现代科技综述知识文库：地貌界限

1、现代科技综述系列地貌界限科技是人类区别于动物的重要文明之一，是人类对自然规律研究和利用的学科。本文提供对科技基本概念“地貌界限”的解读，以供大家了解。地貌界限事物发展总是由量变的逐渐积累，达到某一界限以后，发生质的飞跃。地貌系统的发展也不例外。在马金(JHMackin，1948)所定义的均夷河流中，当流域输入任何控制性变量的改变，都会使平衡发生变位，最终又都可以完全吸收这种改变所带来的影响，从而使整个系统又逐步回到平衡。但是还必须看到，系统在吸收这种改变所带来的影响的过程中，孕育着新的变化，这种新的变化有时还会发生累积作用，整个系统在若干年以内便会发生充分的变化，以至达到某一界限以后，发生突变

2、，系统就会分解，河型发生质变，河流将会根据外界环境的约束重新进行自组织过程。如黄河下游，为了适应流域过量来沙输移的要求，河床长期处于加积状态，河床愈积愈高，潜伏的突变危机愈来愈大，这是不言而喻的。因此，地貌界限(临界点)的概念是极其重要的。例如，在河曲发育的长途中，曾经历过顺直微弯的时期。虽然河道纵向输沙常常是平衡的，但由于弯道洪冲枯淤，凹岸冲、凸岸淤，两相邻弯道间的过渡段(直道)洪淤枯冲，致使河床向两侧、向下游蠕移。随着弯道曲率渐次增大，河床不稳定性逐渐加大，最后达到某一界限，弯道将由渐变转化为突变，发生自然裁直。河曲蠕移与裁直这种旋回发展表明，弯道平面位置的渐变因裁直而告终。凹岸冲刷、凸岸

3、淤积这种输沙平衡因裁直而破坏，这都完全是由河曲演变本身所固有的属性决定的，而与河曲系统以外的流域因素是否变化无关。又如，黄河河口三角洲迅速淤长，河道不断向海域延伸，与之相应，河床坡度不断递减，河道水流阻力日趋增大，因而河道不稳定性随着这种渐变的积累而不断增加，达到某界限以后，出现突然分流改道，新河道又开始它的渐变过程。地貌景观某一部分的发展总是经历渐变与突变的过程，其间有一个数量界限被突破，这个界限常被称为地貌系统内部界限(intrinsic geomorphic thresholds)。另一方面，外界因素往往是促成事物转化的条件。地貌系统的突变或质变往往是来自外界控制因素的突变(干扰)引起的

4、。如出现特大洪水，超出了河槽形态结构的承受能力，便会使系统分解，河型发生质变。又如，营造地貌的内动力地壳运动对地貌系统的作用，从各国水库库区发震资料看，当大水库蓄水水深超过100m时，就有可能诱发46级地震，震源深度一般在20km以内，多半在5km左右。似乎地壳受到10kgcm2以上的区域压力就有可能达到地层弹性屈服强度。近代均衡论认为，在更高的区域压力下，有可能突破岩石圈深处物质的塑性强度，使物质外流。大约50kgcm2区域压力的变化就会引起均衡调整。地表剥蚀使地势降低，地下压力随之递减，当夷去岩体的厚度所引起的减荷超过地壳以下物质弹塑性强度时，就会出现地壳均衡上升运动。由于地壳上升的速率远

5、过于剥蚀速率，地势逐渐加高，直到新的重力均衡，上升作用才会逐渐停顿下来。而剥蚀作用仍以一定的速率进行着，直到超过地壳深处物质的强度，均衡上升又一次突然发生。可见，地震因水库蓄水这个外界条件达到一个界限而诱发，地壳因地表剥蚀这个外界条件达到一定数量界限而均衡上升。另一方面，剥蚀作用使地势降低，起伏夷平，其强度随之逐渐减弱，而后又因地壳均衡上升，流域回春，剥蚀作用随地面升高、起伏加大而渐次加强，最后达到最大值。这类对地貌系统突变起控制作用的外界条件数量界限，谓之地貌系统外部界限(extrinsic geomorphicthresholds)。地貌界限的存在反映了地貌系统的突变性，地貌系统在外界环境

6、的作用(输入)下所作出的反应(输出)，总是从突变开始到渐变告终，不断地从一个旋回到另一个旋回步步向前发展的。因此，在研究地貌发育过程中，分析和掌握从量变到质变的转化界限，就能抓住有利时机，加以因势利导，使之适应人们的需要。另一方面，从量变到质变的飞跃是有条件的，地表侵蚀作用的性质和强度是由区域多种自然条件决定的。识别引起地貌过程强度最大、地貌变形最快的条件界限，如坡面、沟谷和河流的坡度界限、植物覆盖度界限、气候水文界限、泥沙粒度界限、沟谷深切界限等，就能对不利的条件加以控制，达到因势利导的目的。此外，界限理论有可能用来预测地貌对自然和人为变化所作出的反应。过去地理学家在考察冰川遗迹、河流阶地的分布和各种沉积物的特征中，发现在地质时期可能出现某种巨大的变化时，总是以为在当时不是地壳构造运动十分活跃，便是气候有急剧的波动；自舒姆(SASchumm，1973)提出地貌临界点理论以后，人们对这样的变化，就有可能归结为体系内部的产物，不一定必然伴随着外界条件的明显改变。所以，舒姆的学说一提出来，就受到地貌研究者的普遍重视。1980年还专门召开了地貌界限方面的国际性学术讨论会，出版了论文集。80年代以来，这方面的研究一直是地貌学领域的研究热点之一。【参考文献】： 1 Coat