Воронежский биосферный государственный заповедник (ВБГЗ) расположен на западной окраине Окско-Донской низменной равнины, в северной части Усманского лесного массива. Территория находится в пределах зандровой Придонской равнины.
Ледник, покрывавший Окско-Донскую низменную равнину в четвертичное время, использовал для стока долину реки Воронеж, по которой уходили от ледника талые воды. На локальных неотектонических поднятиях (Воронежском и Усманском) древние потоки талых вод откладывали русловой аллювий, представленный песком (Дроздов, 1978).
Почвообразующей породой служат хорошо отсортированные мелко- и среднезернистые кварцевые древнеаллювиальные пески, подстилаемые на различной глубине глинистыми и суглинистыми отложениями. Мощность песчаных отложений составляет от 0,5 до 2-3 м, а местами, на буграх - до 6-7 м. Существенное влияние на распределения растительности и формирование почв оказывают свойства породы, подстилающей пески. По гранулометрическому составу это - пылеватый суглинок и пылеватая глина, иногда опесчаненный суглинок. Отложение песка на поверхности подстилающей породы не везде протекало спокойно. В ряде мест происходило перемешивание верхних слоев глины с песком, что привело к опесчаниванию суглинков.
Пылеватые глины, служащие в настоящее время подстилающей породой в прошлом были почвообразующей породой. Подобные покровные суглинки широко распространены на территории типичной лесостепи. На территории заповедника они выходят на поверхность в его северо-восточной части.
В период отложения талыми ледниковыми водами древнеаллювиальных песков на террасах реки Воронеж ранее сформированные на пылеватых глинах почвы были смыты на ту или иную глубину. Об этом свидетельствует обнаружение иллювиальных горизонтов ранее существовавших почв. В местах, где смыв был большим, обнажились карбонатные горизонты и слои, содержащие журавчики (Дубянский, 1939; Дроздов, Хмелев, 1983).
Почвы на территории заповедника делятся на 5 типов: дерновые лесные; серые лесные; пойменно-лесные; аллювиально-луговые и торфяные. Выделены 4 признака, наиболее показательных для общей характеристики почвенного профиля: мощность гумусово-аккумулятивного горизонта, наличие осветления в почвенном профиле, свидетельствующее о застойно-промывном типе водного режима, наличие псевдофибровых прослоек и второго темноокрашенного горизонта Bh (Трегубов, 1979, 1990).
Характеристика песчаных лесных дерновых почв Воронежского заповедника:
а - мощность гумусового горизонта (геоморфологические элементы рельефа надпойменных террас реки Воронеж: 1 -II; 2 - III; IV терраса реки Воронеж: 3 - пологий уступ, 4 - верхняя часть террасы, 5 - покатоступенчатая поверхность террас реки Усмань; значение признака: А - минимальное, В - среднее, С - максимальное);
б - выраженность почвенных признаков в профиле.
Долевое участие с признаками эллювиально-глеевых почв (D), псевдофибровых почв (Е), со вторым темноокрашенным горизонтом (F).