Тип ветровального почвенного комплекса (тип ВПК) объединяет вывалы, имеющие сходную морфологию и одинаково изменяющиеся во времени. Различное строение ВПК в первую очередь связано с особенностями биогеоценотических условий.
Эти же условия определяют изменение свойств ВПК во времени, поскольку характер и продолжительность трансформации бугров и западин обусловлены принадлежностью ВПК определенному географическому региону, а также размером и формой собственно ветровальных нарушений.
Различные типы ВПК образуются поэтому в принципиально различных местообитаниях.
Нами исследовано четыре типа ветровальных почвенных комплексов. Первые два типа ВПК характерны для равнинных условий. Третий тип занимает промежуточное положение между ВПК равнин и гор. По почвенным условиям (высокой каменистости почвы) он тяготеет к горным ВПК, а расположение вывалов на пологих склонах создает равнинные условия для формирования ВПК. Четвертый тип ВПК имеет все черты горного развития вывалов.
К ВПК первого типа отнесены вывалы ели на почвах с элювиально-иллювиальным резко дифференцированным профилем в равнинных условиях на умеренно дренируемых территориях. При вывале затрагивается верхняя элювиальная часть почвенного профиля. Линия отрыва почвенного кома проходит в толще подзолистого горизонта. Выворачиваемые пласты почвы отличаются большой площадью и малой толщиной, которая не превышает обычно 30 см. Западины обширные, плоские, с ровным дном. Дно западин сложено материалом подзолистого горизонта. В западинах застаивается вода, может происходить оторфовывание с разрастанием мхов: политрихума и сфагнума. Осыпание почвы с корней сопровождается незначительным засыпанием западины у основания кома. При этом с внешней стороны ветровального пласта (с той стороны, где расположен ствол) накапливается материал лесной подстилки и в меньшей степени материал гумусовых горизонтов. С внутренней стороны (со стороны, обращенной к западине) осыпается главным образом материал минеральных почвенных горизонтов, преимущественно горизонтов А2, A1A2 и частично А1. Благодаря этому сформированный ветровальный бугор первого типа состоит из двух различных по составу частей: «органической» части, расположенной с внешней стороны бугра, содержащей повышенное количество органического вещества, и «минеральной» части, слагающей внутреннюю сторону бугра и сравнительно бедной органическими остатками. Расположение древесных корней и комлевой Части ствола во внешней стороне бугра усиливает эту дифференцированность. Диагностическими признаками ВПК первого типа можно считать: 1) формирование обширных плоских (блюдцеобразных) западин малой глубины; 2) локализация ветровального бугра у самого края западины; отсутствие засыпания западин материалом с почвенного кома; 3) дифференциация бугра на две части с различным содержанием органического вещества.
ВПК первого типа изучались в ельниках Центрально-лесного государственного заповедника (ЦЛГЗ) — Калининская обл. Территория заповедника представляет собой слабоволнистую равнину с абсолютными отметками 200—280 м, расположенную в краевой зоне валдайского оледенения. На большей части территории морена залегает на глубине 1—2 м, выступая иногда на поверхность. Почвообразующие породы представлены сложным сочетанием моренных, надморенных и межморенных отложений, различных по механическому и литологическому составу. Как правило, почвообразующие породы двух — и трехчленные. Уровень грунтовых вод расположен близко от дневной поверхности, сильно колеблется в зависимости от погодных условий и характера рельефа. В почвенном покрове преобладают дерново-подзолистые и подзолистые почвы, встречаются подзолы. К особенностям дерново-подзолистых почв заповедника можно отнести слабое развитие гумусового горизонта. Широко распространены почвы с палевым или желтоватым цветом подзолистого горизонта. Степень и глубина оподзоливания повсеместно высокая.
На территории заповедника господствуют еловые леса из ели европейской (Picea abies) южнотаежной структуры. Дифференциация еловых лесов на различные типы биогеоценозов определяется перераспределением влаги и веществ по элементам мезорельефа, скоростью оттока верховодки из почвенного профиля и продолжительностью стояния избыточной переувлажненной почвы. Наши исследования проводились в четырех ассоциациях разновозрастных ельников: липняковом (кв. 93), кисличном (кв. 80), черничном (кв. 29, Северное лесничество), чернично-сфагновом (кв. 94). Кроме того, изучен участок массового ветровала в типе ельник-кисличник (кв. 80) и 90-летний ельник березовый кислично-костяничный на месте массового ветровала (кв. 92).
ВПК второго типа формируются при вывале елей и других пород на почвах с элювиально-иллювиальным слабо — и среднедифференцированным профилем в равнинных условиях на хорошо дренированной территории. Этот тип ВПК широко распространен на среднедерново-, средне — и слабоподзолистых почвах на покровных суглинках. Отсутствие резких скачков в содержании ила и в плотности почвы, благоприятные гидрологические условия способствуют развитию якорных корней в корневых системах елей. При вывале корни второго порядка захватывают материал горизонтов А2В и В1. В результате на дне западин формируются четко выраженные углубления — «колодцы» глубиной до 30—50 см. В западинах вскрываются иллювиальные горизонты почвенного профиля, материал этих горизонтов попадает в состав минеральной части ветровальных бугров. Толщина вывернутого пласта почвы обычно неравномерная, на якорных корнях образуются выступы налипшей почвы. При осыпании почвенного кома часть западины заполняется материалом иллювиальных почвенных горизонтов. Ветровальный бугор второго типа, как и первого, имеет четко выраженное деление на органическую и минеральную части бугра.
Особенностью ВПК Второго типа является сочетание почвы подзолистого типа и глубокого распространения корней ветровального дерева. Подобные ВПК образуются в тех случаях, когда корневая система достаточно глубока, чтобы при вывале захватить плотный материал иллювиальных горизонтов. В связи с этим ВПК второго типа нельзя рассматривать как принадлежность исключительно слабоподзолистых почв. Такие же ВПК (в пределах типа) могут формироваться на дерново-сильноподзолистых почвах при вывале крупномерных берез, осин и других пород с относительно глубокой корневой системой.
Диагностическими признаками ВПК второго типа являются: 1) формирование относительно малых по площади ветровальных западин с неровным дном, содержащим 1—3 «колодца» глубиной до 30—50 см; 2) частичное заполнение западины при осыпании почвенного кома; 3) двучленное строение бугра по содержанию органического вещества.
ВПК второго типа исследовались на примере вывалов ели и березы в ельниках Малинского лесничества Московской обл. Дополнительно были исследованы отдельные вывалы березы в ненормально-бореальных ельниках Центрально-лесного заповедника на дерново-сильноподзолистых почвах. Малинское лесничество находится в 50—60 км к югу от Москвы, на водоразделе рек Пахры и Десны. Водораздел представляет собой слабоволнистую моренную равнину с абсолютными высотами от 140—160 до 180—200 м над уровнем моря. Наличие склонов обеспечивает достаточно хорошую дренированность территории.
Почвообразующей породой на водоразделе является маломощный слой безвалунных покровных суглинков (до 60—80 см), перекрывающих валунные суглинки Московской морены.
Лесничество находится в зоне влажного климата с теплым летом и умеренно холодной зимой с устойчивым снежным покровом. Почвы дерново-подзолистые различной степени оподзоленности и гумусированности на покровных суглинках. Территория лесничества относится к Голицынско-Кубинскому подрайону подзоны елово-широколиственных лесов. Зональным типом являются широколиственно-еловые леса, представленные ксеромезофитной группой сложных ельников с доминированием осоки волосистой (Сагех pilosa) в травяном покрове.
На территории Малинского стационара изучены основные типы лесов. Большинство изученных ельников 85—90 лет, I—II класса бонитета. Ель первого поколения начала выпадать из древостоя в течение последних 10 лет. Вываливаются деревья диаметром 14—26 см, спелые, поврежденные энтомовредителями и грибами.
ВПК третьего типа формируются в горных условиях на сильнокаменистых маломощных суглинистых почвах. Они приурочены к хорошо дренируемым территориям на плоских вершинах или на пологих склонах. Особенности ВПК продиктованы почвенно-грунтовыми условиями. Высокое содержание ила в составе почвенного мелкозема повышает внутрипочвенное сцепление. Отсутствие близкого водоупора способствует развитию у елей якорных корней второго порядка. Совместное влияние этих факторов в случае ветровала приводит к образованию почвенного кома большой мощности (до 70—90 см) и глубоких ветровальных западин. Корни ветровального дерева захватывают подстилку, гумусовый горизонт, переходный к породе горизонт и каменистый материал. В западинах обнажается сильнокаменистый горизонт ВС. Склоны западины покатые, с максимальной глубиной у основания кома. Форма западин способствует механической аккумуляции материала на ее дне. В первую очередь осыпаются крупномерные камни с подошвы почвенного кома. На дне западины они скапливаются вместе с валунами нижних почвенных горизонтов, вскрытых при вывале. В результате каменистость почвы в западине резко увеличивается. Повышенное содержание крупномерных камней (валунов) в верхней части почвенного профиля — диагностический признак ветровальных западин третьего типа.
Почвенный ком, осыпаясь, образует бугор с широким основанием. При этом западина частично заполняется минеральным мелкоземом. В толще бугра, как и в ВПК первых двух типов, легко выделяются органическая и минеральная зоны с различным содержанием органического вещества. Со стороны противоположной западине, концентрируется древесина ствола и корней, горизонты А0, А1. Со стороны западины образуется минеральная часть бугра, состоящая из смеси горизонтов A1B и ВС.
Диагностическими признаками ВПК третьего типа являются: 1) глубокие западины с крутыми склонами; 2) частичное заполнение западины при осыпании почвенного кома; 3) повышенное содержание камней в верхних горизонтах почвенного профиля западины; 4) дифференциация бугра на внешнюю органическую и внутреннюю минеральную части.
ВПК третьего типа изучались в пихто-ельниках Среднего Урала на территории Висимского государственного заповедника (Свердловская обл.). Заповедник включает как территории, хозяйственно освоенные до момента образования заповедника, так и нетронутые участки первобытных коренных горных темнохвойных лесов. Эти уникальные леса относят к южнотаежному массиву лесов из семейств формации смешанных темнохвойных лесов. Древостой образованы сложным сочетанием поколений разного возраста темнохвойных пород: ели сибирской (Picea obovata), ели европейской и их гибридов, пихты сибирской (Abies sibirica), сосны сибирской (Pinus sibirica) при участии березы повислой (Betula pendula), липы сердцевидной (Tilia cordata), осины (Populus tremula), рябины (Sorbus aucuparia).
Наши исследования проводились в пихто-ельнике липняковом на пологой вершине горы Липовый Сутук (кв. 85, 83). Древостой образован елью и пихтой. В первом ярусе преобладает ель, во втором — пихта. У ели и пихты развивается хороший подрост. В ветровальных окнах характерно присутствие зарослей липы высотой 16—17 м.
Почвы бурые горно-лесные неглубокосильнокамепистые тяжелосуглинистые на интрузиях габброидов. Почвенный профиль имеет следующее строение: А0—А1—АВ—ВС—С, слабодифференцирован, среднемощный (50—70 см). Морфологические признаки оподзоливания отсутствуют. Почвы хорошо дренированы, преобладают внутрипочвенный и боковой стоки.
ВПК четвертого типа формируются в условиях выраженного горного рельефа на щебнистых тяжелосуглинистых мощных и среднемощных почвах, имеющих слабодифференцированный профиль метаморфического типа. Вывал деревьев осуществляется вниз по склону. Ветровальный почвенный ком с большим количеством щебня располагается перпендикулярно склону и под тупым углом к горизонтали. Благодаря этому при осыпании кома материал нижних горизонтов разгружается не только со стороны, обращенной к западине, но и на вершине бугра и частично со стороны ствола (на внешней стороне бугра). Происходит почти полное переворачивание пласта, что вызывает характерную для данного типа ВПК инверсию почвенных свойств на вершине бугра. Так, в профиле бугров четвертого типа существует два максимума щебнистости: на поверхности бугра и в нижних горизонтах погребенного под бугром ненарушенного профиля.
На крутых склонах вывернутый корнями материал располагается ниже по склону, чем соответствующая западина. Нередко боковой перенос материала составляет несколько метров. Внутренняя сторона старых ветровальных бугров может принимать горизонтальное положение, формируя микротеррасированность склонов. Терраски размером 1—3 м — характерная форма микрорельефа на горных склонах.
Ветровальные западины четвертого типа имеют циркообразную форму, отличаются четкими краями, покатыми склонами, большой глубиной (до 70—90 см). В западинах накапливается опад и другие органические остатки. Большую роль в этом играет перенос материала с вышерасположенных участков склона. Заполнение западины материалом почвенного кома выражено слабо. Чем круче склон, тем меньшая часть кома попадает при осыпании в западину.
Диагностическими признаками ВПК четвертого типа являются: 1) формирование глубоких циркообразных западин с толстым слоем органических остатков; 2) осыпание почвенного кома за пределами западины; 3) ветровальное террасирование склона; 4) инверсия щебнистости на вершине ветровального бугра.
Изучение ВПК четвертого типа проводилось в лесном высотном поясе Украинских Карпат на территории Карпатского государственного заповедника в Говерлянском, Черногорском и Угольском лесничествах. В геоморфологическом отношении изученные территории относятся к району со средневысотным нагорным рельефом Полонинского хребта (Угольское лесничество) и к району скалистых гряд (Черногорское и Говерлянское лесничества). Основная подстилающая порода — карпатский флиш. Почвенный покров представлен буроземами, сформировавшимися на элюво-делювии флиша и известняков. Большая часть почв принадлежит к группе темно — и светло-бурых слабооподзоленных горно-лесных почв. В Угольском лесничестве исследовали вывалы бука в прекрасно сохранившихся лесах из бука европейского (Fagus sylvatica). В Черногорском лесничестве исследования проводились в девственных смешанных лесах из бука, ели (Picea abies) и пихты белой (Abies alba). Эти участки практически не подвергались хозяйственному использованию. На северо-восточном макросклоне (гора Пожижевская) в Говерлянском лесничестве были изучены вывалы в наиболее ценных чистых ельниках приполонинной части лесного высотного пояса.