[科普中国]-地貌学

发展历史

地貌学是从地理学和地质学中逐渐分化出来的，其发展历史可分为3个阶段：

萌芽阶段在中国西周的《诗经·大雅·笃公刘》中，就有“岗”（丘陵）、“塬”（平原）和“隰”（低湿地）的描述。在成书于11世纪末（北宋时期）的《梦溪笔谈》中，沈括对流水的侵独、搬运与堆积作用三者的关系有清晰的概念，并提出华北平原是河流堆积作用的结果。清初孙兰的《柳庭舆地偶说》中提出，地貌作用“因时而变，因变而变，因人而变”，已涉及地貌的演变，并注意到人的活动对地貌的影响。英国的J.赫顿在《地球的学说》(1788年)中已将地形的变化看作是地球地质发展的组成部分。1

形成阶段19世纪末至20世纪中叶地貌学开始成为一门独立学科。美国W.M.戴维斯和德国W.彭克对此起了重要作用。戴维斯在1899年提出地理（地貌）循环学说，认为地貌是构造、营力和时间（侵蚀阶段）的函数。构造运动造成的上升山地在外力作用下，主要是流水侵蚀下，经历了幼年期、壮年期和老年期3个阶段。在老年期，地面被夷平为“准平原”。彭克的《地貌分析》(1924年)提出地貌是内外力同时相互作用下的产物，注意到剥蚀过程与地壳垂直运动的关系，认为山坡形态（凸形坡、凹形坡、直线坡）取决于构造（上升）运动与剥蚀作用之间的数量对比关系。以上观点曾长期作为地貌学的理论基础。

发展阶段20世纪中叶以来，板块构造理论的兴起，推动了全球地貌、包括海洋地貌的研究。河流动力学、海洋动力学、冰川动力学的引用，加强了对地貌作用的定量研究。物理探测和遥感技术为地貌研究提供了纵深的宏观资料。各类地貌观测站的建立，有助于认识现代地貌作用的动力和趋势。地貌学理论也有新的进展。前苏联的К。К.马尔科夫(1948年)提出地貌水准面的概念。法国的J.-L.-F.特里卡尔提出冰缘区的融冻交替作用及高夷平作用。在这一阶段构造地貌学、动力地貌学、气候地貌学、应用地貌学等分支学科相继形成。

中国在1949年以后，地貌学得到较快发展。系统研究了长江、黄河的河流地貌和青藏高原地貌，为水利和道路建设提供了科学资料，还对中国独具特色的西北黄土和西南喀斯特进行了深入研究，提出了有关的成因理论。

分类根据形成地表起伏形态的主导营力，地貌学可以划分为气候地貌学、构造地貌学两大分支。

气候地貌学主要包括冰川地貌学、冰缘地貌学、风沙地貌学等分支学科，这些地貌类型的分布规律受气候条件的影响具有明显的纬度地带性，并有伴随纬度地带性分异规律的垂直地带性。构造地貌学包括静态构造地貌和活动构造地貌两大类，其中静态构造地貌包括褶曲构造地貌、断裂构造地貌、熔岩构造地貌等，活动构造地貌包括褶曲活动、断裂活动产生的各种次生地貌形态。根据地貌形态、物质成分和地貌过程的差异，还可以划分岩溶地貌、黄土地貌、花岗岩地貌等。

根据研究对象及其应用范围，有下列两个分支，即动力地貌学和应用地貌学。

研究简史综观地貌学的发展，大致分为以下3个阶段。

初期阶段地貌学在中国萌芽很早。战国时期成书的《管子·地员》已区分出渎田（平原）、坟延(坡地)、丘陵、山林和川泽，在丘陵中又按地势高低等条件，细分为14种类型。北魏郦道元在《水经注》中叙述了黄河、长江、西江等的河岸地形。北宋沈括在《梦溪笔谈》中明确指出河流的侵蚀、搬运与堆积作用，并认为华北平原是河流堆积作用形成的。明代徐霞客对中国西南喀斯特地貌的分类、分布与成因，都有精辟的论述。

在欧、美等国家，地貌学最初从属于地质学。英国J.赫顿在18世纪80年代发表的《地球的学说》一书中，论述了海底沉积岩上升形成山地，然后又被流水侵蚀变为低地的过程。英国C.赖尔在《地质学原理》中，说明了岩石在地表崩解，产生的岩屑被流水冲刷搬运、堆积在低地的过程。法国A.苏雷尔研究了阿尔卑斯山的河流纵剖面，于1841年指出河流不论大小，其纵剖面都趋向均衡剖面，剖面坡度自上游向下游变缓。同时，美国G.K.吉尔伯特在《邦纳维尔湖》论文中也提出了地貌发育中的平衡概念。

形成阶段19世纪末至20世纪中叶是地貌学成为一门独立学科的时期。这时期主要代表人物是美国W.M.戴维斯和德国W.彭克，他们对地貌长时间的演变作了有价值的理论探讨。戴维斯有一句名言，即“地貌是构造、过程与阶段的函数”，也就是说一个地区的地貌现状如何，取决于那个地区的地质构造（包括岩层的物理、化学性质和岩层的产状与结构）、那个地区所遭受的地貌塑造作用（如流水、冰川、波浪等的侵蚀作用和堆积作用和地貌发育所达到的阶段。他提出侵蚀轮回学说，认为由地球内力引起的构造运动所造成的高地，在外力的侵蚀、剥蚀作用下终将被夷平而成为准平原；构造运动是痉挛式的（即一次突发，继以长期稳定），上升的山地在长期流水侵蚀作用下要经历幼年期、壮年期和老年期3个发育阶段。

彭克是与戴维斯同时代的地貌学奠基者，著有《地貌分析》(1924)等。他认为干旱区的坡地受剥蚀而平行后退，不是戴维斯说的自上而下的剥蚀削低，在山麓出现愈益扩大的剥蚀平原。他称这种过程为山麓夷平过程，形成的夷平地形为山麓夷平面以代替准平原。（见山坡平行后退理论、山麓阶梯）

这个时期作出重要贡献的还有：德国F.von李希霍芬于19世纪末在中国作了大量野外考察，提出了黄土风成说；法国E.M.P.M.J. de马尔热里和de la诺埃分析了岩层产状和造成这些不同产状的构造应力对地貌演变的影响，开创了构造地貌的研究方向。

发展阶段20世纪中叶以来，地貌学广泛吸收相邻学科的理论和方法，并着重地貌现代过程的观测与分析，得到长足发展，形成构造地貌学、气候地貌学、动力地貌学和应用地貌学等分支学科，以及河流地貌、喀斯特地貌、冰川地貌、冰缘地貌、海岸地貌、荒漠地貌等研究领域。

在理论研究方面也有许多新的进展。如关于剥蚀夷平面的成因，德国J.K.比德尔认为构造稳定的化学风化盛行的湿热气候区可以形成广大的夷平面。其形成过程是：巨厚的风化壳随着表层被冲刷，向深处发展，从而使地形夷平，这种夷平面称为刻蚀平原。法国J.-L.-F.特里卡尔认为冰缘环境的融-冻交替作用，及其坡地上的融-冻泥流也可以夷平地形。这种夷平面可以在山顶形成，其作用称为高夷平作用。因此，高山和高原顶部的夷平面不一定先成于低处、而后由构造运动抬升到顶部。

研究内容研究内容包括地球表面的形态特征及其形成的动力，地球表面形态的发生、发展的规律和分布，以及组成堆积地貌的沉积物研究等。主要的分支学科有构造地貌学、动力地貌学、气候地貌学和应用地貌学等。

构造地貌研究构造运动、地质构造与地貌形态之间关系的学科。狭义构造地貌是指已经形成的地质构造（如背斜、向斜、单斜），在外力侵蚀作用下形成的各种地貌，又称地质构造地貌；广义构造地貌还包括新构造运动所直接造成的、未受外力侵蚀作用显著改造的地貌，如新近隆升的山地和高原、新近沉降的平原和盆地、新拱曲的背斜和拗陷的向斜等，又称活动构造地貌。对地质构造地貌，主要研究在外力作用下，各种地质构造总体地貌的具体表现，以及不同岩石组成的各种地层在地貌上的具体表现。对活动构造地貌主要研究地球内力引起的地貌变形，并借助大地构造学和地球动力学的知识去分析变形的力源。

气候地貌研究受气候控制的地表形态特征及其发生、发育的规律。不同气候带有不同的主导外动力，以及外动力强度和组合的差异，会形成不同的气候地貌类型。如冰川地貌和冰缘地貌的分布界限是受气候条件控制的，然而同在冰川或冻-融交替作用区还会因降水、气温条件的差异塑造出各不相同的冰川地貌和冰缘地貌；风和流水的地貌作用在陆地上是普遍存在的，但在不同气候区所塑造的地貌有很大差异；同为石灰岩受水溶蚀形成的喀斯蓉地貌，在各个气候区不同的水、热条件下就会有不同表现。气候地貌学不只注重研究侵蚀地貌形态，同时注意研究与侵蚀相关的沉积，在相关沉积中保留了许多气候条件的信息。

动力地貌研究各种外动力在地貌形成中的作用及其形成的地貌形态特征。外动力包括流水、冰川、波浪、风、溶解、热力冻融等作用。它运用物理学（主要是力学）和化学的方法研究地貌过程，以揭示地貌发生发展过程中的内在机制，并进而建立它的物理或数学模型。动力地貌学已成为现代地貌学的重要发展方向。动力地貌学的一个重要理论基础是动力作用均衡的思想。各种外营力与地表之间，在经过长期相互作用之后，可以调整到一种相对均衡的状态，这时能量消耗、物质分配处于最合理的状态，即达到最大的“熵”值，地貌形态就相对稳定。山地斜坡均衡剖面、河流均衡剖面、海岸均衡剖面和冰雪积累与消融平衡等都是这一思想的体现。自然界存在趋于均衡的倾向，也可以达到短暂的均衡状态。然而，早期的地貌学过于强调了均衡的作用，把地貌发生发展过程看作是一个封闭系统，能量（各种营力）和物质（破坏和搬运物）只能在本系统内运动，因此认为全系统达到均衡时，地貌的发展就停止了或以后又开始新的循环。现代动力地貌学改变了这一观点，认为地貌过程是开放系统，能量和物质皆可自由出入于系统，均衡状态可以在某一时段或某一空间先行达到，并非一定要全系统的均衡。事实上，自然界的能量流和物质流处于随机状态，是千变万化的。因此，既有均衡的趋向，又处于随时被打破的状态。另一方面还有一个尺度问题，从长时间和大范围来看可能已达到均衡，但从较短时间或某一局部范围来看则未必达于均衡。如一条河流，从多年平均的时间尺度来观察，其纵剖面平均高程、平均输沙量等特征值无大变化，则可认为已取得均衡。但从不同的水文年、年内不同的季节看，存在冲淤的变化，有时甚至还相当大，处于不均衡状态。按照这种思想来研究地貌的发生和发展，使地貌学研究更加接近于自然界的实际情况。

应用地貌研究如何应用地貌学原理和方法解决生产实践的学科。如研究地貌形态与沉积物的分布规律，进行地貌区划、农业区划；应用沉积相的理论和方法，了解石油、地下水和一些砂矿的富集和贮存规律；根据地貌的变形揭示新构造运动，找出地震危险区，作地震长期预报，衡量大型建筑的地基稳定性；研究某些灾变性地貌过程，如山崩、滑坡、泥石流等，进行预测，提出防护措施；研究河流和波浪的侵蚀、搬运、堆积作用，对水土保持、航道整治、海港选址、护岸护坡等工程建设提出依据；研究风沙运动规律，采取防风固沙措施，保护农田、草场和道路；许多以自然风光为特色的旅游点、区的选择和建设，也需要地貌学知识。

研究方法自20世纪50年代以来，地貌学的研究方法和手段有了较大进展。

①地貌学研究和应用只凭定性描述方法是不够的，必须用定量方法研究地貌过程，说明地貌与其形成因素之间的关系。17、18世纪河流地貌研究中曾应用定量方法，但较广泛的运用是在1945年R.E.霍顿提出了河流长度、数目与级别之间的定量关系之后。较多的是用于地貌形态要素的量计，如河流长度、流域面积、地形高度与坡度等，利用这些参数，以数理统计方法开展河流地貌特征、坡地特征的研究等。由于许多地貌过程非常缓慢，一些突发的因素又难以监测，加上影响的因素过于复杂，难以定量地一一表达，因此计量方法在地貌学研究中的运用还很不够。

②对某些外力地貌过程，如河床演变、风沙运动、河口变迁开始用水槽、风洞等作模拟实验，运用应用函数、概率论、数理统计、数理逻辑、控制论、流体力学等数学、物理学方法进行分析研究。

③对某些地貌过程采用遥测遥感技术，包括地面定位遥测(运用航空、卫星遥感影像等对地貌过程的动态监测。

④对许多地貌事件的形成时代运用放射性同位素、热释光、古地磁等方法测定，可以从时间上、影响因素上更准确地重构地貌的发展历史，并进而预测其宏观的发展趋势。

⑤地貌制图技术有很大进展，地貌图向定量化、规范化和图例标准化方向发展。

分支学科自然地理学、地貌学、动力地貌学、构造地貌学、气候地貌学、应用地貌学、植物地理学、动物地理学、冰川学、冻土学、古地理学、水文地理学、土壤地理学、化学地理学、综合自然地理学、人文地理学、经济地理学、农业地理学、工业地理学、商业地理学、交通运输地理学、旅游地理学、人口地理学、人种地理学、聚落地理学、乡村地理学、城市地理学、社会地理学、文化地理学、医学地理学、政治地理学、军事地理学、地图学、地名学、理论地理学、历史地理学、区域地理学、应用地理学