В настоящее время вывал относят к группе педотурбационных процессов.
Крупные деревья при падении вырывают вместе с корнями обширные участки почвы. На их месте возникают западины, почва в которых лишена подстилки и корнеобитаемых горизонтов. Западины имеют различную форму. Они могут быть плоскими с более или менее ровным дном, могут иметь коническую либо циркообразную форму.
Вырванная корнями почва некоторое время возвышается над уровнем ненарушенной почвы в виде «земляных стен». В первые годы после вывала почвенный ком сохраняет присущее ненарушенной почве слоистое строение. Расположение слоев либо вертикальное, либо под углом к горизонтали. Со стороны упавшего ствола ком состоит из лесной подстилки и гумусоаккумулятивного почвенного горизонта. Здесь же на поверхности кома присутствуют растения, произраставшие на приствольном повышении и в границах корневой системы дерева. Со стороны, обращенной к западине, располагаются более глубокие почвенные горизонты (А2, А2В, В).
Постепенно растения и почва осыпаются с корней и отлагаются в виде валиков по обе стороны почвенного кома. По окончании осыпания ветровальный ком приобретает вид бугра, пронизанного разрушающимися корнями. Такие бугры и соседствующие с ними западины представляют собой типичный ветровальный микрорельеф.
В отечественной литературе отсутствует единство терминологии для обозначения ветровальных нарушений почвы и растительности. Используются термины «вывал», «выворот», «искорь», «высокорь». Под искорью понимают западину ветровального происхождения, под высокорем — почвенный ком. Нами использован термин вывал, под которым понимается как сам процесс выпадения дерева, так и собственно выпавшее дерево (валеж) с почвенным комом на корнях. Углубление в почве, оставшееся на месте вывернутых корней, представляет собой западину вывала (ветровальную западину). Вываленная корневая система с почвенным комом после осыпания почвы и перегнивания корней формирует бугор вывала (ветровальный бугор). Для простоты изложения в ветровальном бугре выделены внешняя сторона (часть бугра со стороны упавшего ствола) и внутренняя сторона (часть бугра со стороны западины). Комплекс бугра и западины выявляется по микрорельефу, растительности и почве. Рассматривая вывал как биогеоценотическое образование, мы используем для обозначения его почвенной части предложенный В. О. Таргульяном термин ветровальный почвенный комплекс (ВПК). ВПК включает в себя всю зону морфологически выделяемых нарушений почвенного профиля, ограниченную с поверхности ветровальным микрорельефом.
Почвенные профили в западине и на бугре ВПК отличаются друг от друга и от соседней ненарушенной почвы набором горизонтов и их свойствами. Морфологически эти различия выражаются в резких изменениях мощности, окраски, взаимного расположения горизонтов и др. Внутреннее строение ветровальных бугров практически не изучалось вплоть до работ Лутца, Грисволда и Стефенса, специально посвященных влиянию вывала на свойства почвы. Лутц показал, что ветровальное нарушение почвы может охватывать верхний почвенный слой на глубину до 1 м и проявляется в чрезвычайно разнообразной форме. Наиболее характерны гипертрофированная языковатость, прерывистость и незакономерное чередование горизонтов, перемещенность слагающего их материала. Стефенсом была предложена схема морфологического строения вывала, в которой все различимые на глаз нарушения почвы объединены в 4 различных области или блока. Наиболее четко эти блоки выявляются в недавнем вывале с неосыпавшимся почвенным комом, однако их можно проследить и в относительно старых буграх и западинах.
Схема Стефенса включает следующие зоны:
1. Зона отложения — участок западины вывала, где в дальнейшем отлагается часть материала (преимущественно минерального), поднятого корнями.
2. Зона опоры при вращении — минеральная масса, перемешанная на месте при падении дерева. Этот блок совместно с закрепленной в нем частью корневой системы действует как область опоры при вывале.
3. Зона потенциальных перегруппировок — органическая и минеральная масса, которая оторвана от основной почвы и держится на корнях дерева. При осыпании некоторая ее часть погребает практически ненарушенную почву.
4. Зона относительно ненарушенной почвы — участки, расположенные на краях и глубинах, лежащих вне области главного нарушения.
В последнее время предложена более детальная схема строения ветровального бугра и западины, позволяющая предвидеть многие свойства почвы на вывале. В основу схемы положено три типа почвенных блоков: 1 — блок перемещенной почвы; субстрат этого блока перемещен относительно основной массы почвы и состоит из полностью или частично перемешанного почвенного материала; II — почвенный блок, разрыхленный корнями, но оставленный на месте; III и IV — блоки ненарушенной почвы. Блок IV представлен объемом почвы с полным ненарушенным профилем (ПНП), блок III —профилем со срезанной верхушкой (усеченным ненарушенным почвенным профилем — УНП).
Различные сочетания таких блоков дают многообразие профилей в почве вывала. В наиболее полно выраженных, «типичных» бугре и западине присутствуют 5 типов профилей: обозначенных А, Б, В, Г, Д. Профили составлены следующими почвенными блоками: профиль А — сочетанием блоков II и III; профиль Б — блоком III, профиль В — сочетанием блоков I и III; профиль Г — сочетанием блоков I, II и III; профиль Д — сочетанием блоков I и IV. ВПК с полным набором профилей распространены наиболее широко. Механика типичного вывала такова, что ветровальные бугор и западина слагаются материалом разных почвенных горизонтов. В западине образуется усеченный сверху почвенный профиль, а бугор состоит из более или менее перемешанного материала верхней части профиля. Кроме того, составной частью общего профиля на бугре оказывается погребенный полный почвенный профиль. Такая особенность внутреннего строения вывала усиливает контрастность почвенных свойств, наблюдаемую на участках с ветровальным микрорельефом. Не менее важно, что у каждого из ветровальных профилей существуют отличительные особенности, связанные с местоположением профиля в теле ВПК. Так, профиль Б (нередко и профиль А) характеризуется дополнительным увлажнением, а профилям Г и Д, напротив, присуща повышенная аэрация.
В тех или иных конкретных условиях в зависимости от типа почвы, породы и размеров выпавшего дерева, рельефа и других факторов процесс формирования ВПК может отличаться от приведенной схемы. Нередко вывал сопровождается поступательным перемещением дерева вперед либо назад по направлению падения. Так, в горных условиях, где направление вывала обычно совпадает с направлением склона, ветровальное дерево под действием силы тяжести может переместиться вниз по склону и оставить ветровальную западину далеко позади. Ветровальный бугор, соответственно, формируется на значительном расстоянии от места вывала. Расстояние между ветровальным бугром и соответствующей ему западиной может достигать нескольких метров. В таком случае блок перемещенной почвы территориально отделен от усеченного почвенного профиля и в толще ВПК отсутствуют профили В и Г. Обратную картину представляет поступательный сдвиг ветровального дерева в сторону противоположную направлению вывала. При этом блок перемещенной почвы (блок I) заполняет западину, в почве отсутствуют профили Б и Д. Наблюдения показали, что ВПК подобного строения не являются редкостью. Как исключение возможен случай, когда ком земли при поступательном движении назад сползает настолько, что оказывается по другую сторону западины, а западина перекрывается стволом упавшего дерева.
Рассмотренные варианты взаимного расположения элементов ВПК можно условно разделить на три вида. В равнинных лесах среди ветровального микрорельефа преобладают типичные сочетания бугров и ветровальных западин (ВПК первого вида); встречаются также скрыто выраженные бугры и западины, образованные при осыпании почвенного кома в собственную ветровальную западину (ВПК третьего вида). Для крутых горных склонов более характерны территориально разобщенные бугры и западины (ВПК второго вида), причем бугры расположены ниже по склону, чем соответствующие им западины.
Как уже отмечалось, в зависимости от условий и характера падения дерева, механизма перемещения почвенной массы сочетание блоков (и их вариантов) может отличаться от схемы, формируя иные типы профилей. В целом реальный ВПК прежде всего поражает богатством (как по составу, так и по количеству) новообразованных морфологических элементов в своем профиле — морфонов, не свойственных данной почве в ее естественном залегании. Каждый из выделенных блоков может включать в себя несколько морфонов, причем одноименные блоки ВПК даже в сходных биогеоценотических условиях могут сильно отличаться друг от друга по составу и организации слагающего их материала. В общей сложности в зоне нарушений можно насчитывать до 10 различных морфонов, а в целом их количество может достигать 15 и более. В каждом отдельном случае морфологический облик ВПК характеризуется большим разнообразием форм и размером образованных морфонов, состава слагающей их почвенной массы, спецификой местоположения и необычным характером залегания (ориентацией) некоторых из них. Различная сложность морфологической организации ВПК, определяемая рядом факторов, дает возможность для проведения между ними определенных классификационных границ, что в значительной мере упорядочивает наши представления об особенностях и закономерностях их строения.