам ТИГ ДВО РАН: к.б.н. Е.Н. Черновой, к.б.н. И.И. Кондратьеву, инженеру-химику А.М. Плотниковой, инженерам-аналитикам Г.А. Власовой и Т.Л. Примак; профессору кафедры высшей математики ДВГСГА д.п.н. Б.Е. Фишману; доценту кафедры экологии и природопользования ДВГСГА к.х.н. В.Ю. Полякову; сотруднице ИКАРП ДВО РАН К.6.Н. Е.А. Григорьевой; сотруднице ЦГСЭН ЕАО Е.С. Мироненко.
Особую благодарность автор выражает научному руководителю Н.К. Христофоровой, д.б.н., профессору, заслуженному деятелю науки РФ за
9 постановку задачи, критический просмотр рукописи, неизменный интерес к работе, ценные советы, предложения, замечания, практическую помощь на всех этапах работы, а также доброжелательное и внимательное отношение.
Источники и пути поступления тяжелых металлов в окружающую среду
Первичное вместилище тяжелых металлов на планете - верхняя мантия, базальты и граниты (Ковда, 1985), поэтому естественным источником их поступления в окружающую среду являются горные породы, на продуктах выветривания которых сформировался почвенный покров (Ильин, 1991; Богдановский, 1994). В процессе выветривания коренных горных пород тяжелые металлы в значительной мере сохраняются в рыхлых образованиях, изменив форму и место присутствия.
Почвообразующие горные породы разного гранулометрического состава по концентрации тяжелых металлов могут сильно различаться. Песчаные и супесчаные породы содержат небольшое их количество, суглинистые и глинистые - значительное (Ковда, 1985; Ильин, 1991). Из почвообразующих пород тяжелые металлы переходят в почвы в соответствии с закономерностями миграции и аккумуляции их в различных геохимических ландшафтах (Ландшафтно-геохимические основы..., 1989).
Естественные источники загрязнения бывают либо распределенными, например, выпадение космической и метеоритной пыли; либо кратковременными стихийными, например, лесные и степные пожары. извержение вулканов (Ковда, 1985). Загрязнение атмосферы от естественных источников является фоновым и мало изменяется с течением времени. Зоны с высокими концентрациями загрязняющих веществ возникают в местах активной жизнедеятельности человека.
Антропогенное (искусственное) загрязнение отличается многообразием видов и многочисленностью источников. Если в начале XX в. в промышленности применялось 19 химических элементов, то в середине века промышленное производство стало использовать около 50 элементов, а после 70-х годов - большую часть элементов таблицы Менделеева. Это существенно сказалось на составе промышленных выбросов и привело к качественно новому загрязнению атмосферы, в частности, аэрозолями тяжелых и редких металлов (Протасов, 2000).
Источниками антропогенного загрязнения атмосферы являются различные промышленные предприятия, в частности теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух большое количество поллютантов; металлургические предприятия, особенно предприятия цветной металлургии; химические и цементные заводы.
Согласно Э.Н. Левиной (1996), металлургические предприятия ежегодно выбрасывают в окружающую среду более 150 тыс. тонн меди, 120 тыс. тонн цинка, около 90 тыс. тонн свинца, 12 тыс. тонн никеля, 1,5 тыс. тонн молибдена, около 800 тонн кобальта и около 30 тонн ртути. Отходы машиностроительных и химических производств содержат до 1 г/кг свинца, до 3 г/кг меди, до 10 г/кг хрома и железа, до 10 г/кг марганца и никеля. В итоге выбросы промышленных предприятий создают предпосылки для поступления тяжелых металлов в почву, растения и животных. Например, из тонны пыли, выбрасываемой в атмосферу при плавке медных руд, можно извлечь до 100 кг меди и немногим меньше свинца и цинка (Добровольский, 1983).
Машиностроительные заводы в составе взвешенных твердых частиц наряду с пылью, содержащей до 50% свободной двуокиси кремния (литейные цеха), сажей (кузнечные цеха), древесиной (модельные цеха) выбрасывают также свинец (рихтовка кузовов автомашин) (Дударев, Новиков, 1998; Скурлатов и др., 1994; Протасов, Молчанов, 1995).
Добыча и переработка металлов не являются самым мощным источником загрязнения среды. Валовые выбросы от этих предприятий значительно меньше выбросов от предприятий теплоэнергетики. Не металлургическое производство, а именно процесс сжигания каменного угля, горючих сланцев, торфа является главным источником поступления в биосферу многих металлов. Известно, что только один котлоагрегат современной ТЭЦ, работающей на угле, за год выбрасывает в атмосферу в среднем 1 - 14 т паров ртути (Корте и др., 1996; Сиротский и др., 2005).
Величина выброса зависит от количества и качества сжигаемого топлива, его зольности и технологии сжигания. Например, каждая тонна каменного угля содержит в среднем 2 г кадмия (Эйхлер, 1993).
Тяжелые металлы в зависимости от их природы и той ландшафтной обстановки, в которую они попадают, могут либо перерабатываться в ходе природных процессов и не вызывать существенных изменении в природе, либо сохраняться и накапливаться, губительно влияя на все живое (Рэуце и др., 1986). Так, в Румынии вблизи металлургического предприятия в слое почвы 0 - 10 см общее содержание тяжелых металлов составляло (мг/кг): цинка - 790,0, свинца - 552,0, кадмия - 22,6. Исходя из максимально допустимых уровней загрязнения в почве (Zn - 300 мг/кг, РЬ - 100, Cd - 3 мг/кг), цитируемые авторы констатировали, что 20 тыс. га почв, прилегающих к заводу, имеют максимальный уровень загрязнения и 100 тыс. га - высокий уровень.
Накопление тяжелых металлов растениями в зависимости от их физиологических и систематических особенностей
Химический состав растений зависит от состава почв, на которых они произрастают. Однако растения не повторяют его, так как избирательно поглощают необходимые им элементы в соответствии с физиологическими и биохимическими потребностями. Кроме того, растения могут испытывать как дефицит, так и избыток тяжелых металлов (табл. б).
Особенности накопления тяжелых металлов растениями характеризуется следующими показателями: концентрациями элементов, интенсивностью их биологического поглощения, рядами накопления. На значения данных показателей существенное влияние оказывают физиологические факторы - фаза вегетации, изучаемый орган растения, его возраст, а также систематическое положение - семейство, род, вид растения. Различные элементы поглощаются растениями с разной интенсивностью, которая обусловлена их неодинаковым физиологическим значением. Показателем интенсивности поглощения служит коэффициент биологического поглощения Ах, который показывает, во сколько раз содержание элемента в золе определенных организмов больше или меньше, чем в литосфере. А.И. Перельман (1980) выделил пять рядов биологического поглощения химических элементов (табл. 7).
Как видно, среди таких металлов, как Pb, Zn, Ni, Cd, самым подвижным и сильно накопляемым является цинк. Свинец относится к группе слабого и очень слабого захвата, т. е. является гораздо менее подвижным, чем Zn.
Различные части растения отличаются разным уровнем содержания тяжелых металлов. Наиболее высоко содержание металлов в листьях и тонких ветвях, меньше в корнях и в коре, минимальное в древесине (Лазоновская и др., 1998; Клинская, 2004). В некоторых случаях контрастность распределения по органам и тканям растений увеличивается параллельно с возрастанием содержания элемента в окружающей среде. Разница в концентрации металлов в различных частях растений на фоновых участках редко превышает 10 раз, а в условиях биогеохимических аномалий может достигать 100 и более раз (Добровольский, 1998). Неодинаковое содержание тяжелых металлов в различных частях растений может быть обусловлено локальным накоплением элемента в результате его перехода в малоподвижную форму. Концентрация элементов в тех или иных органах различных видов может отличаться. Так, у граба и у клена концентрация молибдена в корне больше, чем в листьях, а у дуба и калины - наоборот (Добровольский, 1998).
Одним из важных условий при поглощении тяжелых металлов растениями являются их синергические и антагонистические отношения в среде роста. Эти отношения являются результатом взаимодействия влияющих факторов: ионных характеристик элементов, концентрации и их соотношений в среде роста, условий самой среды, видовой специфики поглощения и др. Изучению подобных взаимоотношений посвящено достаточно много работ (Брукс, 1982; Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Алексеенко, 2000).
Как правило, антагонистические отношения между парой элементов складываются при условии высоких концентраций одного из них в среде роста. Так, избыточные количества Мп, Zn, Си, Ni, Со снижают поглощение и передвижение Fe. В свою очередь, избыток Fe снижает поглощение перечисленных элементов. Для Zn и Си характерен антагонизм, который проявляется в торможении поглощения одного элемента другим, что может указывать на участие в поглощении обоих элементов одних и тех же носителей. Тормозящее действие на накопление Ni и Cd оказывают Си и Zn. Отмечены также антагонистические взаимодействия Cd с Мп и Ni, что, вероятно, связано с их замещением Cd в процессе поглощения. РЬ ингибирует накопление Си и Мп (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989).
Синергические отношения между элементами, по мнению исследователей, наблюдаются в двух случаях. При токсичных концентрациях элементов в растении синергизм может быть вторичным эффектом повреждения мембран, вызванного несбалансированным соотношением этих элементов. Растение при этом испытывает физиологический стресс и в скором времени погибает (Кабата-Пендиас, 1998).
Во втором случае концентрации элементов в растении считаются допустимыми для его нормальной жизнедеятельности, а положительная корреляционная связь отражает сбалансированное функционирование растительного организма. Подобный факт наблюдается для пары элементов РЬ и Мо (Алексеенко, 2000). Положительная корреляция содержания этих элементов в растении при небольших (фоновых) концентрациях РЬ в среде роста является свидетельством нормальной жизнеспособности организма, . отвечающего на поглощение РЬ усиленным образованием ферментов. (_ -3 a j
Избыточное поступление РЬ нарушает ранее существовавшие закономерные связи, развитие организма угнетается, и количество необходимого растению Мо уменьшается. Начинает отчетливо проявляться отрицательная корреляция между содержанием этих элементов. Подобное взаимоотношение элементов В.А. Алексеенко (2000) объясняет их разным биологическим значением для организма: Мо входит в состав многочисленной группы ферментов энергетического обмена клеток, а РЬ их ингибирует.
За норму содержания тяжелых металлов приняты пределы их концентраций, способствующие осуществлению нормальной регуляции функций у растений. Установлено, что фоновое (нормальное) содержание тяжелых металлов значительно колеблется в растениях разных таксономических групп и в их отдельных органах, а также зависит от условий произрастания и фазы развития (Добровольский, 1983; Алексеев, 1987; Ильин, 1991).
Климатические условия Биробиджана
Биробиджан является административным центром Еврейской автономной области (рис. 3.). Столица ЕАО находится в северо-западной части автономии, ее географические координаты 48 481 с. ш. и 123 551 в. д. Площадь г. Биробиджана 150 км2, население 77,7 тыс. человек. Расстояние от Биробиджана до Москвы - 8361 км, до Хабаровска - 172 км (Рянский, 1992).
Биробиджан расположен в долине р. Бира (рис. 4.). В административном отношении город деления не имеет, но территориально разделен на 3 планировочных района: Северный, Центральный, Заречье. Эти районы разделены между собой железной дорогой и рекой Бира.
В центральном районе находятся основные предприятия, учреждения и организации, жилой фонд города. Город Биробиджан нельзя строго разделить на зоны по видам использования территории: промышленная и селитебная зоны сомкнулись между собой.
Рельеф. Поверхность территории области представлена двумя типами рельефа: горным и равнинным. Горные районы — это южная часть обширной Хингано-Буреинской горной системы, занимающая более 1/3 территории ЕАО. Горный комплекс Малого Хингана на территории области представлен расположенными почти параллельно хребтами северовосточного простирания: Малым Хин ганом, Сутарским, Помпеевским и Щуки-Поктоем. Направление их совпадает с общим направлением основных горных систем Дальнего Востока.
На юге и юго-востоке области простирается Среднеамурская (Амуро-Сунгарийская) аллювиальная низменность. Равнина постепенно понижается от 100—150 м у подножия предгорий Малого Хингана до 50—40 м в пойме Амура. Рельеф области сформировался под влиянием тектонических движений, вулканической деятельности, разрушительных сил воды, ветра, температурных перепадов (Рянский, 1992).
Столица Еврейской автономной области находится на равнине. Территория г. Биробиджана делится рекой Вира на две части: левобережную и правобережную. Рельеф левобережной площади представляет равнину, средняя высота которой около 80 м. Она защищена от паводковых вод дамбой. Рельеф правобережной части имеет два небольших поднятия. Средняя высота правобережной площади колеблется от 75 до 150 метров.
Исследуемый район имеет муссонный тип климата, обусловленный гидротермическими различиями между азиатским континентом и Тихим океаном. Он намного суровее, чем климат территорий, расположенных на тех же широтах в Европейской части России. Зима малоснежная, холодная, но солнечная, лето теплое и влажное. Формирование климата происходит на фоне географической широты, суммарной солнечной радиации (100 ккал на см2 в год) и циркуляции воздушных масс различного происхождения над территорией Дальнего Востока.
На территории города в течение года преобладают западные, юго-западные, северо-западные и северные ветра (19%, 18%, 16%, 15% в год соответственно), мало дует восточных (10%), южных (8%), юго-восточных (5%) ветров (Справочник..., 1967; Петров и др., 2000). На основе двух последних источников нами были составлены среднегодовая роза ветров и розы ветров для зимних и летних месяцев, позволяющие представить смены направлений господствующих ветров в течение года (рис. 4.).
Зимой над материком располагается область высокого давления атмосферы - азиатский антициклон. Для зимнего муссона характерен устойчивый перенос континентального умеренного воздуха с материка на океан, поэтому зимой над территорией города господствуют ветры северозападного и северного направлений, которые приносят из Монголии и Сибири холодный и сухой воздух, определяя тем самым суровую и малоснежную зиму с преобладанием ясной погоды. Зима на территории города имеет продолжительность от 152 до 165 дней. Первые осенние заморозки начинаются 20 сентября - 7 октября. Устойчивый снежный покров обычно образуется в третьей декаде октября. Снежный покров невелик и составляет в среднем 25 см. В водном балансе почвы снежный покров никакой роли не играет, так как сходит задолго до наступления положительных среднесуточных температур. Весенний дефицит влаги, обусловленный преобладанием испарения над осадками, покрывается за счет осенних запасов влаги, которые поступают в корнеобитаемый слой из оттаивающих нижних слоев.
Характерная черта зимнего периода - незначительное колебание среднемесячной температуры в декабре, январе и феврале. Тем не менее, самым холодным месяцем является январь (среднемесячная температура -24,6) (табл. 10). Абсолютный минимум достигает - 49 .
Муссонный тип климата определяет неравномерное распределение осадков по сезонам года (от 644 до 758 мм). На зимний период года приходится всего 10,1% от годового объема осадков. Из-за небольшого снежного покрова и низких температур промерзание почвы достигает 150 -200 см.
