地貌学绪论

地貌学第一章绪论•第一节地貌学的研究内容•第二节地貌学的学科分类•第三节地貌学的发展简史第一节地貌学研究内容•地貌学的英文名称为geomorphology，起源于三个希腊文字：ge代表地球，morphe代表形态，Logos代表学科。因此，地貌学是关于地球形态的科学。•虽然该术语通常仅限于在海面附近及其以上发育的地形，但是地貌学包括固体地球与水圈和大气圈界面的全部。因此，不仅大陆及其边缘的地形，而且包括海底的形态，都属于地貌学的研究范围。•有些学者将其他星球表面的形态也纳入了地貌学的研究范围。一、地表形态有不同规模和各种特征最大规模的地表形态是陆地和海洋，陆地面积为1.4950亿km2，占地球总面积的29%，海洋面积为3.6106亿km2，占地球总面积的71%。陆地上有环绕太平洋和横贯欧亚大陆的高大山脉，数千km长的河流，面积达数百万km2的平原和盆地，还有长度和高度不及1km的各种沟谷和沙丘等；海洋中有大洋盆地、大洋中脊和海沟。二、地貌是内营力和外营力共同作用于地表的结果规模不同、形态各异的地形，成因也不相同。所谓成因是指造成地貌形态的过程。大陆和海洋的成因与地球内部的物质运动有关；山地和平原的成因则和不同大地构造区的地壳运动有联系，世界上高大的山地大多位于新生代地壳强烈上升区，大平原多位于地壳下降区；各种沟谷和沙丘是由流水和风的作用塑造而成，它们的成因主要受气候条件控制，所以它们的分布又和一定的气候带有关。因此，形态各异和规模不等的各种地貌的成因，有的与地壳构造运动和岩浆活动等地球内营力作用有关，有的是流水、波浪、冰川和风等地球外营力作用的产物。但是，地表形态在形成与演化过程中并不只是由一种内营力或外营力塑造而成，例如构造运动上升形成的山地，它们同时又受流水作用的雕塑，形成一些高岭深谷，在构造运动下沉地区，由于流水搬运的泥沙在这里堆积，形成广阔的平原和盆地。总体来说，地貌是内营力和外营力共同作用于地表的结果。•冲沟与冲积扇Aground-levelviewofaplainfilledwithrockdebrissortedintomyriadstonecircles3-5mindiameter.ThisstrikingexampleofpatternedgroundwasphotographedinwestSpitsbergen，partoftheArcticOcean’sSvalbardislandchainthatbelongstoNorway.Aerialviewofice-wedgepolygonsintheCanadianArctic•雅鲁藏布江的河谷阶地雅鲁藏布江的河谷阶地地貌在不断变化发展。地貌变化发展受构造运动、外营力作用和时间三个因素的影响。以河流地貌为例，假定某一准平原地区，地壳抬升后趋于稳定状态，气候不变，随着时间的推移地貌将按下列模式发展。地貌发育的不同阶段，地貌特征和地貌组合都是不同的。作为三维空间的地貌体，随着时间的推移而不断变化，形成三维空间和时间组成的四维空间的总体。用四维空间思维来研究地貌，不仅可以了解现今地貌特点和恢复地貌演变过程，还可预测地貌发展方向。通常地貌在演变过程中并不总是向一个方向发展。例如某一地区地壳构造运动常有升降变化，使地貌发育的方向发生改变，形成侵蚀地貌和堆积地貌的交替出现；又如第四纪冰期和间冰期的气候变化引起外营力改变，地貌发育过程也将发生变异，冰川地貌发育程序将转换为流水地貌发育程序，在同一地区会出现两种不同外营力作用的地貌特征。各种地貌有不同的内部结构。按地貌形成的侵蚀作用和堆积作用，可划分为切割型、叠置型、切割-叠置型和叠置-切割型等四种地貌结构类型。在侵蚀作用占主导地区，切割新生代以前的岩层所形成的地貌，称为切割型地貌。在堆积作用占主导地区，地面发生大量堆积，沉积物一层叠加在一层之上，由这种叠加结构组成的地貌，称叠置型地貌。如果切割型地貌形成后，由于构造运动方向改变，或者由于气候的冷暖或干湿的变化，由侵蚀作用转变为堆积作用，在被切割的部位发生堆积，就形成切割—叠置型地貌。如由堆积作用转变为侵蚀作用，在叠置型地貌基础上发生侵蚀，就形成叠置—切割型地貌。各种类型和成因的地貌都有一定的分布规律。以内营力作用为主的地貌来说，地貌的分布和大地构造单元、地壳运动方向以及构造线的走向都有一定的联系。以外营力作用为主形成的地貌，则有呈纬度水平分布和沿山地垂直分布的规律。这种分布与气候条件有联系，决定气候条件的主要要素（温度和降水）的分布是有一定格局的。一般来说，温度从赤道向两极和随地势增高而递减；降水则取决于大气环流和海陆分布。全球可划分出不同的气候带或气候区，各个气候带或气候区的外营力作用有其独特的方式和不同的强度，从而形成不同的地貌分布规律与地貌组合特征。从地球两极向赤道方向可分为寒冷气候地貌带、温湿气候地貌带、干旱半干旱气候地貌带和湿热气候地貌带。寒冷气候地貌带位于高纬地区，年平均温度在0℃以下，大部分地区终年冰雪覆盖，发育冰川地貌，在无冰雪覆盖地区则是冻土区，由于冻土表层的冬夏周期性的冻融作用，形成各种冻土地貌。温湿气候地貌带位于中纬地区，年平均温度在10℃左右，降水量在600～800mm，流水是地貌形成的主导因素，在欧亚大陆东部受季风的影响，降水集中在夏季，流水的侵蚀作用和堆积作用都很强烈，欧亚大陆西部受海洋气候影响，降水分配均匀，流水的侵蚀作用和堆积作用不及东亚季风气候区那样强烈。干旱气候地貌带位于副热带高压带和欧亚大陆内部，气候干旱，年降水量在250mm以下，温差变化大，物理风化强盛，地表植被稀疏，风力作用强烈，形成广大的荒漠，发育各种沙丘地貌，夏季集中降雨时，也能形成暂时性洪流，在山麓地带形成规模很大的洪(冲)积扇。在干旱气候地貌带与温湿气候地貌带之间称为半干旱气候地貌带，年降水量400mm左右，多集中在夏季，流水的侵蚀作用强，造成严重的水土流失，尤其在黄土地区，地表物质松散，流水侵蚀形成千沟万壑，地面被切割得支离破碎。湿热气候地貌带位于低纬地区，高温多雨，植被茂密，化学风化和生物风化作用强，发育厚层砖红土风化壳，物理风化相对较弱，因而河流中粗颗粒碎屑含量相对较少，流水的侵蚀作用反而不及温湿气候地貌区和半干旱气候地貌区那样强烈。地貌的垂直带则是以高度来划分的。在高山雪线以上，终年积雪，发育冰川，形成各种冰川地貌。在冰川外围的冰缘地区，除了冰融水的作用形成一些冰水堆积地貌外，由于冬夏的冻融作用，常形成一些冻土地貌。随着高度降低，温度升高，则由冻土地貌过渡到流水作用为主的温湿气候地貌区或湿热气候地貌区。由上所述，地貌学的研究内容是地球表面各种形态的特征、地貌的成因、地貌的演变过程、地貌的内部结构和地貌的空间分布规律。地貌学的定义为：地貌学是研究地表形态特征及其成因、演化、内部结构和分布规律的科学。地貌学是介于自然地理学和地质学之间的一门边缘科学。由于地貌学的这一特点，各个国家的地貌学分属于不同的学科。美国的地貌学是地质科学的一个分支，欧洲一些国家的地貌学则属于自然地理学的范畴，还有一些国家的地貌学则是分属地理学和地质学两门科学之中。第二节地貌学的学科分类我国的地貌学在地理学界和地质学界都得到一定的重视，也可以说，我国的地貌学是随着地理科学和地质科学的发展而成长起来的。近一个世纪以来，随着各门自然科学和技术科学的发展以及各学科的互相渗透，产生许多新的分支学科。地貌学也不例外，它的研究内容和研究方法更加丰富和日益完善，出现并发展了许多新的分支学科。气候地貌学和构造地貌学是重要的两大分支。气候地貌学，主要起源于在法国和德国，研究地球上不同气候区的地貌形成、演变规律和地貌组合特征。随着不同气候区自然特征的深入研究和资料积累，气候地貌学得到进一步发展，从研究某一气候区的地貌的成因和演变，进而把气候地貌学的研究与第四纪古气候变迁研究相结合。这样，气候地貌学的研究和第四纪古气候研究紧密地联系在一起，大大丰富了气候地貌学的内容。构造地貌学一是研究地质构造受外力剥蚀后形成的地貌，如背斜山、向斜山、单斜山、背斜谷和向斜谷等，称为静态构造地貌，或称次生构造地貌；另一是研究地壳构造运动形成的地貌，它们的形成和分布与地壳构造运动的作用方向、受力方式有关，如构造运动隆起形成的山地、台地和构造运动拗陷形成的平原、盆地等，或者构造运动把已形成的各种地貌加以改造，或者断层两侧块体受断层活动影响而派生的各种地貌等，称为动态构造地貌，或称活动构造地貌。很多地貌学家化费很大心血研究地形与现在作用于其上的过程的关系，这样的研究为过程地貌学（processorfunctionalgeomorphology）。许多地貌过程影响人类活动或被人类活动影响。研究地貌过程与人的关系是过程地貌学的延伸，是应用地貌学家(AppliedGeomorphologists)探索的领域。许多地貌具有很长的演化历史，今天的形态与现在的地貌过程之间没有明显关系。地貌过程的性质和速率随着时间发生变化，一些地貌形成与与今天不同的环境条件下，表现为残余形态。在高纬度地区，许多地貌是第四纪冰期时的残余，在有些地方，地貌是百万年甚至上亿年的残余。因此，地貌学具有重要的历史性，这是历史地貌学家(HistoricalGeomorphologists)的研究领域。现代地貌学家主要研究地貌的三个主要方面：形态、过程，和历史。前两者称为过程地貌学，后者称为历史地貌学（Chorley，1978）。过程地貌学在过去的40多年里自居于霸权地位，历史地貌学逐渐让位于过程地貌学，但正在进行强有力的反击。过程地貌学过程地貌学研究形成地貌的过程。在现代阶段，第一位过程地貌学家，继承达芬奇的传统，是吉尔伯特（GroveLarGilbert）。在他关于美国犹他州亨利山的论文中，吉尔伯特讨论了流水过程的机制（Gilbert，1877）。后来他研究了流水对碎屑的搬运（Gilbert，1914）。1950年代过程地貌研究兴起后出现了一系列有名的人物。RalphAlgerBagnold-风沙过程ArthurN.Strahler-地貌学的动力学基础JohnT.Hack-动态平衡与均衡状态LunaB.LeopoldandM.Gordon(1964)-流水地貌StanleyA.Schumm-流水过程，地貌阀值RichardJ.Chorley-将过程地貌学带到英国，热衷系统学方法，地貌学历史。过程地貌学家至少对地貌学做出了三点贡献：（1）在全球不同地方建立起了不同过程的速率数据（2）建立了预测短期地貌变化的模型（3）提出了地貌系统稳定与非稳定的重要思想。在过程地貌学和历史地貌学，气候地貌学和构造地貌学的框架下，地貌学研究可以进行不同的划分。近几十年来，地貌学加强了现代地貌形成的定量分析和动力研究，运用河流动力学、海洋动力学、冰川动力学和风沙动力学的原理来研究河流地貌的演变、海岸地貌的形成发展、冰川地貌的成因以及沙丘的形成和移动规律等。把动力学和地貌学结合起来，产生了动力地貌学，或称理论地貌学。动力地貌学不仅把地貌学向定量化推进一步，而且促进地貌学的模拟实验研究。因此，在地貌学中又形成另一分支—实验地貌学的发展。岩石地貌学是研究不同类型的岩石在外力剥蚀下形成的各种地貌。不同类型的岩石具有不同的矿物成分、结构和构造，各种不同性质的岩石在同一外营力作用下，有不同的抵御风化剥蚀能力，因而形成不同的地貌特征，或者同一类型的岩石在不同的外营力条件下也可形成不同的地貌特征。例如在湿热条件下，水的化学溶蚀力增强，茂盛的植物通过根部分解出酸促进了化学溶蚀作用，雨量丰沛增进了地下水的循环，因而主要化学成分为CaCO3的石灰岩受到溶蚀和侵蚀，形成大规模的峰林和峰林间的宽阔洼地以及地下溶洞，其他岩石就不可能形成这种地形。石灰岩在干旱气候条件下，也不会形成象在湿热气候条件下那样高大的峰林和宽阔的洼地。从地貌形成作用来说，有侵蚀作用形成的地貌和堆积作用形成的地貌。堆积地貌的形成过程也是组成堆积地貌的沉积物形成过程，各种沉积物在形成过程中，其特征既表现在沉积物的结构中，也表现在沉积物所组成的地貌上。