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戴维斯地貌理论深度分析

2018-10-30叶芃睿

祖国 2018年17期
关键词:分水岭戴维斯坡度

叶芃睿

摘要:地貌,它是指地球表层的基岩在地球内外作用力下形成的多样地表形态,地貌有自己内部结构、组成、客观几何形态的三维空间地貌体,其实,他还具有时间尺度,他会随着时间的变化而不断地变化,形成四维空间总体,地貌学研究忽略地貌周围的环境、气候,以及他的内部构造,这样的研究是不能得出正确结论,描述,分析地貌,因为地貌学的分析对环境的考察,对古气候的调查是必要的,而古气候学的资料、技术总是不到位,模拟古环境,也总避免不了无法亲临现场,只作事后诸葛的尴尬,但不得不说,古气候的调查、分析,不仅有利于还原地貌的作用力,发展史,更可以推导出地貌的发展趋势。

关键词:地貌 戴维斯 理论

戴维斯是美国的地理学奠基者,他也是很早就注意到了地貌的四维性质,他提出了“解释性地貌描述法”“侵蚀轮回说”“地貌是构造,营力,发育阶段的函数”理论,其中侵蚀轮回说最为出名,可以说,地貌源自地壳升降、地貌动力剥蚀,所谓剥蚀,可以理解为地表物质的运动,理化作用下的地表物质瓦解、搬运、堆积、溶解属于剥蚀(持续地、平均速率较低地);强构造作用下的各种构造地貌亦是剥蚀(相对匀速地、突发地),气候变化、构造运动是改变地貌动力,影响地貌景观的重要因素,下面由戴维斯的理论进行上文描述的进一步思考。

戴维斯于1899年讨论地理(地形)循环,他认为,地貌发育始终满足“构造(内力)-过程(侵蚀循环)-阶段”这样的公式,所谓过程,即地貌发育的几个侵蚀循环,按照列别捷夫的《普通地貌学》中阐述,地貌发育循环包括水循环(最常规、最活跃)、冰川循环(更替较慢)、海蚀循环和干燥循环,这些在今天看来,简言之都是外力作用,不难发现,公式的第一步,构造,就是内力,构造是地貌发育的大前提,不难发现,内力(构造)决定地貌发展大方向,过程导致同种地貌的形态差异,阶段决定同一地貌发育时间不同的动力强度。

对于戴维斯的地貌学理论,我们仅分析最著名的侵蚀轮回理论,先以流水地貌中的河流地貌(外流河)为例,众所周知,水循环中的海陆水循环是十分活跃的,外流河的上游流水补给多半与之有关,因此,河流的地貌作用力也是十分活跃、显著的。一条河,在初期階段,河流所在的地面开始倾斜,河道的侵蚀基面上升,这是构造活动,为各种河流地貌的发育提供了原始的动力,此时,河流的河网较为稀少,支流较少,水量聚集以坡面径流为主,河谷间有了宽广的分水岭。河流侵蚀基面上升,导致河流的下切作用增强,落差加大,时有跌水发育,出现V字型河道,谷坡坡度变大,河道慢慢变多,加深,由于横向环流,河道拓宽。逐渐向壮年期过度。

壮年期阶段可以称为均衡阶段,所谓均衡阶段,大可理解为地貌发育时,岩石(侵蚀面)变得光滑,此时以侧蚀为主,侵蚀线变得开阔,此时,分水岭变得狭窄,谷坡变缓,堆积,搬运作用增强,在后期,各个支流的河道也拓宽了,山脊逐渐低矮此时横向环流作用最为显著,出现凹岸侵蚀,凸岸堆积的现象。

极盛,亦是衰的开始,河流的下切作用开始停止,也就过度到了终级阶段(即老年期),下切深度达到侵蚀基面,无法继续,分水岭下降,流水更多是进行侧蚀,河谷宽,落差较小,河道曲折。

如下图,分水岭在垂直结构上分地面地下分水岭,在水平层次上,有因干支流不同而有主、次分水岭,由于不对称的分水岭两侧局地气候差异、地形差异,导致河流流速差异,导致了分水岭向流速慢的缓坡。分水岭迁移包括了外动力的河流夺蚀、风力作用、河流堆积,内力的火山侵蚀、地壳升降。

据沈玉昌 1981 《河流地貌学概论》

在洪期过后,出现河漫滩,心滩,岸边形成各种沙堤、沙坝,迂回扇,当沙坝堆积物角度超过休止角时,受到重力作用下榻,堵塞河道,易断流,有时可形成牛轭湖。分水岭基本被侵蚀,河流易出现夺蚀作用,出现断头河,流域河网发达,起伏很小,仅剩下孤峰残丘,这时,流域可称为准平原。

上述步骤,我们都可以用两个坐标系表示、分析。

②:最高(低)点(分水岭/谷底),不难发现a阶段时,随着地壳的抬升,分水岭高度随着上升,河床底部上升,为河流下切作用提供了条件,两者同时出现,而且河流初期,下切作用强度相对较弱,高低两点的落差基本恒定(增量不大),谷坡坡度较大。

④⑤⑥:此时为壮年时期,高度达到整个循环过程的平均高度,此时的下切作用减弱的,河谷谷底部分侵蚀作用较强,侧蚀加剧,因此此阶段可达到最大落差,也是谷坡坡度的达到平均的时刻。

⑦⑧⑨⑩:河流的老年期,主谷高度接近侵蚀基面,下切变慢,直至停止,地形起伏变小,此时,谷坡坡度也是极小的。

从河流不同时期的纵剖面图可以看出,并模拟侵蚀轮回,随着时间的推移,谷坡和谷底都在缓慢而持续的下降,坡度逐渐变小,但是谷坡的下降幅度总是更大的,在老年期,河流的两个高程差也是最小,坡度也是最为平缓的。

在老年期的末尾,若有新的构造运动,则又是一次新的循环,这就是戴维斯的大概思想。类似的侵蚀轮回也在其他地貌中出现。

结语:地貌学问题应更多的与其它学科交融,体现自然地理学的综合性、系统性、时空性,规范地貌的描述、命名、分类是现在急需的,多角度分析,化繁为简,可以回归最基本的侵蚀轮回说等,成因上,考虑各自然地理要素的相互作用是分析地貌的前提;只有如此,才能更多地掌握地貌,预测地貌,从而应用地貌,重建古地貌。

参考文献:

[1]伍光和.自然地理学(第四版)[M].高等教育出版社,2008.

[2]舒良树.普通地质学(第三版)[M].地质出版社,2010.

[3]杨景春,李有利.地貌学原理[M].北京大学出版社,2005.

[4]沈玉昌,等.河流地貌学概论[M].科学出版社,1986.

[5]赵济,等.中国自然地理(第三版)[M].高等教育出版社,1995.

[6]王建,等.现代自然地理学[M].高等教育出版社,2001.

(作者单位:江西科技学院附属中学)

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