現(xiàn)代地貌學(xué)基本思想的認(rèn)識和發(fā)展*

劉希林 ，譚永貴

(1 中山大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，廣東 廣州 510275；2 廣西貴港市覃塘區(qū)樟木鄉(xiāng)高級中學(xué)， 廣西 貴港 537127)

現(xiàn)代地貌學(xué)經(jīng)歷了100多年的發(fā)展歷程。在地貌基本理論的發(fā)展史上，曾經(jīng)有過卓越的地貌學(xué)家臺維斯(1850-1934年)、彭克(1888-1923年)和金氏的杰出貢獻。臺維斯和彭克被譽為現(xiàn)代地貌學(xué)的奠基人。前蘇聯(lián)地貌學(xué)家馬爾科夫評價認(rèn)為[1]，能在地貌學(xué)理論方面留下深刻足跡者只有兩人，就是臺維斯和彭克，他們對地貌學(xué)的觀點作了一番新穎全面而又系統(tǒng)的闡述。20世紀(jì)50年代以后，地理學(xué)界出現(xiàn)了“計量革命”，新的數(shù)量化手段開始越來越多地在地理學(xué)中應(yīng)用[2]，物理、化學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等相關(guān)學(xué)科的知識和原理也被引入地貌學(xué)，地貌學(xué)開始更加重視現(xiàn)代地貌過程的研究，朝定量試驗、越來越深入和精細(xì)的方向發(fā)展，興起了許多動力地貌的分支學(xué)科[3]。不斷深入的對現(xiàn)代地貌過程的研究也帶來了思想上的新探索。在河流動力地貌領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)了沖積河流的“動態(tài)平衡”，這是一種不同于傳統(tǒng)演化思想的觀念[4-5]。20世紀(jì)50年代，Schumm[6]提出了河流地貌中的地貌臨界值與流域系統(tǒng)的復(fù)雜反應(yīng)。高量值低頻率的作用過程和突變過程在地貌發(fā)展演變中的作用被重新提出來，引起了學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注[7]。當(dāng)今地球環(huán)境災(zāi)害日益加劇，各種突變過程、高量值過程的出現(xiàn)越來越多[8-9]。但是這些在以定量試驗為基礎(chǔ)的現(xiàn)代動力地貌過程研究中的新發(fā)現(xiàn)，以及提出來的具有新思想意義的觀點，都還沒有上升成為地貌學(xué)的基本理論。

現(xiàn)代地貌學(xué)發(fā)展雖然很快，但基本理論的發(fā)展卻處于長期滯后的狀態(tài)。20世紀(jì)80年代國際地貌學(xué)界開始呼吁發(fā)展地貌基本理論[10]。一方面，地貌學(xué)已經(jīng)具有了發(fā)展基本理論的有利條件，傳統(tǒng)的基本理論學(xué)說的成就，幾十年來大量的地貌學(xué)研究成果，尤其是以定量試驗為重要手段的動力地貌的日益深入研究，為新時代地貌基本思想和理論的總結(jié)和發(fā)展提供了充分的基礎(chǔ)；另一方面，部門地貌學(xué)不斷深入和精細(xì)，也要求地貌學(xué)整體基本理論向前發(fā)展，以便提供更為廣闊的認(rèn)識視野和更高層次的整體性理論指導(dǎo)。我國老一輩地貌學(xué)家王乃樑、沈玉昌、羅來興、楊景春、王鐘山等，非常關(guān)注地貌學(xué)基本理論的發(fā)展，給予后學(xué)以熱情支持和殷切期望。此文即是作者對現(xiàn)代地貌學(xué)基本思想發(fā)展歷程的思考和體會，拋磚引玉。

1 地貌系統(tǒng)

目前地貌學(xué)的基本思想還沒有超越臺維斯奠定的基本框架。如何建立與現(xiàn)代地貌學(xué)研究和當(dāng)今社會發(fā)展需要相適應(yīng)的基本思想和基本理論，從20世紀(jì)80年代以來一直是國際地貌學(xué)界試圖突破的問題[11]。它的突破點在哪里？可以歸結(jié)為對“地貌”含義的理解，這是地貌學(xué)的根本所在。本文認(rèn)為，地貌是由形態(tài)、組成物質(zhì)、作用過程和邊界條件4個組成部分互相依存、互相作用，并要求相互適應(yīng)而構(gòu)成的整體。這就是地貌系統(tǒng)(地貌含義)的整體觀，也是地貌學(xué)的基本命題。

1.1 地貌(系統(tǒng))含義的歷史認(rèn)識

早期人們把地貌只理解為形態(tài)，地貌就是指地球表面的形態(tài)，即地形。后來對地貌的認(rèn)識由形態(tài)發(fā)展到成因，也就是臺維斯所說的由“形態(tài)描述”到“解釋性描述”，地貌的含義就成了“形態(tài)和成因的結(jié)合”。地貌成因主要從內(nèi)力和外力兩方面去研究，表達為“地貌是內(nèi)、外力相互作用的結(jié)果”。臺維斯對地貌理論的最大貢獻，一是對地貌含義的認(rèn)識，提出了著名的三項式公式：“地形是構(gòu)造、營力和時間的函數(shù)”[12]。二是建立了在一定假設(shè)條件下的地貌侵蝕循環(huán)理論(發(fā)育模式)。這里“構(gòu)造”是指內(nèi)力作用，包括靜態(tài)地質(zhì)構(gòu)造和巖石，“營力”是指外力作用，也叫過程，“時間”是指地貌發(fā)育的時段，也叫階段。臺維斯關(guān)于地貌發(fā)育因素的認(rèn)識，包括了內(nèi)、外力作用和組成物質(zhì)，其獨特之處是把“時間”作為影響地貌發(fā)育的因素。在地貌發(fā)育的邊界條件(氣候、構(gòu)造運動、區(qū)域侵蝕基準(zhǔn)面)長期處于相對穩(wěn)定的條件下，地貌形態(tài)會隨著時間(發(fā)育階段)的不同而不同，因此“時間”也成了地貌發(fā)育的因素。臺維斯特別強調(diào)從(時間)演化的方向來研究地貌，成為地貌演化學(xué)派的先驅(qū)。20世紀(jì)50年代以前的地貌學(xué)基本理論都屬于演化學(xué)說。

1.2 地貌系統(tǒng)發(fā)育過程的進一步認(rèn)識

隨著地貌學(xué)研究的逐步深入，地貌學(xué)家更加明確地認(rèn)識到組成物質(zhì)是影響地貌發(fā)育的因素之一，我國地貌學(xué)家曾昭璇教授還專門寫了一本《巖石地形學(xué)》[13]。地貌學(xué)家廣為認(rèn)同內(nèi)力、外力作用和組成物質(zhì)是影響地貌發(fā)育(形成)的3大因素。本文在此提出“形態(tài)本身也是影響地貌發(fā)育的因素之一”，以供討論。

形態(tài)和成因的關(guān)系，不只是單方向的由成因形成形態(tài)，同時形態(tài)也是影響成因的因素之一，二者相互作用、相互依存。臺維斯地貌侵蝕循環(huán)發(fā)育模式表明，形態(tài)隨著時間的變化而變化。形態(tài)是作用過程的產(chǎn)物，形態(tài)隨時間的不同，應(yīng)該是作用過程隨時間的不同而導(dǎo)致的。作用過程在地貌侵蝕循環(huán)演化中，確實隨時間而變化，例如河流地貌的壯年期，水流能量大，水流侵蝕作用強烈，形成高山峽谷地形。往后，水流能量減小，水流侵蝕作用減弱，地形變得低緩。那么在地貌發(fā)育的邊界條件保持不變的情況下，是什么原因造成了作用過程隨時間的不同而不同？實際上正是“形態(tài)”本身在起作用，因為河流地貌壯年期地勢高差大，同樣的降雨產(chǎn)生的水流能量和作用強度就大，以后隨著地勢高差的減小和坡度變緩，同樣的降雨產(chǎn)生的水流能量和作用強度就會變小。可見“形態(tài)”確實在影響和決定著地貌的作用過程，也就成為地貌成因中的一個因素。地貌形態(tài)隨時間的變化，很容易錯覺為“時間”在對地貌發(fā)育起作用，從而把時間也作為影響地貌發(fā)育的一個因素，實際上這只是一個表象而已。

時間不是影響地貌發(fā)育的因素和地貌發(fā)展變化的原因，時間只是地貌存在狀態(tài)的一個坐標(biāo)而已。愛因斯坦相對論認(rèn)為，時間是一個相對的抽象概念。事物隨時間的變化，只是事物變化隨時間的表現(xiàn)形式，并不是時間在起作用。就像某一變量隨時間變化的曲線那樣，時間只是這個變量的狀態(tài)標(biāo)度，并不表明時間就是造成這個變量變化的原因。比如說，一個人隨著年齡的增長而慢慢變老，實際上不是時間使人變老，而是人到了一定年齡后，隨著時間的推移，人體的各種機能在慢慢退化，是人體機能的老化而使人變老。地貌隨時間的變化并不是時間在起作用，而是地貌各組成因素相互作用產(chǎn)生的結(jié)果表現(xiàn)出地貌狀態(tài)隨時間變化了。地貌狀態(tài)可以隨時間而變化(調(diào)整、發(fā)展演化的狀態(tài)即非平衡態(tài))，地貌狀態(tài)也可以不隨時間而變化(平衡態(tài))。臺維斯的準(zhǔn)平原、金氏的山麓夷平面、沖積河流的動態(tài)平衡，都是不隨時間變化的“平衡態(tài)”或“準(zhǔn)平衡態(tài)”。如果時間真是影響地貌發(fā)育的因素，那么地貌就會時刻都在變化，如果地貌時刻都在變化，那么就無法進行地貌的精確測量和定量描述，也無法達成對各個階段地貌特征的統(tǒng)一認(rèn)識了。通常所說的地貌是三維空間和時間組成的四維空間的總體的說法，與上述觀點并不矛盾，用四維空間的四維(從時空狀態(tài))來研究地貌，可以重建地貌演變過程，預(yù)測地貌發(fā)展趨勢。

本文提出將“邊界條件”作為影響地貌發(fā)育的因素之一，特別強調(diào)邊界條件對地貌發(fā)育的意義和控制作用。地貌邊界是指研究對象的四周邊界，它包含的地域叫“本地域”。凡是本地域以外的，對本地域地貌形態(tài)、組成物質(zhì)和作用過程有影響的所有因素和條件，都是本地域地貌的邊界條件。地貌邊界之外的相鄰地域也是本地域的邊界條件。地貌邊界是立體的，但是為了研究方便通常將其簡化為平面邊界。地貌邊界是自然邊界，也有為了研究需要而人為圈定的邊界。

地貌邊界條件范圍可以很廣，例如氣候、植被、上游的來水來沙，下游的河道與侵蝕基準(zhǔn)面、地貌底部的基底條件、乃至本地域以外的地貌形態(tài)、組成物質(zhì)和作用過程，也是本地域的邊界條件。邊界條件對地貌的形成發(fā)育和發(fā)展演變具有控制作用，是影響地貌發(fā)育的重要因素。越是精細(xì)的地貌研究，就越要依賴于對邊界條件的認(rèn)識深度。

可能有人把本地域作為一個系統(tǒng)，本地域的地貌邊界就成了系統(tǒng)的邊界，地貌邊界以外的邊界條件就成了(本地域)系統(tǒng)以外的東西，這只是以系統(tǒng)論觀點認(rèn)識地貌的一種認(rèn)識角度而已。地貌就是一個開放系統(tǒng)，這一系統(tǒng)與外界有著廣泛而又密切的物質(zhì)和能量交換。本文與上述認(rèn)識角度不同，這里的“地貌”不僅指本地域(的形態(tài)、作用過程和組成物質(zhì))，而且包括了本地域以外的邊界條件，它是本地域和它的邊界條件構(gòu)成的整體。因此，影響地貌發(fā)育的因素可以歸結(jié)為形態(tài)、組成物質(zhì)、作用過程和邊界條件。河流動力地貌是地貌學(xué)研究中最深入的一個領(lǐng)域，它清楚地揭示出邊界條件對河流地貌的發(fā)展變化和各種河型的形成與轉(zhuǎn)化的制約作用[14]。許多災(zāi)害地貌例如滑坡和泥石流，從邊界條件(臨空面和地形坡度)進行人為調(diào)整，也是治理地貌災(zāi)害的有效措施[15]。在地貌文獻中，常?？吹降孛矊W(xué)家在論述地貌過程之前，要先行論述地貌發(fā)育的地質(zhì)和自然地理條件，地質(zhì)條件中的巖石和靜態(tài)地質(zhì)構(gòu)造屬于組成物質(zhì)，新構(gòu)造運動屬于內(nèi)力作用，這些都是地貌邊界條件的一部分。

離開了邊界條件，要把地貌的平衡態(tài)以及平衡與演化的關(guān)系認(rèn)識清楚是困難的。平衡態(tài)的形成，大多數(shù)必須在邊界條件不變的情況下才能出現(xiàn)。當(dāng)邊界條件發(fā)生變化時，如果原來的形態(tài)和組成物質(zhì)與新的變化了的邊界條件不相適應(yīng)，那么原來的平衡態(tài)就要轉(zhuǎn)化為調(diào)整態(tài)。例如已經(jīng)達到平衡態(tài)的沖積河流，只要邊界條件有變化，就會進入調(diào)整態(tài)。平衡(均衡)河流的概念很早就有，它是指既沒有侵蝕又沒有堆積的河流，也就是河流的形態(tài)沒有變化了。臺維斯在地貌侵蝕循環(huán)理論中認(rèn)為，河流到了壯年期就達到了平衡，可是又認(rèn)為平衡河流的坡度隨著循環(huán)的進行而必須改變[12]。河流到了壯年期，既然達到了平衡，侵蝕和堆積沒有了，又哪來的形態(tài)變化？怎么會有河床縱比降必須改變？臺維斯由于當(dāng)時對邊界條件的作用認(rèn)識不夠，所以也沒能把河流地貌的平衡態(tài)講清楚。沖積河流的平衡態(tài)一定要在邊界條件不變的情況下才能形成和保持。壯年期河流在某些時段，其邊界條件不變或者穩(wěn)定，達到了平衡態(tài)，但整個壯年期河流流域仍在演化，河流的來水來沙等邊界條件還在不斷變化，所以河流在某些時段達到平衡態(tài)以后，又會因為邊界條件的變化而進入調(diào)整態(tài)，繼續(xù)產(chǎn)生形態(tài)的發(fā)展變化，出現(xiàn)河床縱坡進一步變小的情形。只有到了準(zhǔn)平原階段，整個流域完成了全部調(diào)整過程，達到了地貌整體的平衡態(tài)，這時河流的邊界條件就不再改變了，河流也就能夠保持在平衡態(tài)。所以，只有充分認(rèn)識了邊界條件，才能把地貌的平衡問題認(rèn)識好。

1.3 地貌系統(tǒng)的整體觀

地貌的作用過程是來自于邊界條件的作用動力與形態(tài)和組成物質(zhì)之間相互作用的過程。進一步探討它們之間的關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)，它們是相互作用、相互依存的整體。當(dāng)看到一條山區(qū)峽谷，會想到它是由急湍洶涌的水流侵蝕形成的。進一步探討，急湍洶涌水流的形成首先與它邊界條件有關(guān)，是山區(qū)峽谷這種比降大的地形才賦予了水流強烈的侵蝕能量，是“形態(tài)”對水流的作用才產(chǎn)生了這種急湍洶涌的水流。所以說，不只是水流單方面作用于形態(tài)及組成物質(zhì)而形成了地貌形態(tài)的過程，同時也是一種雙向作用過程，即水流與形態(tài)和組成物質(zhì)相互作用的過程。河流地貌學(xué)研究成果表明[16]，河床的形成與演變過程也就是挾沙水流與河床的相互作用過程。水流塑造河床，河床約束水流，二者相互制約，相互依存。水流塑造出一定的河床形態(tài)，河床形態(tài)一經(jīng)塑造出來，反過來會影響水流的結(jié)構(gòu)和流速場的分布。之所以形成這樣一種水流動力，其中就包括了形態(tài)對水流的作用。

以海岸動力地貌發(fā)育為例，進一步分析和闡述地貌系統(tǒng)的整體觀。從外海傳來的波浪在進入海岸帶以前，它是屬于海岸地貌的邊界條件，當(dāng)它進入海岸帶即進入地貌邊界以后，就開始與海岸帶的形態(tài)與組成物質(zhì)產(chǎn)生相互作用，海岸帶的波浪就成了海岸地貌的作用動力。在地貌邊界內(nèi)(海岸帶)，海岸波浪時刻都在作用于海岸的形態(tài)和組成物質(zhì)，形成了與之相適應(yīng)的海岸地貌，同時海岸波浪也受到海岸形態(tài)、組成物質(zhì)的作用，使波浪在傳播過程中發(fā)生變形、破碎或折射，形成了破浪帶和激浪帶的空間動力分異，在岬角處波能發(fā)生集中，在海灣處波能發(fā)生輻散，這樣的波浪作用又形成了與之相應(yīng)的地貌形態(tài)和物質(zhì)組成。例如在破浪帶，波浪破碎沖擊海底，形成水下沙壩和水下凹槽，其組成物質(zhì)相應(yīng)較粗。在波能分散的海灣地方，波浪作用強度低，形成了與之相應(yīng)的海積地貌形態(tài)，其組成物質(zhì)相應(yīng)較細(xì)；在波能集中的岬角處，波浪作用強度大，形成陡峻的海蝕崖和海蝕平臺，其組成物質(zhì)相應(yīng)較粗。

所以地貌的形態(tài)、組成物質(zhì)、作用過程和邊界條件彼此相互作用、相互依存，還要求相互適應(yīng)，共同構(gòu)成一個整體，這個整體就是“地貌”，這就是地貌系統(tǒng)的整體觀。它是在前人地貌含義認(rèn)識基礎(chǔ)上，加入“形態(tài)”和“邊界條件”兩個因素，為適應(yīng)現(xiàn)代地貌學(xué)的精細(xì)研究而提出來的。希望它的建立能為認(rèn)識地貌系統(tǒng)的整體觀及其各個組成部分提供比較完整的思路和較之以前更為廣闊的視野。

2 地貌的發(fā)展變化與整體調(diào)整原理

2.1 地貌的調(diào)整態(tài)和平衡態(tài)

當(dāng)?shù)孛哺鹘M成部分不相適應(yīng)時，就會通過作用過程產(chǎn)生地貌調(diào)整，進入調(diào)整態(tài)。例如軟巖組成的陡崖，其形態(tài)與組成物質(zhì)不相適應(yīng)，那么軟巖陡崖很快就會調(diào)整為與其組成物質(zhì)相適應(yīng)的緩坡地貌。地貌各組成部分不相適應(yīng)的程度越高，其存在的時間就越短，調(diào)整的速度和強度就越大，反之亦然。例如枯水期形成的河床，是與枯水期的河流邊界條件和作用過程相適應(yīng)的，到了洪水期，原先的河床就與洪水期的河流作用過程和邊界條件不相適應(yīng)，從而產(chǎn)生河床形態(tài)乃至組成物質(zhì)的調(diào)整。當(dāng)調(diào)整態(tài)以急劇的形式表現(xiàn)出來時，稱之為地貌突變態(tài)。地貌突變態(tài)是地貌各組成成分不相適應(yīng)程度很高、調(diào)整強度很大、變化劇烈時發(fā)生的突變，實變態(tài)存在時間很短且不穩(wěn)定，常常與高量值事件聯(lián)系在一起，高量值事件可以帶來地貌突變和巨變，是頻率小但能量(作用強度)大的地貌過程，例如風(fēng)暴潮、地震、泥石流、大洪水、山崩等。高量值事件并不完全等同于突變，也不一定引起突變，例如一次大地震中某棟房子結(jié)構(gòu)堅固，抗震性強，即使作用過程(地震)很強烈，也不會發(fā)生突變(倒塌)，因為它的結(jié)構(gòu)與邊界條件和作用動力仍然相適應(yīng)。河道河堤(的形態(tài))如果與大洪水相適應(yīng)，即使發(fā)生大洪水，也不會出現(xiàn)河堤潰決的突變現(xiàn)象。地貌變化方式可以是漸變的，也可以是突變的。突變不一定都有邊界條件的大變化，例如山坡上一個處于臨界狀態(tài)的大石頭，在一個很小的作用力下也可能滾下山去(發(fā)生突變)。當(dāng)?shù)孛哺鹘M成部分達到完全相互適應(yīng)狀態(tài)時，地貌就不再發(fā)生改變了，出現(xiàn)了不隨時間而變化的地貌狀態(tài)，這就是地貌的平衡態(tài)。所以根據(jù)地貌各組成部分的相互適應(yīng)的程度及其發(fā)展變化的強度，地貌狀態(tài)可以分為調(diào)整態(tài)、突變態(tài)和平衡態(tài)。調(diào)整、突變和平衡是對立統(tǒng)一的關(guān)系，對立是它們形式上的各有區(qū)別，統(tǒng)一是它們有相同的作用機制。

2.2 地貌調(diào)整態(tài)與平衡態(tài)的驅(qū)動因素

地貌發(fā)展變化的驅(qū)動因素是什么？本文以河流地貌發(fā)育為例來進一步闡述。河流地貌學(xué)家認(rèn)為[17]，河道發(fā)生變化的根本原因是輸沙不平衡。在一定條件下，如果輸入河道的泥沙超過水流的挾沙能力，過多的泥沙將淤積下來，使河床淤高。當(dāng)來沙量小于水流挾沙能力時，不足的泥沙將從河床得到補充，使河床沖深。當(dāng)河床發(fā)生沖淤變化以后，河床形態(tài)的改變導(dǎo)致水力條件變化，將使水流的挾沙能力發(fā)生相應(yīng)的變化，所以沖積河流的河床具有自動調(diào)整功能，在水流與河床的作用下，將不斷調(diào)整自身的坡面和斷面形態(tài)，力圖使挾沙能力與上游來沙條件相適應(yīng)。來沙量屬于邊界條件之一，河流挾沙能力是由河床形態(tài)、組成物質(zhì)和作用過程共同決定的，輸沙不平衡就是河流挾沙能力與來沙量不相適應(yīng)(不相等)，兩者不相適應(yīng)就會導(dǎo)致河床形態(tài)改變，最終結(jié)果將使河床濕周上每一點所受到的切應(yīng)力與該點河床物質(zhì)的臨界抗剪力相等，于是水流與河床之間便會出現(xiàn)一種相對的平衡狀態(tài)[14,18]。沖積河流總是要自動地向輸沙平衡的河流(平衡態(tài))發(fā)展，表明地貌各組成部分總是力求相互適應(yīng)而達到平衡的狀態(tài)。

在地貌邊界條件保持不變的情況下，地貌的發(fā)展變化(假定初始條件確定)將經(jīng)歷一個確定的調(diào)整過程，最后達到一個不隨時間而變化的確定的平衡態(tài)。理論上，這一論點可以通過熱力學(xué)第二定律加以證明。熱力學(xué)第二定律是，在邊界條件維持不變的情況下，開放系統(tǒng)最終將達到一個不隨時間而變化的熵產(chǎn)生最小的穩(wěn)定態(tài)。地貌系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)，開放系統(tǒng)與外界有著廣泛的物質(zhì)和能量交換并存在相互作用。熵產(chǎn)生最小的穩(wěn)定態(tài)是一種不隨時間而變化的狀態(tài)，達到穩(wěn)定態(tài)時作用過程依然存在，系統(tǒng)在空間上不是完全均勻的，而是一種在空間上有差異的有序結(jié)構(gòu)。熱力學(xué)第二定律的“穩(wěn)定態(tài)”就是地貌學(xué)中的平衡態(tài)。實際上，上述論點可以通過沖積河流的自動調(diào)節(jié)作用來得以驗證。如前所述，河流總是要力圖要達到輸沙平衡，輸沙平衡就是河流既沒有侵蝕、也沒有堆積的平衡態(tài)。當(dāng)邊界條件保持不變時，沖積河流向平衡態(tài)趨近。例如三門峽水庫修建后渭河下游的堆積調(diào)整和壩下河道的沖刷調(diào)整，都表現(xiàn)為一種向平衡態(tài)發(fā)展的趨勢。

平衡態(tài)是地貌各個組成部分達到完全相互適應(yīng)的狀態(tài)，這是平衡態(tài)的第一個特征；平衡態(tài)的第二個特征是地貌的作用過程依然存在，但是沒有了地貌的調(diào)整，地貌形態(tài)不隨時間而變化；平衡態(tài)的第三個特征是本地域的上邊界輸入的物質(zhì)與下邊界輸出的物質(zhì)相平衡。 平衡態(tài)的形式是多樣的，平衡態(tài)需要在邊界條件不變時才會出現(xiàn)并得以保持，平衡態(tài)存在的時間有長有短，平衡有動態(tài)平衡和靜態(tài)平衡，有暫時平衡和較長期的平衡?？傊?，地貌的平衡態(tài)是存在的，自然界地貌各組成部分總是有一定程度的相互適應(yīng)，因而總是有一定程度的穩(wěn)定性，否則就不可能進行地貌測量和定量描述，也就不成為“三維空間的實體”了。但是，地貌的平衡態(tài)是相對的，即使到了地貌的準(zhǔn)平原階段，也不是一成不變了，還會隨著下一次構(gòu)造運動的抬升(邊界條件的變化)開始第二個輪回。所以地貌總是隨著時間的推移而演化。

2.3 地貌的發(fā)育過程及演變趨勢

只要地貌的初始狀態(tài)(形態(tài))和邊界條件是確定的，地貌的發(fā)育過程及發(fā)展方向也是確定的。初始狀態(tài)是地貌發(fā)育的基礎(chǔ)，邊界條件對地貌的發(fā)生發(fā)展起控制作用。地貌的形態(tài)、組成物質(zhì)和作用過程總是力圖與邊界條件相適應(yīng)。所以當(dāng)?shù)孛驳某跏紶顟B(tài)和邊界條件確定后，地貌的發(fā)育過程和發(fā)展方向也就確定了。自然界地貌的邊界條件千差萬別，也經(jīng)常變化，初始狀態(tài)也不相同，所以地貌的發(fā)育過程也復(fù)雜多樣。反過來，如果地貌的邊界條件和初始狀態(tài)相似，就會出現(xiàn)相似的地貌發(fā)育過程和發(fā)展方向，例如濕潤地區(qū)侵蝕溝谷的發(fā)育過程，同類沙丘的發(fā)育過程，同類喀斯特地貌的形成過程等，都是如此。

雖然地貌的調(diào)整總是力圖要求使各組成部分相互適應(yīng)，但是地貌的調(diào)整卻不一定會使各組成部分相互適應(yīng)的程度增加，有時反而會減小，甚至可能造成比以前更大強度的調(diào)整。在地貌調(diào)整過程中，如果邊界條件發(fā)生了變化，而這種變化與原有的形態(tài)和組成物質(zhì)不相適應(yīng)，就可能使地貌各組成部分不相適應(yīng)程度增加，即使邊界條件保持不變，地貌調(diào)整產(chǎn)生形態(tài)或組成物質(zhì)的改變，改變后的形態(tài)或組成物質(zhì)與邊界條件之間不相適應(yīng)程度也可能更大。例如地貌侵蝕循環(huán)模式幼年期的侵蝕強度是增加的，因此在邊界條件保持不變的情況下，雖然總的趨勢是地貌各組成部分相互適應(yīng)程度增加，并最終趨向于一個穩(wěn)定的平衡態(tài)，但是地貌發(fā)展變化的強度也不會總是單方向減小，地貌各組成部分相互適應(yīng)程度也不會總是單方向增加，所以地貌的發(fā)展變化和整體調(diào)整的演化模式是復(fù)雜多樣的，正如Schumm所講的地貌系統(tǒng)的復(fù)雜反應(yīng)那樣[19]?？傊?，地貌發(fā)展演化過程要依據(jù)初始狀態(tài)和邊界條件，作具體深入的地貌學(xué)分析。

3 經(jīng)典地貌發(fā)育模式的討論

臺維斯地貌侵蝕循環(huán)理論是影響最大的地貌基本理論之一，其前提條件是構(gòu)造運動快速上升而后長期穩(wěn)定(停息)，區(qū)域侵蝕基準(zhǔn)面長期保持不變，氣候濕潤并有干濕交替變化但長期保持相對穩(wěn)定狀態(tài)。也就是說，在地貌邊界條件長期保持不變的情況下，地貌經(jīng)歷一個確定的調(diào)整過程，最終達到整個地貌的平衡態(tài)，這一循環(huán)過程所跨的時間尺度很長。

臺維斯地貌侵蝕循環(huán)模式只有在其假設(shè)條件下才是成立的。此外，還要補充一個條件，即地貌要始終保持在侵蝕狀態(tài)。該模式中的氣候條件是干濕交替的，所以風(fēng)化作用和流水作用兩種過程之間能夠互相交替、互相影響，有利于侵蝕的不斷進行，但還必須附加一個條件，即地表植被和組成物質(zhì)要滿足水流的侵蝕力大于地面的抗蝕力，這樣才能使地表始終處于侵蝕狀態(tài)，侵蝕循環(huán)才能不斷進行，最終形成準(zhǔn)平原。如果地貌調(diào)整到水流侵蝕力小于地面的抗蝕力，侵蝕演化在達到準(zhǔn)平原之前就停止了，形成的則是與準(zhǔn)平原不同的另外一種平衡態(tài)。在這樣的補充條件(地貌始終保持侵蝕狀態(tài))下，濕潤地區(qū)在區(qū)域侵蝕基準(zhǔn)面長期保持不變的條件下，流水作用導(dǎo)致物質(zhì)的遷移總是從高地向低地進行，地形在經(jīng)過很長時間的發(fā)展后，最終會達到低緩的準(zhǔn)平原狀態(tài)。地貌侵蝕循環(huán)模式展示了一個地貌長期演化過程的典例，對推動地貌演化研究和地貌學(xué)發(fā)展起到了積極的作用。

如果不顧及是否符合前提條件而任意應(yīng)用臺維斯地貌侵蝕循環(huán)模式，得出每個地區(qū)都在向準(zhǔn)平原發(fā)展，這是錯誤的。但這不是模式本身的錯誤，而是應(yīng)用的錯誤。臺維斯模式不是萬能的，是有適用范圍的。循環(huán)模式所跨的時間尺度漫長，在這么長的時間內(nèi)要保持著(至少主要的)邊界條件不變，所以它的應(yīng)用范圍并不廣。無論對模式的整體應(yīng)用，還是對模式中部分觀念的應(yīng)用，都要符合其前提條件?，F(xiàn)代地貌學(xué)研究的重點是研究現(xiàn)在的(實際的)地貌過程，時間尺度小，以定量試驗觀測為基礎(chǔ)，考慮的是眼前實實在在的地貌發(fā)展過程?，F(xiàn)代地貌學(xué)研究遇到的地貌邊界條件比地貌侵蝕循環(huán)模式中的邊界條件要復(fù)雜得多，所以不能指望一個抽象化了的有特定前提條件的地貌侵蝕循環(huán)模式能夠指導(dǎo)和解決一切地貌學(xué)的理論問題，需要發(fā)展與現(xiàn)代地貌學(xué)相適應(yīng)的基本思想和理論。

彭克的山前梯地發(fā)育模式認(rèn)為，一個地區(qū)經(jīng)過構(gòu)造運動迅速上升為山地后轉(zhuǎn)為穩(wěn)定(構(gòu)造運動停息)，山麓基準(zhǔn)面保持穩(wěn)定不變，在這樣的條件下(這與地貌侵蝕循環(huán)模式的前提條件是一致的)，流水作用在山麓地區(qū)形成與山麓基準(zhǔn)面相適應(yīng)的平緩山麓夷平地面，叫做山前梯地。這種平緩的山麓夷平地面在現(xiàn)代很多山麓地區(qū)都能看到，以后構(gòu)造運動又快速上升而且上升的范圍加大，把山麓夷平地面抬升為各級山前梯地。

彭克的山前梯地發(fā)育模式是在濕潤的山麓地區(qū)，形成的夷平地面叫山前梯地。金氏的山麓夷平面發(fā)育模式是在干燥的山麓地區(qū)，形成的夷平地面叫山麓夷平面。臺維斯、彭克、金氏三種模式共同揭示了這樣的原理，在構(gòu)造運動(停息)和侵蝕基準(zhǔn)面兩個主要邊界條件保持穩(wěn)定不變的情況下，地表流水作用將形成與侵蝕基準(zhǔn)面相適應(yīng)的平緩的夷平地面。三者的理論模式指的都是在邊界條件保持不變情況下，地貌要經(jīng)過一個確定的調(diào)整過程才能最終達到平衡態(tài)的幾種表現(xiàn)形式，只不過彭克和金氏的模式要求邊界條件保持不變的時間尺度相對較短，所形成的平緩夷平地面的規(guī)模也相對較小，而且都是位于山麓地帶(彭克的在濕潤地區(qū)，金氏的在干燥地區(qū))。臺維斯地貌侵蝕循環(huán)模式形成的平緩夷平地面是在谷底兩側(cè)，以及整個侵蝕流域最終的平衡地貌形態(tài)是準(zhǔn)平原。準(zhǔn)平原是規(guī)模最大的、發(fā)育時間最長的與區(qū)域侵蝕基準(zhǔn)面相適應(yīng)的平緩夷平地面。換句話說，臺維斯、彭克和金氏的3種地貌發(fā)育模式都是同一個原理的不同表現(xiàn)形式。雖然彭克和金氏都指責(zé)臺維斯，但從深層次來看，他們的理論都是一致的，都是屬于地貌隨時間演化的思想體系。

4 結(jié) 論

在前人關(guān)于地貌含義是形態(tài)和成因的結(jié)合，地貌是內(nèi)、外力相互作用的結(jié)果，以及地貌是構(gòu)造、營力和時間的函數(shù)的基礎(chǔ)上，把形態(tài)和邊界條件作為影響地貌發(fā)育的因素，強調(diào)邊界條件對控制地貌發(fā)育起關(guān)鍵作用，提出地貌是形態(tài)、組成物質(zhì)、作用過程和邊界條件相互作用、相互依存，并要求相互適應(yīng)而構(gòu)成的整體。地貌的發(fā)育因素也就是地貌的組成部分，當(dāng)?shù)孛哺鹘M成部分達到完全相互適應(yīng)狀態(tài)時，地貌就不再產(chǎn)生調(diào)整和改變，出現(xiàn)了不隨時間而變化的地貌平衡態(tài)；當(dāng)?shù)孛哺鹘M成部分不相適應(yīng)時，就要產(chǎn)生地貌的發(fā)展變化，處于地貌的調(diào)整態(tài)，也即非平衡態(tài)。地貌各組成部分不相適應(yīng)是地貌發(fā)展變化的驅(qū)動力。時間并不是地貌發(fā)育的影響因素，只是地貌發(fā)育過程的坐標(biāo)軸。地貌的初始狀態(tài)(形態(tài))和邊界條件決定著地貌的演變過程和發(fā)展方向?，F(xiàn)代地貌系統(tǒng)整體觀的含義，可以運用到各種應(yīng)用地貌研究中，例如水土流失、沙漠化和泥石流防治，航道、河道和邊坡的整理等。人類可以通過積極的人工地貌調(diào)整，防治各種地貌災(zāi)害，恢復(fù)和保持地貌的自然平衡，使自然地貌處于良性的發(fā)展演化環(huán)境之中。

致謝：西南大學(xué)穆桂春教授對本文的寫作和修改提供了無私幫助，特此深表感謝。

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