地貌过程与地貌演化 高分六号 无人机航拍 三维建模

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地貌过程与地貌演化

地貌实体随时间变化而变化的过程称为地貌过程。按照地貌的时空尺度大小的差异,地貌过程可分为地质时期地貌过程、历史地貌演变过程和现代地貌过程。地质时期(46亿年以来)地貌过程指循环时间以百万年计的大尺度区域地貌的演变过程,因受地质变动、气候变迁及全球性海面变化影响,其演变具有达到时间平衡状态的趋势;历史(人类文明出现)地貌过程的均衡时间以百年计的范围内,中尺度地貌(如长河段及单个山坡)力图达到围绕一个稳定态平衡的演变过程:现代地规过程的平稳时间仅以年计,小尺度地貌,如某一河段或坡段因环境交化使径流量及泥沙量波动而引起的年内和年际的变化过程。20世纪30年代以前,人们注重对地质时期地貌过程的研究: 60年代以来。历史地貌过程和现代地貌过程的研究广泛开展,从内容和方法上加强了对地貌过程细节和力学机制的分析。通过流域演化、河道变迁、河床演变、冰川运动和地下水活动,河口海岸带及风沙运动来研究地貌过程,尤其是研究现代地貌过程。

由单元地貌形态、物质与过程组成的具有特定功能的复杂地貌结构体系称为地貌系统。最基本的地貌系统是具有分水岭、山坡、水系及干流河道的流域系统。它又可分为:产流产沙区、水沙转换或传输带、沉积等子系统。一个地貌系统靠物质和能量的输入、转换和输出来维持。系统输入的改变将导致输出的改变以及子系统内部形态或结构的改变。能量突然变化会使地貌通过正反馈或负反馈进行调整,其响应由敏感度,即重现期与松弛时间的比值来衡量。一个地貌系统内部状态或输出对其输入的调整程度即为该地貌系统平衡的量度。

地貌系统是一个动力系统,时刻都处于运动之中,特别是地势存在相对高低的地貌类型之间、上下游地貌类型之间都因内外营力作用随时在变化,只是这种变化可能比较缓慢。分析表明,内外营力长期作用于地貌实体上,使得地貌体之间每时每刻都存在相互作用,如山区受冰川、冰缘冻土分化和流水等作用,可将大量物质从山区带到平原区进行堆积,即侵蚀利蚀和堆积过程是一个此消彼长的过程, 完全反映了地貌是个统一整体的动力系统。在空间位置上,各地貌实体之间都存在一定的分布范围和相应特征,在划分地貌类型界线时,一定要重视这些特征, 这样划分的界线才既能反映整体特征,又能反映微小的细节。

地貌形成和发限的阶段与过程称为地貌演化。藏维斯提出的地貌旋回学说是最经典的地貌演化理论,早期底行的“地文期”,即袭用这种循环说,以区域地貌发有阶段来划分时期。作为我国地貌学开创者之的叶良辅先生, 主要从夷平面和地文期的角度分析地貌发展演化过程。例如,叶良辅与谢家荣合作发表的《扬子江流域巫山以下地质构造与地文史》,以地质构造为基础研究地貌,对长江三峡的成因和鄂西地文期有独创的见解,明确提出长江三峡的形成,首先由于河流劫夺,而后是复幼深切的论断,并倡议建立鄂西期准平面,山原期壮年地面和峡谷期的三个著名地文期。

同时,异形论者认为地貌演化不是按固定的时序从年轻向年老地貌演化,而是同一时期、不同岩性和不同高程部位,因内外营力作用的差异,在横向上可形成不同的地貌形态,地貌发育和演化与地貌的动力过程性质(如垂向侵蚀和侧向侵蚀)有关。按动力均衡观点,地貌变化是因某种占统治地位的地貌作用过程所建立起来的稳定状态,被分裂作用(如由于侵蚀作用)的加剧所破坏而致。这时分裂作用的能量已强大到足以超过抵抗力,即穿越其阈值。地貌要恢复到稳定状态,就要调整这种地貌过程和作用力,从长时间来说,一个地貌演化过程是平衡的,但短时段内却不稳定。

地貌形成演化机制研究,前人从不同角度开展过长期的调查和研究工作,形成了不同的观点和认识,提出了多种地貌演化动力学模式。例如,李四光从地质力学的角度分析地貌形成机理和地质运动对地貌演化的影响。杨怀仁等系统研究了中国大陆断裂构造地貌特征与造貌运动规律,分析了构造一地貌一环境耦合关系与机理;李吉均等对青藏高原隆升及周缘地貌一水系一环境变迁过程进行了长期研究工作,分析了中国大陆晚新生代构造一地貌演化规律。