Геологическое строение
Приильменская низменность, в центре которой находится Полистово-Ловатская болотная система, приурочена к доледниковым депрессиям в коренных породах и расположена среди девонской низины. Под Полистово-Ловатским массивом (западную часть которозо занимает Полистовский заповедник), на дне бывшего крупного послеледникового озера, почти везде залегает донная морена.
Заторфовывание понижений, начавшееся после спада застойного озера, положило начало образованию обширных болот в южной и средней частях Приильменской низменности, среди которых одним из наиболее крупных является Полистово-Ловатский массив.
В пределах Полистово-Ловатского массива Приильменская низменность состоит из группы отдельных впадин и вытянутых ложбин, между которыми расположены повышенные гривы и низкие плато. Общий уклон к северо-северо-востоку, слабо выраженный в южной части торфяника, более значителен в северной.
Полистово-Ловатский массив должен рассматриваться как болото междуречий, находящихся в пределах одной общей депрессии, имеющий один общий уклон, то есть водораздельно-склоновый. Болотный массив многовершинен. Вершины эти образовались в силу существования нескольких самостоятельных болот. Вершины, расположенные в западной и южной частях массива, длинные и узкие и, таким образом, вполне соответствуют по своей форме руслообразным понижениям, в которых они развились. Абсолютные отметки поверхности колеблются между 98.0 и 100.67 м. Наиболее высокие части массива Полистовских болот расположены у деревни Веретье (99.87 м), между деревнями Заход и Медвежье (99.7 м) и на юго-восток от озера Межницкого (100.67 м). К северу от Межницкого повышения ясно выражено падение, соответствующее такому же уклону дна. На востоке имеется некоторый уклон. В центральной ложбине отсутствует резко выраженная выпуклость. В самой северной части массива поверхность торфяника в центральной ложбине вовсе не возвышается над прилегающими частями или даже несколько понижена. Согласно физико-географическому районированию заповедник расположен в Ильмень-Ловатском округе плоских, местами заболоченных равнин.
Почвенный покров Полистовского заповедника отличается большой сложностью, комплексностью и разнообразием почв по механическому составу. Преобладают болотно-подзолистые, торфяно-глеевые и дерново-подзолистые почвы. Избыточное увлажнение способствует оглеению почв.
Полистово-Ловатский массив отличается большой мощностью торфа. Так, в районе северных озёр Полистовского заповедника и дальше на север его глубина 6-8.25 м. Под вершиной западной ложбины мощность торфа не менее 4 м, а нередко свыше 5 м. На большей части массива верховая часть залежи подстилается толщей низинных торфов 2–2.5 м мощностью. В западной ложбине вместо низинных торфов залегает слой сапропеля до 1.5–2 м и даже до 4 м мощности. Под значительной частью массива на дне имеется тонкий слой водных отложений – сапропеля и водных торфов (скорпидиум, тростниковый торф и т. д.).