Нарушения почвенного покрова, вызванные ветровалом, рано или поздно стираются. С течением времени на месте вывалов восстанавливается зональная почва с «ненарушенным» профилем.
Регенерация почвы происходит под действием агентов почвообразования, характерных для данного биогеоклиматического района. В то же время при ветровале возникает ряд дополнительных факторов, влияющих на восстановление почвы. Среди них можно выделить факторы исключительно ветровального происхождения и факторы, имеющие большое значение, однако не обладающие строгой специфичностью. К последним относится, в частности, то, что в пределах вывала регенерирующие почвообразовательные процессы накладываются на субстрат, уже измененный почвообразованием. То же происходит при восстановлении «нормального» почвенного профиля на выбросах землеройных животных, в местах морозного пучения (криотурбаций), на участках солифлюкции и пр. При вывале перемешанная почва несет в себе ярко выраженные черты прежних процессов, отражающих жизнь биогеоценоза в «предветровальный» период. В ходе последующей регенерации почвы этот сильно трансформированный материал выступает в роли своеобразной почвообразующей породы. Пользуясь терминологией Л. Г. Раменского, можно сказать, что процесс ветровала сопровождается резким переходом почвенных свойств из разряда ценогенетических в разряд палингенетических, а последующая регенерация почвы представляет собой пример «сосуществования» новообразованных цено — и палингенетических свойств. В зависимости от конкретных условий это может замедлить или ускорить регенерацию почвы.
Л. Г. Раменский различал три генетические категории почвенных признаков: признаки экологические, или ценогенетические, отвечающие современным условиям почвообразования; признаки реликтовые, или палингенетические, отражающие происхождение почвы и историю ее развития (прошлые условия почвообразования), и признаки субстратные (современное название — литогенетиеские), унаследованные почвой от исходной почвообразовательной породы, возникшие до начала почвообразовательных процессов.
Другая существенная особенность восстановления почвы после ветровала, которую также следует отнести к разряду неспецифичных, заключается в том, что в зависимости от масштабов ветровального нарушения меняются биогеоценотические условия восстановления почвы. Рассмотрим ряд: вывал одного или нескольких деревьев — групповой вывал (ветровальное окно) — сплошной ветровал. В случае сплошного ветровала приходится говорить о генерации всего почвенного покрова. Этот процесс растянут не менее чем на сотни лет и включает в себя этапы, соответствующие этапам лесовозобновления. При единичном или групповом вывале происходит локальное восстановление почвы в условиях зрелого лесного биогеоценоза, причем, если выпадает 1—2 дерева, восстановление профиля идет под пологом сохранившейся древесно-кустарниковой растительности. В первом случае восстановление почвенного покрова осуществляется параллельно с возобновлением всего биогеоценоза. Во втором случае восстанавливаются отдельные участки почвы на ненарушенном почвенном фоне в условиях сохранившегося биогеоценоза.
Связь между масштабами ветровала и особенностями почвообразования имеет косвенный характер. Помимо этого, наблюдается прямое влияние размеров ветровальных бугров и западин на характер и скорость регенерации почвы. Чем меньше нарушение, тем быстрее оно зарастает. Например, было подсчитано, что для зарастания травянистой растительностью ветровальных западин площадью 5 м2 требуется приблизительно в 2 раза меньше времени, чем для западин в 15—20 м2.
Специфические особенности почвообразования на вывалах связаны с характером собственно ветровальных педотурбаций. Участки лесной почвы, нарушенной вывалами, — это территория с особыми свойствами. Она выделяется на фоне ненарушенной поверхности в виде четко оконтуренных пятен, в пределах которых каждый почвенный профиль может иметь свою специфику. ВПК отличаются от фона составом и сложением верхних слоев почвенной массы, характеризуются «анормальным» водным, воздушным и тепловым режимом. Растительность ВПК резко отличается от фоновой растительности как по составу, так и по покрытию. Наконец, ВПК составляют особый, специфический ранг лесного биогенного микрорельефа. Все эти особенности ВПК, взаимообусловленные и вызванные к жизни механикой вывала, обычно служат причиной появления в профиле почв вторичных изменений, представляющих собой определенные отклонения от присущего данному биогеоценозу хода почвообразования и почвовосстановления.
В первые годы после вывала дно западины и нижняя часть ее склонов сложены материалом глубоких почвенных горизонтов. На суглинистых почвах различного типа могут вскрываться горизонты А2, А2В, В и ВС. Нередко на дне западины встречаются разрыхленные участки нарушенного сложения. Обычно они приурочены к местам разрыва живых упругих корней. Однако в общем вышедшие на поверхность горизонты сохраняют большую плотность, высокое сопротивление расклиниванию, плохую водопроницаемость. Благодаря этому дно западины по сравнению с окружающей ненарушенной территорией обладает чертами водоупора. Сказанное справедливо и для ВПК первого типа, в западине которых обнажаются нижние слои подзолистого горизонта А2. Слоистая структура этого горизонта и близкое залегание плотного иллювиального горизонта В способствуют резкому уменьшению водопроницаемости.
Исследование методом трубок переменного напора (d = 11 см) показало, что скорость впитывания воды с поверхности недавно образовавшихся западин данного типа в десятки раз меньше, чем с поверхности ненарушенной почвы, лишенной подстилки. Низкая водопроницаемость способствует застою, а форма западин — накоплению атмосферной и почвенной влаги. При осыпании кома ближайшая к нему часть западины оказывается погребенной под слоем разрыхленного материала. В дальнейшем этот участок визуально уже не является западиной, а представляет собой «внутренний», обращенный к западине склон бугра. Сама же западина, несколько сократившись в размерах, сохраняет свои водоупорные свойства.
Помимо продолжительного застоя талой и дождевой воды, в западинах отмечается весеннее скопление снега и льда. Грунт в западине имеет тенденцию к замедленному оттаиванию, характеризуется более низкими температурами, чем окружающие ненарушенные участки и бугры.
Химические свойства субстрата, слагающего дно западины, определяются особенностями выведенного на поверхность почвенного горизонта. Для всех новообразованных западин характерно низкое содержание гумусовых веществ.
Таковы основные черты ветровальных западин с позиций почвообразования. Процесс регенерации почвы в западине осложнен постоянным поступлением в нее дополнительного материала, смытого с бугра и склонов западины. Потоками талых и дождевых вод в западину могут переноситься частицы ила и пыли, мелкие органические остатки, песок, мелкие камни и щебень. Подобный механический перенос наиболее выражен в горных условиях (ВПК третьего и четвертого типа), в наименьшей степени — на равнине в плоских неглубоких западинах (ВПК первого типа). Коротко можно указать следующие особенности почвообразования в ветровальных западинах на суглинистых фоновых почвах: 1) регенерация почвенного профиля на дне ветровальной западины происходит на лишенном гумуса субстрате, обычно имеющем тяжелый механический состав и плотное сложение; 2) благодаря своей форме и свойствам слагающего ее грунта западина имеет тенденцию к более частому и продолжительному переувлажнению и переохлаждению верхних горизонтов по сравнению с окружающей ненарушенной территорией; 3) при восстановлении почвенного профиля в западине заметную роль играет механический перенос материала на ее дно.
Если большая часть западины в первый же год становится ареной накопления опада и поселения растений, то поднятый корнями почвенный ком, еще долгое время, осыпаясь, меняет свою конфигурацию, сложение, плотность.
Для ветровального бугра характерно двучленное внутреннее строение. Минеральная часть бугра обращена к западине. Она сложена перемешанным при осыпании материалом минеральных почвенных горизонтов. Органическая часть расположена со стороны ствола. Значительную ее долю составляют остатки древесных корней и комлевая часть ствола, погребенная при осыпании почвы. Сюда же входит осыпавшаяся с кома лесная подстилка и основная масса гумусового горизонта. Различия между двумя частями бугра заключаются не только в составе, но и в степени уплотнения. Минеральный субстрат в первые годы после осыпания уплотнен слабо, однако органическая часть бугра является еще более рыхлой. Низкая плотность мелкозема в органической части бугра дополняется наличием крупных пустот, участков погребенной подстилки, древесины различных стадий разложения. На протяжении всего периода разложения древесины почва на этой стороне бугра сильно отличается от окружающих участков.
Благодаря рыхлому сложению ветровальные бугры обычно имеют повышенную водопроницаемость. Еще в работах Лутца было подсчитано, что 1 л воды впитывается с поверхности ветровального бугра в среднем на 10 мин (620 ± 155 с) быстрее, чем с поверхности ненарушенной почвы. Наши исследования показали, что в различных типах ветровальных почвенных комплексов коэффициент водопроницаемости минеральной части молодых ветровальных бугров превышает коэффициент водопроницаемости ненарушенной почвы без подстилки в среднем на 10—60 %. На органической части бугра часто наблюдается провальная водопроницаемость. В целом для бугров типично менее частое и менее Длительное переувлажнение, чем на ненарушенной почве и в западине. В горных условиях (на склонах) переувлажнение бугров вообще не наблюдается.
Температурные условия на ветровальных буграх более благоприятны, чем на окружающей территории. Выпуклые формы рельефа быстрее и глубже прогреваются. Температура поверхности бугра зависит от ориентации его склонов. Для ветровальных бугров была установлена следующая очередность средних максимальных температур почвы: наибольшая температура наблюдается на склоне южной экспозиции, далее в порядке уменьшения следует западный склон, окружающая ненарушенная поверхность, восточный и северный склоны. Различия в средних максимальных температурах северных и южных склонов, по данным Лутца, составляли около 13—16 °F (7—9°С), а в отдельных случаях достигали 20—25°F (11 — 14°С).
При формировании ветровального бугра первоочередную роль играют потоки талой и дождевой воды, размывающие вывернутый почвенный ком. Смыв мелкозема наблюдается и в дальнейшем, после того, как ветровальный бугор приобрел относительно законченную форму. Его участие особенно велико на первых этапах эволюции ветровальных почвенных комплексов. На боле уплотненной минеральной стороне бугра преобладает плоскостной смыв. Для рыхлой органической части более характерны внутрипочвенные потоки.
Итак, основные особенности ветровальных бугров заключаются в следующем:
1. По характеру субстрата бугор делится на две части, одна из которых сложена перемешанным материалом минеральных почвенных горизонтов, а другая сильно насыщена органическим веществом, содержит включения осыпавшейся лесной подстилки, большое количество разлагающейся древесины.
2. По сравнению с ненарушенной почвой и западинами бугры испытывают менее частое и менее длительное переувлажнение. На хорошо дренируемых участках переувлажнения бугров не происходит.
3. Для ветровальных бугров характерны процессы плоскостного смыва. В толще свежеосыпавшихся рыхлых бугров возможно механическое перемещение ила и пыли в виде различных водных суспензий.