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地貌學簡述(geomorphology),是研究地球表面的形態特徵、成因、分布及其演變規律的學科,又稱地形學。

地貌學是地理學的分支,亦是地質學的一部分。地貌學的英文Geomorphology源自希臘語,由Geo(地球)、Morphe(外表形態)和Logos(論述)三詞組成,即關於地球外表面貌的論述。

地貌學對工程建設農業生產礦產勘查自然災害防治和環境保護等均有實際意義。

中文名:地貌學

外文名:geomorphology

別 稱:地形學

目錄

分類

根據形成地表起伏形態的主導營力,地貌學可以劃分為氣候地貌學、構造地貌學兩大分支。

氣候地貌學主要包括冰川地貌學冰緣地貌學、風沙地貌學等分支學科,這些地貌類型的分布規律受氣候條件的影響具有明顯的緯度地帶性,並有伴隨緯度地帶性分異規律的垂直地帶性。

構造地貌學包括靜態構造地貌和活動構造地貌兩大類,其中[靜態構造地貌包括褶曲構造地貌、斷裂構造地貌、熔岩構造地貌等,活動構造地貌包括褶曲活動、斷裂活動產生的各種次生地貌形態。根據地貌形態、物質成分和地貌過程的差異,還可以劃分岩溶地貌黃土地貌花崗岩地貌等。

根據研究對象及其應用範圍,有下列兩個分支,即動力地貌學和應用地貌學。

研究簡史

綜觀地貌學的發展,大致分為以下3個階段。

初期階段

地貌學在中國萌芽很早。戰國時期成書的《管子·地員》已區分出瀆田(平原)、墳延(坡地)、丘陵、山林和川澤,在丘陵中又按地勢高低等條件,細分為14種類型。北魏酈道元在《水經注》中敘述了黃河長江西江等的河岸地形。北宋沈括在《夢溪筆談》中明確指出河

流的侵蝕、搬運堆積作用,並認為華北平原是河流堆積作用形成的。明代徐霞客對中國西南喀斯特地貌的分類、分布與成因,都有精闢的論述。

歐、美等國家,地貌學最初從屬於地質學。英國J.赫頓在18世紀80年代發表的《地球的學說》一書中,論述了海底沉積岩上升形成山地,然後又被流水侵蝕變為低地的過程。英國C.賴爾在《地質學原理》中,說明了岩石在地表崩解,產生的岩屑被流水沖刷搬運、堆積在低地的過程。

法國A.蘇雷爾研究了阿爾卑斯山的河流縱剖面,於1841年指出河流不論大小,其縱剖面都趨向均衡剖面,剖面坡度自上游向下游變緩。同時,美國G.K.吉爾伯特在《邦納維爾湖》論文中也提出了地貌發育中的平衡概念。

形成階段

19世紀末至20世紀中葉是地貌學成為一門獨立學科的時期。這時期主要代表人物是美國W.M.戴維斯和德國W.彭克,他們對地貌長時間的演變作了有價值的理論探討。戴維斯有一句名言,即「地貌是構造、過程與階段的函數」,也就是說一個地區的地貌現狀如何,取決於那個地區的地質構造(包括岩層的物理、化學性質和岩層的產狀與結構)、那個地區所遭受的地貌塑造作用(如流水、冰川、波浪等的侵蝕作用和堆積作用和地貌發育所達到的階段。他提出侵蝕輪迴學說,認為由地球內力引起的構造運動所造成的高地,在外力的侵蝕剝蝕作用下終將被夷平而成為準平原;構造運動是痙攣式的(即一次突發,繼以長期穩定),上升的山地在長期流水侵蝕作用下要經歷幼年期、壯年期和老年期3個發育階段。

彭克是與戴維斯同時代的地貌學奠基者,著有《地貌分析》(1924)等。他認為乾旱區的坡地受剝蝕而平行後退,不是戴維斯說的自上而下的剝蝕削低,在山麓出現愈益擴大的剝蝕平原。他稱這種過程為山麓夷平過程,形成的夷平地形為山麓夷平面以代替準平原。(見山坡平行後退理論、山麓階梯)

這個時期作出重要貢獻的還有:德國F.von李希霍芬於19世紀末在中國作了大量野外考察,提出了黃土風成說;法國E.M.P.M.J. de馬爾熱里de la諾埃分析了岩層產狀和造成這些不同產狀的構造應力對地貌演變的影響,開創了構造地貌的研究方向。

發展階段

20世紀中葉以來,地貌學廣泛吸收相鄰學科的理論和方法,並着重地貌現代過程的觀測與分析,得到長足發展,形成構造地貌學、氣候地貌學、動力地貌學和應用地貌學等分支學科,以及河流地貌、喀斯特地貌冰川地貌冰緣地貌海岸地貌荒漠地貌等研究領域。

在理論研究方面也有許多新的進展。如關於剝蝕夷平面的成因,德國J.K.比德爾認為構造穩定的化學風化盛行的濕熱氣候區可以形成廣大的夷平面。其形成過程是:巨厚的風化殼隨着表層被沖刷,向深處發展,從而使地形夷平,這種夷平面稱為刻蝕平原。

法國J.-L.-F.特里卡爾認為冰緣環境的融-凍交替作用,及其坡地上的融-凍泥流也可以夷平地形。這種夷平面可以在山頂形成,其作用稱為高夷平作用。因此,[[高山]和高原頂部的夷平面不一定先成於低處、而後由構造運動抬升到頂部。

研究內容

研究內容包括地球表面的形態特徵及其形成的動力,地球表面形態的發生、發展的規律和分布,以及組成堆積地貌的沉積物研究等。主要的分支學科有構造地貌學、動力地貌學、氣候地貌學和應用地貌學等。

構造地貌

研究構造運動、地質構造與地貌形態之間關係的學科。狹義構造地貌是指已經形成的地質構造(如背斜、向斜、單斜),在外力侵蝕作用下形成的各種地貌,又稱地質構造地貌;廣義構造地貌還包括新構造運動所直接造成的、未受外力侵蝕作用顯著改造的地貌,如新近隆升的山地高原、新近沉降的平原和盆地、新拱曲的背斜和拗陷的向斜等,又稱活動構造地貌。

對地質構造地貌,主要研究在外力作用下,各種地質構造總體地貌的具體表現,以及不同岩石組成的各種地層在地貌上的具體表現。對活動構造地貌主要研究地球內力引起的地貌變形,並藉助大地構造學和地球動力學的知識去分析變形的力源。

氣候地貌

研究受氣候控制的地表形態特徵及其發生、發育的規律。不同氣候帶有不同的主導外動力,以及外動力強度和組合的差異,會形成不同的氣候地貌類型。如冰川地貌和冰緣地貌的分布界限是受氣候條件控制的,然而同在冰川或凍-融交替作用區還會因降水、氣溫條件的差異塑造出各不相同的冰川地貌和冰緣地貌;流水的地貌作用在陸地上是普遍存在的,但在不同氣候區所塑造的地貌有很大差異;同為石灰岩受水溶蝕形成的喀斯蓉地貌,在各個氣候區不同的水、熱條件下就會有不同表現。

氣候地貌學不只注重研究侵蝕地貌形態,同時注意研究與侵蝕相關的沉積,在相關沉積中保留了許多氣候條件的信息。

動力地貌

研究各種外動力在地貌形成中的作用及其形成的地貌形態特徵。外動力包括流水、冰川、波浪、風、溶解熱力凍融等作用。它運用物理學(主要是力學)和化學的方法研究地貌過程,以揭示地貌發生髮展過程中的內在機制,並進而建立它的物理數學模型。

應用地貌

研究如何應用地貌學原理和方法解決生產實踐的學科。如研究地貌形態與沉積物的分布規律,進行地貌區劃、農業區劃;應用沉積相的理論和方法,了解石油地下水和一些砂礦的富集和貯存規律;根據地貌的變形揭示新構造運動,找出地震危險區,作地震長期預報,衡量大型建築的地基穩定性。

研究某些災變性地貌過程,如山崩滑坡泥石流等,進行預測,提出防護措施;研究河流和波浪的侵蝕、搬運、堆積作用,對水土保持、航道整治、海港選址、護岸護坡等工程建設提出依據;研究風沙運動規律,採取防風固沙措施,保護農田草場道路;許多以自然風光為特色的旅遊點、區的選擇和建設,也需要地貌學知識。

研究方法

自20世紀50年代以來,地貌學的研究方法和手段有了較大進展。

  1. 地貌學研究和應用只憑定性描述方法是不夠的,必須用定量方法研究地貌過程,說明地貌與其形成因素之間的關係。17、18世紀河流地貌研究中曾應用定量方法,但較廣泛的運用是在1945年R.E.霍頓提出了河流長度數目與級別之間的定量關係之後。較多的是用於地貌形態要素的量計,如河流長度、流域面積、地形高度與坡度等,利用這些參數,以數理統計方法開展河流地貌特徵、坡地特徵的研究等。由於許多地貌過程非常緩慢,一些突發的因素又難以監測,加上影響的因素過於複雜,難以定量地一一表達,因此計量方法在地貌學研究中的運用還很不夠。[1]
  1. 對某些外力地貌過程,如河床演變風沙運動河口變遷開始用水槽、風洞等作模擬實驗,運用應用函數概率論數理統計數理邏輯控制論流體力學數學物理學方法進行分析研究。
  2. 對某些地貌過程採用遙測遙感技術,包括地面定位遙測(運用航空、衛星遙感影像等對地貌過程的動態監測。
  3. 對許多地貌事件的形成時代運用放射性同位素熱釋光古地磁等方法測定,可以從時間上、影響因素上更準確地重構地貌的發展歷史,並進而預測其宏觀的發展趨勢。
  4. 地貌製圖技術有很大進展,地貌圖向定量化、規範化和圖例標準化方向發展。

視頻

看視頻識地貌

參考文獻

  1. [曾克峰主編.地貌學教程:中國地質大學出版社,2013]