地貌过程研究回顾与展望_师长兴
第29卷 第9期
2010年9月地 理 研 究GEOGRAPH ICAL RESEARCH V o l 29,N o 9Sept ,2010
收稿日期:2010-06-60;修订日期:2010-07-20
基金项目:中国科学院地理科学与资源研究所2009年度自主部署创新项目(200904004)
作者简介:师长兴(1963-),男,河北正定人,研究员。主要从事河流地貌、流域物质迁移与环境变化研究。E -mail:sh icx@igsn rr ac cn
地貌过程研究回顾与展望
师长兴,许炯心,蔡强国,景 可,李炳元,
房金福,齐德利,王随继,闫云霞
(中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101)
摘要:地貌学是现代地理科学的一个重要分支学科。本文对中国科学院地理科学与资源研究
所建所以来在地貌研究领域的主要研究成果进行了综述,包括河流地貌、黄土高原与坡地地
貌、青藏高原及南极地貌与第四纪、喀斯特与旅游地貌、地貌实验与模拟、地貌制图共六个
方面,对地理资源所地貌研究团队目前的研究方向进行了介绍,并就提高地理资源所地貌研
究在学科发展和服务国家建设中的作用提出了建议。
关键词:河流地貌;坡地地貌;冰川地貌;喀斯特地貌;区域地貌;应用地貌
文章编号:1000-0585(2010)09-1546-15
地貌学研究地球表面形态特征与格局及其发生、演化的过程与原因,既关注陆地表面也涉及大洋海底的形态及其塑造过程。地貌是大气圈、水圈、岩石圈界面上物质迁移、循环和能量传输、转化过程的结果,也是圈层界面过程信息的主要载体,因此地貌学在以地表过程为主要研究对象的现代地理科学中是一个重要的分支学科。地貌作为地理环境中最重要的因素之一,与人类生产和生活有着密切的关系,因此地貌学在社会经济建设中起着其他学科不可替代的作用。正因为地貌学在科学和社会发展上的重要性,20世纪50年代中国科学院地理研究所建所初期,就将地貌研究室设置为全所六个研究室之一。半个多世纪,我所在地貌学的基础理论研究与应用研究上都取得了丰硕的成果,为我国大江大河治理、水土流失防治、农业发展、交通建设以及自然资源合理利用和环境综合整治等诸多方面提供了重要的科学依据。
1 发展过程
中科院地理所成立初期,所内地貌研究力量是自然地理组的骨干。1958年地貌室成立后,研究力量不断发展,曾形成地理所最大的研究室。为方便开展不同地貌学科和不同地区地貌研究,并随着学科发展和国家经济建设需要不断进行调整,曾先后设置了河流地貌、风沙和黄土地貌、构造地貌、平原地貌、坡地地貌、喀斯特地貌、区域地貌等研究组,这种分科分区开展地貌研究的组织形式持续到1985年前后被课题组所取代。我所拥有全国最大的一支地貌研究团队,地貌研究领域也涵盖了地貌学的主要方面,涉及河流地貌、河口海岸地貌、风沙地貌、黄土地貌、构造地貌、喀斯特地貌、冰川地貌、地貌区划与制图、应用地貌以及包括黄土高原、华北平原、青藏高原、西南岩溶区、南极等区域地
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貌等领域的理论、方法与实践问题。
不论是早期承担国家任务分组进行研究,还是后期自主申请科研课题,我所地貌学者在地貌学科发展和服务国家需求上都作了大量工作。早期我所的地貌研究主要结合在地理考察和为国家建设服务的专项考察中,如新中国成立前的嘉陵江流域地理考察、西北史地考察、青甘考察、大巴山东段地理考察、长江三峡水库淹没损失考察,建国后的成-渝、成-昆等铁路选线、汉水流域考察,黄泛区调查,以及黄土高原水土流失调查、长江上游河谷地貌和南水北调考察等,并组织和领导全国地貌工作者,完成了中国地貌区划工作。地貌室成立后,承担和开展了长江上游河谷地貌与中下游河床演变、渭河下游与黄河下游河流地貌、喀斯特水库渗漏与喀斯特地貌旅游、黄淮海农业地貌条件评价和地貌区划、西藏、南极与黄土高原地区综合科学考察、地貌制图、国家重大自然科学基金 黄河流域环境演变与水沙运行规律 、国家攀登计划项目和中科院重大基础项目 青藏高原形成演化、环境变迁与生态系统研究 的课题、国家 八五 科技攻关项目课题 黄河流域灾害环境演变趋势及治理对策 、国家自然科学基金与水利部联合资助重大基金项目课题 流域系统中泥沙产生与致灾机理研究 、国家自然科学基金重点项目 东北黑土区土壤侵蚀机理与土地退化预警 、 基于气候-地貌-土壤-植被耦合关系的黄河中游侵蚀过程 ,以及国家下达、部门委托、国际合作、自然科学基金等约200个科考、科研、规划、制图项目与生产任务。研究成果获得国家以及省部级科技大奖几十项。如我所主持的项目 黄淮海农业地貌条件评价和地貌区划 成果1987年获中国科学院科技进步特等奖,1988年获国家科委科技进步二等奖, 黄河流域环境演变与水沙运行规律 研究成果1995年获中国科学院自然科学一等奖, 黄淮海平原地貌图(1 50万) 1987年获中国科学院科技进步特等奖,是1988年国家科委科技进步二等奖项目的组成部分; 西藏地貌 、 长江中下游河床演变 、 南极维斯特福尔德丘陵区晚第四纪地质和地貌研究 、 河流地貌概论 、 应用河流地貌实验与模拟研究 、 黄河下游河流地貌 先后分别获得中国科学院自然科学或科技进步二等奖; 水利水电建设中喀斯特渗漏问题 研究成果1987年获国家优秀勘察奖、广西自治区科技进步一等奖; 青海省地貌图(1 100万) 1990年获青海省科学技术进步奖二等奖,1991年获国家科学技术进步奖三等奖; 中国-加拿大合作研究 主要成果2003年获山西省科技进步二等奖(第二名); 黄河水沙过程变异及河道的复杂响应 2006年获水利部大禹水利科学技术奖一等奖,2007年获国家科学技术进步奖二等奖(第三名和第六名); 青藏高原第四纪冰川遗迹分布图(1 300万) 是2008年国家自然科学奖二等奖项目的组成部分。
随着科学技术的不断进步和科学研究的逐步深入,地貌学从早期的形态描述和定性分析逐渐发展到定量化的过程研究。相对国际地貌学研究,我国的地貌研究起步较晚,但也因此起点较高。我所地貌研究从其开展初期就十分重视地貌野外考察、定位观测和实验室分析与模拟的密切结合。从上世纪50年代,在地貌室创始人沈玉昌先生领导下,曾相继建立了流水地貌实验室、坡地实验室、孢粉实验室、沉积物实验室、14C实验室。其中流水地貌实验不仅可以进行一般的河床演变实验,而且可以进行地壳构造运动作用下的河型转化实验;坡地实验室可以开展不同人工降雨条件和下垫面下坡地侵蚀、堆积过程的实验研究;沉积物实验室可以进行松散沉积物的粒度分析、碎屑矿物分析、粘土矿物分析、化学分析等分析测试;孢粉实验室、14C实验室都属国内一流水平,其中14C实验室在第三届14C国际互校考核中考核成绩名列前茅,达到国际先进水平。这些实验室为研究第四纪
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环境变迁、地貌过程变化提供了重要手段,成为地貌创新研究的重要保障。除此之外,在我国不同自然带如华南热带、华中亚热带、黄土高原半干旱、干旱带、华北半干旱带、东北黑土地区曾建立了可以展开野外流水地貌实验的基地,如长江三峡库区紫色土地区、花岗岩地区,张家口地区以及东北黑土地区的野外试验观测站。在野外模拟实验方面,配备了完善的模拟降雨设备,包括各种模拟降雨机。研究中还充分利用现代技术,如3S技术、137Cs技术、GIS及其他分析计算手段。正是在高水平的实验和分析、测试、计算、模拟手段的支持下,地貌研究产生了一批批高水平的成果。
我所在地貌学上强大的研究力量和丰硕的研究成果使我所的地貌研究诸多方面长期在全国起到了引领作用,并且不断派出骨干力量建立或充实地区性的科研单位。然而近十余年来兄弟科研单位逐渐发展,形成研究特色地貌过程的优势力量时,我所地貌研究则出现人才流失、实验设备老化等问题,并在世纪之交所团队整合中并入其他研究室。但我所地貌学研究工作者仍然坚持在科研岗位上,继续展开理论和应用地貌研究工作,不断有创新成果产出。在这一基础上,2009年初恢复组建了地貌与流域过程研究室。新的研究室集中了研究所主要的地貌研究力量,特别是在河流过程、坡地过程与喀斯特过程等方面的研究力量,必将成为促进我国地貌学发展的一支重要研究团队。
2 主要研究成果
2 1 河流地貌
20世纪70年代以前,我所河流地貌研究主要偏重于河谷地貌发育史、河流地貌与地质构造的关系方面,代表性成果为沈玉昌等撰写的专著 长江上游河谷地貌 。书中指出,长江三峡远在第三纪初已经形成,是长江从隆起的夷平面上下切而形成的[1]。长江上游金沙江在石鼓附近的大拐弯系受两组共轭地质构造所控制,而非河流袭夺的结果[2]。70年代末,我所河流地貌研究转向以河床地貌研究为主, 渭河下游河流地貌 、 长江中下游河道特性及其演变 、 黄河下游河流地貌 3本专著系统地反映了80年代我所在河床过程方面的研究成果[3~5]。沈玉昌、龚国元在专著 河流地貌概论 中,将现代河床过程的基本规律概括为:水流与河床相互制约、河床变形的滞后现象、泥沙运动是水流相互作用的纽带、河床自动调节作用、平衡条件下河床几何形态与水流泥沙及边界条件之间具有函数关系等[6]。
河型的研究是我所河流地貌最活跃的领域之一。沈玉昌等在比较前人分类方案得失的基础上提出了新的河型分类方案,即将单汊和多汊作为第一级分类,单汊之下再分为顺直微弯和弯曲两种河型,多汊之下则分为两汊和复汊两种河型,并讨论了它们的形成条件[6]。阐述了河岸与河床的相对可动性对河型发育的影响,认为这种作用实际上是基于一种河流选择性调整的机理,它决定了河床究竟采取何种方式来减少自己的能量消耗,因而有不同的河型出现[7]。在渭河下游,研究了控制河型空间变化的临界条件,提出了河型转化时床沙中粉砂、粘土含量及河宽的临界值[3]。在黄土高原,发现了年均含沙量在100kg/m3以上的冲积性曲流河床,用高含沙水流的特殊能耗性质对其形成机理进行了解释,并将其命名为高含沙曲流[8]。对以长江为代表的江心洲河型的形成机理进行了系统深入的研究,指出了分汊河型形成的基本条件,一是在江心出现泥沙堆积,二是堆积下来的泥沙要取得相对稳定,这又依赖于合适的地质地貌条件、河床边界条件和水文泥沙条件的相互配合[9]。在建立砂质河流和砾石河流河型的统一判别模式方面进行了尝试,利用包括
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国内外河流的大样本,基于能耗率、水流剪切力等水力学变量和河床约束性的指标,首次建立了砂质河流和砾石河流河型的统一判别模式[10]。近年来在山地河流水力几何形态关系、河型转化和不同河型的沉积特征等方面取得了新的进展[11~14]。
将高含沙水流运动的力学理论应用于中国多沙河流地貌的研究,在国际上开辟了以高含沙水流原理研究多泥沙河流地貌过程的新领域。提出了高含沙水流侵蚀的概念[15],研究了高含沙水流的时间变化[16],发现了宽变幅水沙两相流冲淤过程中的两个冲淤临界值[17]。揭示了天然河道挟沙水流的复杂的力学行为,发现了冲积河流河床形态和河型随含沙量变化的复杂图形,对河型随含沙量变化的传统理论进行了修正,使之更加完善[18]。 在国际上首次提出了多营力地貌过程新概念,系统地展开了风沙-黄土转换带多营力侵蚀过程的研究,包括风沙-黄土转换带中的多营力作用、多营力侵蚀-输沙体系、沙尘暴对流水侵蚀-输移过程的影响,开辟了多营力地貌过程研究的新领域。提出了风力-水力两相作用下的侵蚀产沙过程模式,为多沙粗沙区的高强度产沙机理提出了新的解释[19]。研究了风水两相作用对高含沙水流的影响,提出一个简单的 运载工具 模式来描述高含沙水流的形成特性,为黄河多沙粗沙区高含沙水流的成因提出了新的解释[20]。
对于黄河流域系统中的侵蚀、泥沙输移和沉积过程进行了系统而深入研究。提出黄河中游多沙粗沙区极端侵蚀模数新概念,并拟合出极端侵蚀模数与林草以及与林木覆盖度之间的定量函数关系,计算出极端侵蚀模数的临界植被覆盖度[21]。研究发现无定河流域风沙区和黄土丘陵沟壑区河流的产流模数基本相近,但产沙模数却非常悬殊,前者的产沙模数很小,而后者的很大[22]。对于黄河流域不同水沙来源区对下游河道淤积的影响进行了定量估算,表明来自多沙粗沙区的每1t泥沙,淤积在黄河下游河道的为0 455t;而来自多沙细沙区的每1t泥沙,淤积在黄河下游河道的仅为0 154t[23]。对于黄河流域侵蚀产沙的尺度效应进行了研究,发现了产沙模数与流域面积之间的非线性关系[24];根据产沙模数随流域面积变化的区域差异,对黄土高原地区产沙模数的尺度效应进行了分区,针对不同类型建立了相应的校正方程,编制了黄土高原地区消除尺度效应影响的产沙模数图[25]。建立模型,定量估算了黄河下游沿程淤积与溯源淤积对比关系随时间的变化,弄清了黄河下游长期淤积的原因[26]。分析计算了黄河下游河槽平衡输沙横剖面,得出以显著减小黄河下游河槽淤积为目的的多级河槽形态[27];分析了黄河三角洲沉积物压实沉降所可能产生的地面沉降量和过程[28]。研究了黄河河口河道形态调整机理,揭示了影响河槽横断面形态自动调整的主要矛盾,提出河口河道治理的一种方法[29]。阐明了黄河三角洲造陆过程对于夏季风强度变化的响应[30]。得到了13000年以来黄河下游沉积速率随时间变化的曲线,发现了黄河下游沉积速率发生的4次突变[31,32]。基于大量沉积剖面与沉积物定年数据以及其他相关资料分析,定量重建了全新世以来多时间尺度下的黄河流域的泥沙通量,确定了人类活动对黄河流域产沙的贡献率[33~36]。
此外,利用大量水文泥沙、气象、遥感数据,研究揭示了长江上游侵蚀产沙的独特尺度效应和阶段性变化及其主要控制因素[37,38]。利用滇西山地河流河道形态指数统计关系,揭示了构造作为主控因素的滇西怒江、澜沧江和金沙江演变的相似性[39]、澜沧江上下两段演变的分异性[40],分析了滇西三江分水岭间横断面及纵剖面演化特点及分布规律[41]。
2 2 黄土高原与坡地地貌
上世纪50年代,黄秉维先生、罗来兴先生等就对黄土高原进行了大范围的实地野外考察,摸清了黄土高原黄土地貌类型基本格架、发育规律和黄土地貌的空间分布规律,开
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创了黄土高原典型小流域水土流失治理规划研究。黄秉维先生编制的黄河中游流域土壤侵蚀分区图[42],至今还是在黄土高原地区进行土壤侵蚀研究和水土保持治理的重要依据。罗来兴先生在黄土高原通过实地考察总结出的 羊道侵蚀 道路侵蚀 以及细沟侵蚀规律,土壤侵蚀沿坡长的变化规律等,至今已经成为这些方面研究的经典,仍然是当前有待深入研究的热点领域[43]。
从上世纪60年代,开始了坡面侵蚀定位观测和侵蚀机理的试验研究,为土壤侵蚀规律定量研究奠定了基础。在黄秉维先生和沈玉昌先生支持下创建室内人工降雨坡面过程实验室,80年代完成了室内人工降雨坡面实验室建设,并开展了坡面侵蚀机理和坡面养分流失规律的试验研究,完成了国际合作研究项目,国家基金委的重大研究项目、重点研究项目、面上基金项目,中国科学院方向性研究项目以及大量的横向合作研究项目的实验研究任务[44]。
上世纪80年代,在探讨黄河中游黄土丘陵地区坡地侵蚀发育规律基础上[45],依据黄土高原的实际观测数据,全面地总结了黄土高原的土壤侵蚀和治理的研究成果,阐述了侵蚀强度及其时空变化,分析了影响侵蚀因素在侵蚀发展过程中的作用,探讨了沟间地和沟谷地的侵蚀过程[46],以上研究成果目前已经成为黄土高原侵蚀过程研究和水土保持治理的经典依据,并在1989年获得了中国科学院科技进步二等奖。
对于黄土高原侵蚀产沙的热点问题形成了独自观点,对前人提出的 多沙粗沙区 给出科学的内涵,并研究出 多沙粗沙区 范围界定指标和结果[47],运用 侵蚀-沉积 相关原理研究了黄土高原自然侵蚀与人为加速侵蚀量,运用 综合自然地理学 知识探讨了黄土高原土壤侵蚀时空分布的原因,从地貌学观点对黄河泥沙由来和过程、泥沙来源、泥沙输移及泥沙在下游的淤积形式等方面给出独到的见解[48],全面地总结了黄土高原侵蚀产沙、泥沙输移和沉积过程研究成果[49]。
完成了四项分别由加拿大国际发展署(CIDA)和加拿大国际发展研究中心(IDRC)资助的中国加拿大合作研究项目。坡面土壤侵蚀规律研究是我所长期与加拿大多伦多大学,萨斯卡川大学合作研究重点领域,在降雨击溅侵蚀,坡耕地土壤表土结皮以及细沟侵蚀方面的研究在国内处于领先地位。我所在坡面侵蚀规律的相关研究先后五次获得国家基金委的面上项目支持,研究成果很好揭示了坡面侵蚀规律[50],为构建坡面侵蚀模型和水土保持治理提供了重要依据[44]。论文 坡面细沟侵蚀发生临界条件研究 [51]获得了钱宁泥沙科学基金会颁发的第4届钱宁泥沙科学优秀论文奖。我所在黄土丘陵沟壑区洞穴侵蚀和重力侵蚀对小流域的侵蚀产沙方面有重要的贡献,作为研究难点,我所在这两个领域的研究成果在国内外一直居于领先水平[52]。在国家基金委重点基金项目支持下,我所在东北黑土地的坡地侵蚀规律研究很好揭示了细沟侵蚀在坡地发育中的作用[53]。
我所与加拿大多伦多大学合作,构建了黄土高原丘陵沟壑区的小流域侵蚀产沙模型。其坡面子模型充分考虑了我所坡面土壤侵蚀规律成果,建立了坡面发生细沟侵蚀的判别计算公式,是一个有很好物理意义的坡面降雨径流侵蚀模型;沟道子模型引入了泥沙输移比计算;沟坡子模型考虑了重力侵蚀和洞穴侵蚀对流域产沙的影响,得到国内外同行们的认可[54]。相关研究成果 黄土高原侵蚀产沙实验研究与模拟 获中国科学院自然科学二等奖。现在正在完成的 岔巴沟流域次暴雨产沙经验模型研发 是黄委会组织的数字黄土高原水土流失数学模型的重要组成部分。与加拿大多伦多大学环境研究所共同构建、开发了 土壤侵蚀管理信息系统(SEM GIS) ,在地理信息系统支持下,建立了由流域侵蚀产沙
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模型、生产潜力模型和经济效益分析模型组成的小流域土壤侵蚀管理信息系统,并在山西省的汾河上游几个县得到了广泛的推广应用。还利用航空摄影测量和GIS技术探讨了晋西王家沟典型小流域土壤侵蚀和地貌演化规律。该项目获得了山西省科技厅科技进步二等奖。在国内比较早的开展了流域侵蚀产沙模型的尺度转换研究,系统总结了侵蚀产沙尺度转换的类型和理论方法,构建了考虑流域尺度的岔巴沟流域次暴雨产沙的统计模型,得到了考虑流域尺度影响的岔巴沟流域次暴雨泥沙输移比表达式,流域径流过程、侵蚀产沙过程、水沙关系随尺度变化的规律[55]。
黄秉维先生提出的坡地改良利用研究多年来一直是我所的重要研究领域[56]。在国家自然科学基金重点项目支持下完成了对三峡库区和张家口地区的坡地改良利用研究,优选了适宜的植物篱品种,探讨了合适的植物篱间距和行距,揭示了植物篱防治坡面细沟侵蚀的机理,阐述了紫色土和北方土石山区的坡地地貌发育规律。在承担河北省科委 九五 研究项目过程中,我所推广应用了已经取得的坡地改良利用研究成果,于2002年,2003年两次获河北省科技厅颁发的河北省山区创业二等奖。与香港中文大学地理系两次共同承担香港特区政府研究资助局拨款资助研究项目,深入研究了植物篱在紫色土地区防止水土流失的规律[57]。
研究表明,在植被生长主要依赖天然降雨的黄土高原,生物措施(植被类型)要与自然带相适应,应根据植被恢复度和植被生态需水适应性系数来进行宏观植被的恢复与实施。它是目前在不断增长的人口压力下,进行水土保持,解决好经济发展与环境保护、造林种草与植被类型的自然适应性、以及控制泥沙作用中生物措施与工程措施合理布局等诸多矛盾的关键所在[58]。高含沙水流的发育及其在空间尺度上的变化研究是黄土丘陵沟壑区防治土壤侵蚀产沙的重要理论举措[59]。次洪总水总沙关系可以用最简单的比例函数来表示,而且比例系数就是流量含沙量关系中的稳定值。植被减沙机制随空间尺度的变异:在坡面,植被不仅通过减水来减沙,而且也通过改变水沙关系来减沙,导致减沙率大于减水率;在流域尺度,由于植被难以有效控制黄土丘陵沟壑区的重力侵蚀,也难以改变高含沙水流的输沙能力,因此不会改变流域出口的水沙关系,仅通过减水来减沙,导致减沙率接近减水率,因此在建立研究区流域产沙模型的时候,如果选择径流而不是降雨特性作为模型的自变量,模型中可不必考虑植被等坡面治理措施因素造成的下垫面情况的改变[60]。
2 3 青藏高原及南极地貌与第四纪
青藏高原是全球海拔最高的一个独特地域单元。它在近几百万年以来的强烈隆起对高原本身和毗邻地区乃至全球的环境变化都有深刻影响。20世纪50年代地貌研究室成立以来,一直重视该地区的地貌与第四纪研究,先后参与了中央和地方科研和生产部门组织的对青藏高原的一系列科学考察和调查,承担了 青藏高原形成演化、环境变迁与生态系统研究 (1993~1997)、 青藏高原隆起与环境变化重大事件研究 (1997~2000)等国家重大项目课题。在青藏高原地貌特征分异、第四纪高原隆升与环境变化等研究领域取得了许多重要的进展。出版了 西藏地貌 、 西藏第四纪地质 、 喀喇昆仑山 昆仑山地区晚新生代环境变化 、 青海可可西里地区自然环境 、 南迦巴瓦峰地区自然地理与自然资源 、 青藏高原晚新生代隆升与环境演化 等专著[61~66]和大量论文,主编了青藏高原地貌图、西藏地貌图、西藏第四纪地质图、青海省地貌图和青藏高原第四纪冰川遗迹分布图等大量图件。研究成果系统论述了青藏高原地貌特征、分异、形成与演化以及环境变迁等问题。探讨了青藏高原隆起时代、幅度和形式[61,62,67]。利用上世纪二期青藏公路沿线精密水准测
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量证实高原现代抬升速率平均为5 8mm/a,并且从北向南增加[68]。编制的 青藏高原第四纪冰川遗迹分布图 从整体上展示了青藏高原第四纪时期冰川分布范围、冰川的类型、规模、性质、演化历史和高原隆起的关系。否定了青藏高原第四纪大冰盖观点,在国内外会议上受到有关专家的重视与好评[69]。发现 亚洲寒旱核心 形成于15万年前,并且距今5万~2 5万年该区特别暖湿[65]。揭示了高原湖泊与河流沉积及地貌演变,指出中新世晚期至早更新世为高原现代水系格局基本形成时期,之后随着高原的隆起,边缘河流溯源侵蚀先后切割和疏干了一些湖泊,晚更新世以来,高原内部干旱化导致湖泊萎缩,进入成盐期,促使外流水系向内流水系转化[70]。发现在高原上保留的最高湖面大多发生在40~ 25kaBP[71],高原北缘湖泊在18kaBP前后发生上升扩张[72],并在12kaBP前后末次盛冰期后冰消期存在湖面升高和盐湖水淡化事件[73]。在世界上海拔最高(4840m)、距海遥远的青藏高原西北部甜水海东南面钻孔和地表湖相沉积中首次发现晚第四纪有孔虫化石[74]。发现藏南沉错湖区2万年来的温度变化与高原其他地区和格陵兰冰芯记录具有较好的一致性[75]。
自1980年始,特别是1985年我国长城站、中山站建成后,我所曾多次派人赴南极洲参加野外考察,对南极洲自然环境的形成与演化、第四纪沉积、冰缘地貌、极地风化作用、微体古生物等方面进行了广泛的研究,发表 南极维斯特福尔德丘陵区晚第四纪地质和地貌研究 、 中国南极长城站地区(菲尔德斯半岛)地貌与沉积 [76,77]等专著及一系列的论文和报告。研究认为大约3500万年前南极大陆与南美洲完全分离,气候急剧变冷,逐渐发展形成统一的大冰盖,其中末次冰期最盛时期(18000BP)南极冰盖范围最大;在全新世高温期,南极沿海地区普遍发生较大规模海侵[78]。实证了距今3000多年以来南北半球的气候变化是同步的[79]。发现全新世冰退后地壳存在明显的均衡补偿抬升,南极乔治王岛现代地壳上升速率为6~10mm/a[80]。揭示了南极地区的冰缘地貌存在极地大陆型和极地海洋型两种类型,其中前者分布于南极大陆沿岸无冰区,冰缘作用以冰劈和冻胀为主,冰缘地貌单一,发展过程较慢;后者主要分布于南极半岛及沿海岛屿,冰缘作用以冰胀和冰融为主,冰缘地貌类型多,发展快[81]。发现在南极多年冻土区弱化学风化作用下形成了不同类型的风化壳[82]。在西南极乔治王岛菲尔德斯半岛北部,高出现代海面28 ~29 5m西施河谷内,首次发现含有较丰富的海相生物化石的晚更新世浅海相沉积[83]。
2 4 喀斯特与旅游地貌
1972年,我所地貌室设置喀斯特地貌研究组。研究组主动借鉴国外先进技术,并自主完善和创新改进,紧密结合国家和地方水利水电工程、厂矿道路建设、区域旅游开发等生产实践,不断深入研究喀斯特地貌地球物理化学过程,探索喀斯特地貌发育演化规律,先后承担并完成了国家和地方重大科研项目20多项,出版著作10多部,发表相关论文100多篇。
研究组在中国喀斯特洞穴发育的区域分异、地带性因素、洞穴成因与溶蚀作用、洞穴发育双酸模式、碳酸盐岩表层硬度、喀斯特溶蚀强度分析与估算、表层喀斯特发育与生态系统关系、喀斯特地貌系统对气候响应过程模型等方面展开了广泛和深入研究[84~89]。发现了碱性钙溶液吸收CO2化学动力学机理,建立了碳酸水与硫酸水双成因洞穴发育的双酸模式,弄清了生物对土壤CO2贡献及土壤CO2对皮下带表层喀斯特过程的驱动作用,揭示了岩石表面生态及其对岩石表面色彩与石林溶蚀形态形成的作用,构建了溶蚀对降水、气温等的复杂响应过程模型等,丰富了喀斯特地貌基础理论。
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针对喀斯特地区的水库渗漏、电站安全以及地下水的开发利用等方面,研究组做了卓有成效的应用研究工作。如成功解决了红水河第一级水电枢纽大化水库以及岩滩水电枢纽库区的喀斯特渗漏问题[90]、完成了北京牛口峪水库北方喀斯特悬托谷的防渗工程[91],分析了贵州独山南部、德江、普定以及大连金州、河北曲阳等喀斯特地下水开发利用等[92]。针对红水河流域环境地质综合评价国家任务,先后完成了 红水河流域环境喀斯特研究 报告及其专题地貌图[93]。随着区域研究积累,还进行了中国喀斯特地貌连片综合研究[94]。 在喀斯特地貌的基础和应用研究过程中,研究组很早就引进并改进国外先进技术,在具体的研究中又自己发明创造了各种新技术和手段。如应用染色石松孢子和萤光素示踪法,进行不同季节喀斯特地下水通道的示踪试验,成功地断定不会跨越地下分水岭向邻谷渗漏,完成了水库建设可行性论证方案[95]。首创并应用 洼地分析法 ,利用与地下水联系密切的地面洼地走势,在室内绘出喀斯特地下通道大体平面分布,指导实地调查和洞穴探测[96,97]。使用环境同位素示踪分析,查清了渗漏因素与途径,制定了多层次水库防渗方案[98]。此外,该研究组还首先将航空红外遥感技术应用到探测岩溶的试验中,取得了良好的示范效果。
我所最早涉足旅游地貌等应用研究领域是喀斯特地貌研究组。该研究组从上世纪80年代就开始了旅游洞穴的应用研究,在洞穴稳定性以及喀斯特景观旅游资源评价等方面做了很多首创性的工作。先后完成了浙江瑶琳洞、河北临城白云洞、云南弥勒白龙洞、福建龙岩龙硿洞、路南石林景观等典型喀斯特景观的形成、发育、演化及其景观评价的调查论证科研报告[99~102]。这些成果很大程度上指导了岩溶洞穴、喀斯特地貌景观的旅游开发和保护。1997~2004年组织的云南石林与国外剑状喀斯特对比、云南石林和贵州荔菠峰林及重庆武龙芙蓉洞 天坑喀斯特捆绑式 中国南方喀斯特 申请世界自然遗产名录论证报告,为成功申遗奠定了坚实基础[103]。随着旅游业的发展,业界对旅游资源的调查、分类、评价等提出了更加准确和科学的要求,上世纪90年代以来,地貌室科研人员又积极参与国家旅游标准化研究和国家标准起草工作,完成了多项与旅游地貌紧密相关的国家标准[104~106]。
2 5 地貌实验与模拟
我所河流地貌实验室创建于20世纪60年代,拥有能够模拟地壳构造运动的抬升装置,居于全国领先地位。1970~1990年,我所在河流地貌实验方面进行了一系列有价值的水槽实验工作,包括弯曲河流、分汊河流、游荡性河流的形成演变过程及其控制因素的探讨。通过构造运动对河型影响研究,揭示了由于地壳构造运动以及由此而导致输沙特性变化所引起的不同河型转化和发育规律[107,108]。结合长江中下游分汊河道的研究,对于江心洲河型进行实验模拟,表明节点(即束窄段)长度和间距(即宽河段长度)对形成江心洲有明显影响。当展宽段与束窄段的河宽比大于2、长度比大于6时,有利于江心洲的发育,与野外观察到的情形一致[109]。研究了河漫滩物质结构对曲流发育的影响[110],以高岭土与细砂混合后作为二元结构上层物质,以砂为下层物质,塑造成了弯曲系数达2 35的真正曲流[111]。在水库修建后河流再造床过程的模拟试验方面,首次将系统复杂响应原理用于水库下游河床演变,建立了水库下游河床演变的复杂响应模式[112],对沿用30余年的S A Schum m提出的河床变形预报模式进行了修正,提出了改进模式[113]。运用过程响应模型实验方法,分析了游荡河型发育过程中的时空演变过程,实验验证了其时空演替过程可以相互替代,为空代时假说提供了新的证据[114]。这些水槽实验模型包括自然模型
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和比尺模型两大类,其初始模型河道都设计为顺直河道。关于网状河流的实验研究有别于上述各实验[115],通过对洪水决口后流水在洪泛区的漫流、逐渐归并为几条相互连通的河道的过程模拟,再现了网状河流河道和河间地的形成过程,水槽实验模拟的网状河流与自然界的网状河流具有诸多共性,从而揭示了天然网状河流的形成原因之一,即通过决口形成的过程及机理。河流地貌实验室关于弯曲河流的水槽模拟实验工作,在国际上具有较大的影响。此外,关于分汊河流以及网状河流形成演变的水槽模拟实验工作具有开创性。 1970年代末,我所建成坡地地貌实验室,展开了与坡地水蚀过程及机理方面的室内模拟实验工作,探讨了坡度对坡面产流、产沙过程的影响[116],植被对降雨溅蚀以及降雨特性对溅蚀的影响[117,118],另外,通过模拟实验研究探讨了表土结皮在溅蚀及坡面侵蚀过程中的作用[119]。这些模拟实验工作对坡面侵蚀的相关影响因素进行了多样化的细致分析,产生了一系列研究成果,对于土壤侵蚀规律的探寻及防治具有重要的指导作用。
利用相似性原理,在均质人工集水流域中给定雨强的条件下开展了流域地貌发育演变的实验研究工作[120],结果表明,随着时间的推移,沟道数目及其长度由少到多,而后又逐渐减少;流域地面高程不断侵蚀降低,并且在时空分布上是不均匀的。纵向上,流域中下游侵蚀速率较上游的大,呈现溯源发展的趋势;横向上,中线侵蚀速率最大并向两侧递减;纵横比降随时间而降低。进一步研究发现[121],产沙过程的振荡性、衰减率随物质变粗而加强,水系河道数目随物质变细而增多,河道随物质变细拉长,分数维值与产沙间是不对称双曲线的非线性关系。曲线的递变率绝对值随时间推移和物质变细而变小,体现状况代替时间特征。
2 6 地貌制图
区域地貌研究一方面是地貌研究基础,也是服务社会经济建设进行区域规划的基础,而地貌分类与地貌制图又是深入区域地貌研究的基础。因此地貌室十分重视区域地貌与地貌制图研究,开展了大量这方面的研究工作。主要包括:其一,上世纪50~60年代由地理所牵头,组织全国多个兄弟单位共同完成了中国地貌区划。在 中国地貌区划 编制中,在系统研究全国地貌类型的分布、形态和形成的基础上确定地貌区划原则与方法,对全国地貌进行分区并作了详细的描述[122,123]。其次,与区域自然资源开发和环境综合治理工作相结合,研究编制了大量部门地貌图和专题应用地貌图。如1 50万黄淮海平原地貌图、1 10万北京农业地貌图、黄土高原水土流失与水土保持图、封丘县1 5万农业地貌类型图、新乡地区1 20万的农业地貌类型图、酒泉专区1 50万地貌类型图、塔克拉玛干沙漠地貌图(1 1500000)、红水河流域喀斯特与地貌图(1 500000)、黄土高原地区1 50万侵蚀强度和侵蚀类型图、青藏高原第四纪冰川遗迹分布图(1 3000 000)、中国第四纪冰川图(1 5000000)等。还有区域图和地貌专著中所附的普通地貌图,如:1 100万青海地貌图, 新疆地貌 中1 250万新疆地貌图、 西藏地貌 中1 250万西藏地貌图、 青海可可西里地区自然环境 中1 100万青海可可西里地区地貌图以及我国20世纪60年代和90年代国家自然图集中都承编了地貌图、地貌区划图和典型地区地貌图等。其三,主持了全国地貌图制图。包括上世纪80年代编制的15幅1 100万的中国地貌图(其中地貌室承编了北京幅、西宁幅地貌图)及地貌制图规范的制定和1 400万中国地貌图[124,125]。其中编制1 100万中国地貌图前后历时10年,全国60多个单位的300多位专业人员参加了工作。1 100万地貌图图例系统以地貌形态成因为基本原则,注重外营力地貌表示,客观地反映中国地貌规律,便于生产上应用,在国际地
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貌制图中也很有特色。 中国1 100万地貌图制图规范(试行) [126]对中国1 100万地貌图的性质、内容、图例系统、成图精度要求和编制工艺方法等方面内容作了统一规定,对地貌类型的划分进行详细论述,在我国地理与环境制图中尚属首次,在国际上也属少见,可以说是我国地貌制图研究中科学化规范化的里程碑[127]。1 400万中国地貌图通过划分成因形态类型以及多级多层次符号和图斑的地貌组合表达方式,表示出中国多样的地貌类型、复杂的组合规律及其区域分异,清楚揭示了我国地貌的区域变化特征、地貌营力的空间变异规律和地貌演化过程。
2000年以来,地貌制图以卫星遥感影像的使用和计算机技术支持下的数字制图为特征。中国科学院地理科学与资源研究所主持编制了 中华人民共和国地貌图集(1 100万) ,于2009年出版。该图由中国1 100万地貌专题类型图、地貌晕染图(1 200万)、Landset TM/ET M卫星遥感影像图(1 200万)及地貌特征说明四部分组成,形成74幅地貌图,实现了制图内容和表现形式的创新[128],获2009年国家科技进步二等奖。
3 现状与展望
目前我所地貌研究力量主要在地貌与流域过程研究室,研究室在职人员13人,其中研究员4人,副研究员2人,助理研究员6人,工程师1人。现有在读博士生6人,硕士研究生3人。研究室在成立之初设置的研究方向或领域包括:(1)坡地过程与坡地改良利用、(2)流域侵蚀产沙与治理;(3)河流水沙地貌过程;(4)河口陆海相互作用;(5)地貌系统动力学模拟;(6)喀斯特地貌与水化学过程;(7)区域地貌与应用地貌。围绕上述研究方向,我室科研人员积极申请科研课题,目前地貌与流域过程研究室科研人员承担的在研课题包括国家重点基础研究发展计划973项目课题1项、专题1项、水利部社会公益性项目课题以及国家自然科学基金、中科院院长奖获得者科研启动专项等计20余项。在这些项目的支撑下,重点开展研究流域产流产沙和泥沙的输移过程,将主要解决和回答的重要科学问题包括:(1)流域侵蚀产沙区域分异及其与自然地理背景的关系、流域侵蚀产沙尺度效应与模型、细沟侵蚀过程模拟、流域水土流失综合调控原理与治理范式;(2)黄河流域水沙系统的相互作用与调控机理、典型河段河床演变与河型转化、重点泥沙汇沉积历史及其功能;(3)黄河中游水资源变化对气候变化和人类活动的响应。
作为地球科学前缘一个充满活力的研究领域,国际上地貌学研究近年来一直保持着蓬勃的发展势头,1989年成立的国际地貌学家联合会每四年召开一次国际地貌学大会,另外还有大量的区域性会议及不定期的专题性学术会议。在我国,虽然上世纪90年代因大学地貌专业取消、人才流失以及经费缺乏等原因,地貌学研究发展低迷,但是近年来随着社会经济的发展,国家对水土资源的可持续开发利用,以及灾害防治和环境保护的需求持续增长,在资源开发利用、土地退化整治、生态环境建设、江河洪水泥沙灾害防治等领域可以发挥巨大作用的地貌过程研究重新受到了重视,地貌过程研究正在逐渐走出低谷,不断发展。我们应充分利用这一大好形势,加快发展我所的地貌过程研究,积极服务国家需求和促进科学进步,为此我所将在以下三个方面积极努力:(1)加强人才队伍建设。组建一支高水平、高效率的研究队伍,建成由学术指导、研究骨干、国外客座研究员,流动人员(博士后、研究生、访问学者)组成,可以展开地貌学、沉积学、土壤侵蚀学、泥沙运动力学、河床演变学、河口海岸学、喀斯特地貌学、旅游地貌、区域地貌等多学科的研究队伍。注重青年人才的选拔、培养和引进。为学生、博士后和青年研究人员提供较多的国
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际合作与交流的机会。密切与其他研究室的合作与联系,促进学科交叉融合。(2)加强科研能力建设。一是加强实验室建设,提升实验研究能力。正在建设的水循环与地表过程物理模拟实验室中的坡地与河流、河口部分,在设计思路上具有高起点,采用了国内外先进的模拟观测技术,将极大的提升我所在流水地貌试验方面的科研能力。该实验室可以模拟坡面径流、侵蚀过程、流域水循环与地表物质输移过程、河流过程、河口地貌过程,可以进行地表径流与入渗、侵蚀产沙与坡面地貌发育的组合实验。不仅可以展开各种流水过程的实验研究,而且可以对流域水循环、泥沙运移和地貌演变过程相互耦合问题进行观测分析。二是提升野外观测和野外实验研究能力。为了加强野外观测手段,研究室需要购置一批用于野外的包括水流、泥沙、溶解质、沉积物采样、测量、分析仪器和进行高精度的过程观测仪器。三是建立基于3S技术的大江大河数字流域平台,提升对于流水地貌过程进行数学模拟的能力,开发流域泥沙运移和地貌演变模拟模型。(3)加强学科发展。在我所地貌研究已形成的深厚基础上,开展流水作用下的地表物质迁移过程及其对资源、环境可持续性的影响,自然与人为因素影响下流域系统的耦合、响应、演化与功能调控,以及不同时空尺度下陆地地貌过程、格局、演化及其对环境变化的响应研究,在一些重要的地貌学理论和实践问题上取得突破。以此保持我所在坡地地貌、河流地貌学科的国内领先地位,进一步扩大国际影响,跻身国际坡地地貌、河流地貌学科的先进行列,同时加强喀斯特地貌、旅游地貌以及区域地貌的发展。通过上述三个方面的建设,极大地提高我所地貌研究在解决重大科学问题和满足国家重大需求的能力,为我所成为国际著名的地理研究机构作出贡献。
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Retrospect and prospect of geomorphology
in IGSNRR,CAS
SH I Chang-x ing,XU Jiong-xin,CAI Q iang-guo,JING Ke,
LI Bing-yuan,FANG Jin-fu,QI De-li,WAN G Su-i ji,YAN Yun-x ia (Institute of G eog raphic Sciences and N atur al R eso ur ces Research,CA S,Beijing100101,China)
Abstract:Geom orpho logy has been a main subject of the m odern geography,and it has been regarded as one of the mainstay subjects in the Institute of Geo graphy(now,the In-stitute of Geo graphic Sciences and Natural Resources Research),CAS.T he studies done by the g eo morpholog ists in the institute have made a g reat contributio n to national eco-nom ic construction as w ell as to the know ledg e of geom orpho logy.T his article m akes a general rev iew on the main pro gress in geomo rpholo gy made by the geomo rpholo gists in the institute since the institute w as fo unded,including the prog ress in the fields of fluv ial geomo rpholo gy,Loess Plateau and slope geom orpho logy,T ibet and A ntarctic landfor ms and Quaternar y,karst and tourism geomor pholog y,ex periments and sim ulations of land-form processes,and car to graphy of landforms.T he ex isting Departm ent of Geo morpholo-g y and Water shed Pro cesses in the institute focuses on studies of slope processes and slope reclamation,sediment ero sion and control in w atersheds,sedim ent transpor t and r iv er channel changes,land-ocean inter actio ns in estuar ies,Sim ulation o f dynam ic landfo rm sys-tems,karst landfo rm and hy dro chem ical pro cesses,regional and applied g eomor pholog y. Some sug gestions are pr opo sed for im pro ving the ro les of the depar tm ent in dev elo ping the geomo rpholo gic sciences and ser ving the national econom ic construction.
Key words:fluvial geom orpho logy;slope geom orpho logy;g lacial geomor pholog y;karst geomo rpholo gy;regional g eomor pholog y;applied g eo morpholog y
文档：喀斯特地貌形成条件和原理
喀斯特地貌形成条件和原理 喀斯特地貌形成为石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是 碳酸钙（CaCO 3），在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙[Ca(HCO 3 ) 2 ]， 后者可溶于水，于是空洞形成并逐步扩大。这种现象在南欧亚德利亚海岸的喀斯特高原上最为典型，所以常把石灰岩地区的这种地形笼统地称之喀斯特地貌。喀斯特地貌形成条件包括：可溶性岩石、岩石透水性、流水作用、气候影响。 可溶性岩石 可溶性岩石喀斯特地貌形成的根本条件，我国西南地区之所以喀斯特地貌分布广泛，最主要的是这里有其发育的主体。大量的碳酸盐岩、硫酸盐岩和卤化盐岩在流水的不断溶蚀作用下，在地表和地下形成了各种奇特的喀斯特景观。从溶解度上看，卤化盐岩>硫酸盐岩> 碳酸盐岩；由于碳酸盐岩种类较多，其各类岩石溶解度随着难溶性杂质的多少而定，石灰岩> 白云岩> 泥灰岩。从岩石结构分析，结晶质岩石晶粒愈大溶解度愈小；等粒岩比不等粒岩溶解度要小。 岩石透水性 岩石具有一定的孔隙和裂隙，它们是流动水下渗的主要渠道喀斯特地貌岩石。岩石裂隙越大，岩石的透水性越强，岩溶作用越显著。在溶洞中，岩溶作用愈强烈，溶洞越大，地下管道越多，喀斯特地貌发育越完整，并且形成一个不断扩大的循环网。 流水作用 1．流水的溶蚀作用 水的溶蚀能力来源于二氧化碳（CO 2）与水结合形成的碳酸（H 2 CO 3 ），二氧 化碳是喀斯特地貌形成的功臣，水中的二氧化碳主要来自大气流动、有机物在水中的腐蚀和矿物风化。下面几个化学方程式反映了岩溶作用的进行： H 2O + CO 2 ==HCO 3 -- H 2O + CO 2 ==H 2 CO 3 H 2CO 3 ==HCO 3 --+H+（第一步：形成碳酸和碳酸根离子） H++ CaCO 3==HCO 3 －+ Ca 2 +（第二步：H+与CaCO 3 反应生成HCO 3 －，从而使CaCO 3 溶解）
沟谷流水地貌
第三章流水地貌 概念：地表水在流动过程中，对沿程的物质进行侵蚀、搬运、和堆积所形成的各种地貌。 类型：按流水运动特性坡面径流：有片流和股流，无固定路线。 沟谷水流：有固定路线（沟谷、河槽） 按流水持续性 经常性流水：持续性 第一节流水作用 一、流水的基本特性 （一）层流与紊流 1. 层流：水质点有一定的轨迹，与邻近的质点作平行运动，彼此互不混乱。 2. 紊流：水质点呈不规则的运动。且互相干扰，在水层间夹杂大小不一的旋涡运动。 旋涡的产生，是由于上下各水层流速不同，分界面上形成相对运动，这种分界面极不稳定，很容易造成微弱的波动；这种波动逐渐发展，最后在交界面上形成一系列的旋涡。 （二）环流与螺旋流 1. 概念：在弯曲河道中，由水面从凸岸流向凹岸的表层流和河底从凹岸流向凸岸的底流构成一个连续的螺旋形向前移动的水流，称为横向环流。 2. 产生原因：弯道离心力和地球偏转力。 弯曲河道由于水流本身偏转而产生离心力。离心力F=mv2/r，m为水量，v为流速，r为弯道半径。因水流流速随水深而减小，离心力也随水深加大而减弱。受较强离心力作用的上层水流就会朝向受较弱离心力作用的下层水流方向排挤，因而产生向下水流。另外在同一深度不同部位弯道的横向水流流速也不一致，靠近凹岸处流速大，凸岸处流速小，因而在同一深度各点离心力的强弱也有差异。凹岸水流随着下降水流沿河床底部向凸岸排挤，以维持水流的连续性，靠近河面水流则由凸岸流向凹岸，整个河床内的水流发生连续性
的螺旋状前进。 在地球自转的影响下能产生偏转力，在北半球河流向右岸偏，南半球河流向左岸偏。地转偏向力作用的强弱与水流流速和水量成正比。就同一河段来说，表层流速大于底层流速，因而表层水流所受地转偏向力大于底层水流。在弯道上，横向环流方向和片状力方向有的一致，有的不一致。一致时，弯道环流加强；不一致时，弯道环流减弱。 二、流水的侵蚀作用 1. 片状侵蚀 即坡面侵蚀，指坡地上没有固定流路的薄层水流，较均匀冲刷地表疏松物质引起的侵蚀现象。 2. 线状侵蚀 下蚀：沟河加深；侧蚀：岸坡后退，沟河展宽；溯源侵蚀：河床向纵深的方向发展 所谓溯源侵蚀，是指河流或沟谷底部坡度变陡之处，因水流冲刷作用加剧，受冲刷的部位随着物质的蚀离，而不断向上游方向移动的现象。侵蚀基准面变化是引起溯源侵蚀的最主要原因。 三、流水的搬运作用 1. 概念：河道水流携带泥沙及溶解质，并推移床底沙砾的作用称为河流的搬运作用。 2. 类型：推移、跃移、悬移、溶解搬运 （1）推移：泥沙颗粒沿河床底滚动、滑动。 （2）跃移：床底泥沙呈跳跃式向前搬运。 当流速足够大的时候，泥沙颗粒自床面跳起以 后不再落回，而是随着水流以相同的速度前进，这 样的泥沙称为悬移质。 （3）悬移：水流中携带细小的泥沙以悬浮状态进行搬运。 （4）溶解搬运：溶解于水中的溶解质被水流搬走。在可溶性岩石区溶解质的搬运数量可观。 四、流水的堆积作用 当河流能量降低，不再有足够的能力来搬运其原来所搬运的泥沙时，就要发生泥沙的沉积。首先停止运动沉积下来的是推移质中的大颗粒，随着能量进一步减小，推移质将按体积和重量大小依次停积。而悬移质将渐次转化为推移质，继而在河床上堆积。
喀斯特地貌的形成
喀斯特地貌的形成 高2012级XX班周XX “喀斯特”(Karst)原是南斯拉夫西北部伊斯特拉半岛上的石灰岩高原的地名，意思是岩石裸露的地方。那里有发育典型的岩溶地貌。“喀斯特”一词即为岩溶地貌的代称。中国是世界上对喀斯特地貌现象记述和研究最早的国家，早在晋代即有记载，尤以明徐宏祖(1586～1641)所著的《徐霞客游记》记述最为详尽。 地理分布：喀斯特地貌分布在世界各地的可溶性岩石地区。可溶性岩石有3类：①碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩、泥灰岩等)。②硫酸盐类岩石（石膏、硬石膏和芒硝）。③卤盐类岩石（钾、钠、镁盐岩石等）。总面积达51×106平方千米，占地球总面积的10%。从热带到寒带、由大陆到海岛都有喀斯特地貌发育。较著名的区域有中国广西、云南和贵州等省（区），越南北部，南斯拉夫狄那里克阿尔卑斯山区，意大利和奥地利交界的阿尔卑斯山区，法国中央高原，俄罗斯乌拉尔山，澳大利亚南部，美国肯塔基和印第安纳州，古巴及牙买加等地。中国喀斯特地貌分布广、面积大。主要分布在碳酸盐岩出露地区，面积约91～130万平方千米。其中以广西、贵州和云南东部所占的面积最大，是世界上最大的喀斯特区之一；西藏和北方一些地区也有分布。 地表喀斯特形态 地表水沿岩石表面流动，由溶蚀、侵蚀形成的许多凹槽称为溶沟。溶沟之间的突出部分叫石芽。石林：这是一种高大的石芽，高达20-30米，密布如林，故称石林。它是由于石灰岩纯度高、厚度大，层面水平，在热带多雨条件下形成的。 峰丛和峰林是石灰岩遭受强烈溶蚀而形成的山峰集合体。其中峰丛是底部基坐相连的石峰，峰林是由峰丛进一步向深处溶蚀、演化而形成。孤峰是岩溶区孤立的石灰岩山峰，多分布在岩溶盆地中。 溶斗是岩溶区地表圆形或椭圆形的洼地，溶蚀洼地是由四周为低山、丘陵和峰林所包围的封闭洼地。若溶斗和溶蚀洼地底部的通道被堵塞，可积水成塘，大的可以形成岩溶湖。落水洞、干谷和盲谷落水洞是岩溶区地表水流向地下或地下溶洞的通道，它是岩溶垂直流水对裂隙不断溶蚀并随坍塌而形成。在河道中的落水洞，常使河水会部汇入地下，使河水断流形成干谷或盲谷 形成原因 ㈠有大量的可溶性岩石存在 可溶性岩石是喀斯特地貌形成的根本条件，我国西南地区之所以喀斯特地貌分布广泛，最主要的是这里有其发育的主体。大量的碳酸盐岩、硫酸盐岩和卤化盐岩在流水的不断溶蚀作用下，在地表和地下形成了各种奇特的喀斯特景观。从溶解度上看，卤化盐岩>硫酸盐岩> 碳酸盐岩；由于碳酸盐岩种类较多，其各类岩石溶解度随着难溶性杂质的多少而定，石灰岩> 白云岩> 泥灰岩。从岩石结构分析，结晶质岩石晶粒愈大溶解度愈小；等粒岩比不等粒岩溶解度要小。 ㈡岩石要具有一定的透水性 岩石具有一定的孔隙和裂隙，它们是流动水下渗的主要渠道。岩石裂隙越大，岩石的透水性越强，岩溶作用越显著。在溶洞中，岩溶作用愈强烈，溶洞越大，地下管道越多，喀斯特地貌发育越完整，并且形成一个不断扩大的循环网。 ㈢流水的动力作用 1.流水的溶蚀作用。水的溶蚀能力来源于二氧化碳（CO2）与水结合形成的碳酸 （H2CO3）,二氧化碳是喀斯特地貌形成的功臣，水中的二氧化碳主要来自大气流动、有机
论贵州喀斯特地貌及其保护
论贵州喀斯特地貌及其保护 10级人力1班杨雪 摘要：贵州是中国乃至世界热带、亚热带喀斯特分布面积最大、发育最充分的高原山区。贵州喀斯特地貌具有其独特性，应抓住机遇，利用优势，发展 本省经济。喀斯特地貌环境有有利条件，也有不利条件，在发展中应注 意扬长避短。 关键词：喀斯特地貌多样性生态保护 ⒈喀斯特地貌形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。石灰岩的主 要成分是碳酸钙（CaCO3），在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]，后者可溶于水，于是空洞形成并逐步扩大。这种现象在南欧亚德利亚海岸的喀斯特高原上最为典型，所以常把石灰岩地区的这种地形笼统地称之喀斯特地貌。 而贵州是中国乃至世界热带、亚热带喀斯特分布面积最大、发育最充分的高原山区，喀斯特面积达13万平方公里，占全省国土面积的73%，形成95%的县市有喀斯特分布，实属罕见，可谓喀斯特王国。 贵州有兴义尼函石林、修文石林等石林区；中国最大瀑布黄果树瀑布岩壁为瀑布华地貌；此地溶洞地貌较多，主要有黄果树瀑布附近龙宫洞，贵阳地下公园，镇宁犀牛洞，镇远的青龙洞，龙山的仙人洞，贵州的织金洞，黔灵山麒麟洞等。 ⒉喀斯特环境的有利条件 喀斯特地貌的多样性，为贵州省旅游发展提供了良好的自然条件。例如，花溪区以瀑布，洞穴为主要优势，山石水景，各显风姿，高坡石门、黔陶鬼架桥、青岩悬宫洞等等。众多的喀斯特奇观为此区带来了良好的旅游资源。 生态环境多样，生物资源丰富，有利于农业立体配置和多种经营。由于喀斯特地域形态结构对光，热，水等自然因素进行再分配，导致气候、生物、土壤垂直分异和局地分异明显，形成了复杂多样的生态环境和丰富的生物资源。为山区立体农业发展和多种经营提供了自然基础。 ⒊喀斯特生态环境的不利条件 水土环境要素缺损，例如土壤流失、土壤异质性较强、土壤供应 植物的营养元素不平衡 生态承载力低、石漠化、旱涝灾害等 4.贵州喀斯特地貌典型性分析 石灰岩地貌上形成陡峭峻岭，溶洞，地貌岩石形成典型的褶皱现象。 4.1典型性：贵州喀斯特地貌有贵州锥状喀斯特地形，是全球锥状喀斯 特地形中发育演化过程最完整、保存相当完好，而且存在许多与众不同的地方，典型的是贵州的峰丛喀斯特和峰林喀斯特。
典型喀斯特地貌在我国分布的基本状况
典型喀斯特地貌在我国分布的基本状况 【摘要】 我国西南地区气候湿润，降雨丰沛，流水作用显著，并且存在大量的可溶性岩石，因此，这一地区是喀斯特地貌广为分布的地区。而且这一地区的很多美丽的自然景观都是建立在这种特殊的地貌类型基础之上的。“喀斯特”原指南斯拉夫西北部的一个大量分布石灰岩的高原，后来南斯拉夫学者司维治对这里的奇特地貌进行了研究，详细提出了这一地貌类型，因此称这种可溶性岩在流水的溶蚀作用下形成的地貌类型为“喀斯特地貌”，又叫岩溶地貌。其实，我国很早就记录了这一类型的地貌，《徐霞客游记》就十分详细阐述了喀斯特地貌在我国的分布、类型、形成原因等。 【关键词】喀斯特地貌可溶性岩溶蚀作用径流 【喀斯特地貌形成的条件】 ㈠有大量的可溶性岩石存在 可溶性岩石是喀斯特地貌形成的根本条件，我国西南地区之所以喀斯特地貌分布广泛，最主要的是这里有其发育的主体。大量的碳酸盐岩、硫酸盐岩和卤化盐岩在流水的不断溶蚀作用下，在地表和地下形成了各种奇特的喀斯特景观。从溶解度上看，卤化盐岩>硫酸盐岩> 碳酸盐岩；由于碳酸盐岩种类较多，其各类岩石溶解度随着难溶性杂质的多少而定，石灰岩> 白云岩> 泥灰岩。从岩石结构分析，结晶质岩石晶粒愈大溶解度愈小；等粒岩比不等粒岩溶解度要小。 ㈡岩石要具有一定的透水性 岩石具有一定的孔隙和裂隙，它们是流动水下渗的主要渠道。岩石裂隙越大，岩石的透水性越强，岩溶作用越显著。在溶洞中，岩溶作用愈强烈，溶洞越大，地下管道越多，喀斯特地貌发育越完整，并且形成一个不断扩大的循环网。 ㈢流水的动力作用 1.流水的溶蚀作用 水的溶蚀能力来源于二氧化碳（CO 2）与水结合形成的碳酸（H 2 CO 3 ）,二氧化 碳是喀斯特地貌形成的功臣，水中的二氧化碳主要来自大气流动、有机物在水中的腐蚀和矿物风化。下面几个化学方程式反映了岩溶作用的进行： H 2O + CO 2 H 2 CO 3 ；（第一步：形成碳酸） H 2CO 3 H＋+ HCO 3 －；（第二步：碳酸离解生成H＋） H＋ + CaCO 3HCO 3 －+ Ca2＋（第三步：H＋与CaCO 3 反应生成HCO 3 －，从而使 CaCO 3 溶解） 这几步反应在大自然间是十分复杂的过程，因为温度，气压，生物，土壤 等许多自然条件制约着反应的进行，并且这些反应都是可逆的，水中的二氧化碳 增多，反应向右进行，就有利于CaCO 3 的分解；岩溶作用进行就比较容易，反之 则不利于岩溶作用。 2.流水的流动作用 流动的水溶蚀性更强烈一些，这是为什么？因为水中的二氧化碳需要得到 及时的补充，水的溶蚀作用才能顺利进行，水的溶蚀能力才得以巩固加强。同时，流动的水带动河底砂砾对岩石进行机械侵蚀，这样更有利于岩溶作用的深入。 ㈣气候的影响 我国西南地区气候湿润，降水量大，地表径流相对稳定，流水下渗作用连续，并且降水使流水得以更新和有效补充。因此岩溶作用得以延续进行。
《流水地貌》教学设计
《流水地貌》教学设计 授课人：__刘建___ 授课学科：__地理__ 授课时间:___年___月___日 一、选题背景 1.教材与授课内容分析 授课内容：流水作用对地貌的影响。 使用教材：结合《普通高中2017级地理学科教学指导意见》，在参考教材《湘教版、人教版高中地理必修一》基础上进行添加、删减与整合。 2.授课对象与学情分析 授课对象：高中一年级学段学生 学情分析： （1）学生在初中地理课上曾学习过有关地形的知识，有一定的知识基础。 （2）学生大多生活在大城市，对该类型地貌陌生，缺少感性体验，理解各种地貌的特征和形成会有一定困难。 （3）大部分学生在自然地理学习方面有较强的探究兴趣和探究能力，部分学生有一定地貌相关知识的旅行研学与影视、网络媒体学习经验。 3.授课时间 1课时（45分钟） 二、设计思路 采用任务驱动与小组合作探究的教学组织形式，多媒体演示与动手实验相结合的学习手段，达成三维教学目标、重在培养学生的观察、归纳与分析、建构与拓展的学习能力。 三、教学目标 1. 知识与技能： （1）了解流水作用的主要途径是流水侵蚀、流水搬运和流水堆积三种。 （2）观察有关地理图片，识别各种流水地貌名称，说明其主要特征，并简单掌握基成因。 2. 过程与方法： （1）引导学生培养通过观察与实验来了解地理现象发现地理规律的方法 （2）引导学生熟悉掌握案例分析、问题探究、合作互助、拓展迁移的学习方法 3．情感、态度与价值观：
（1）通过归纳探究地理现象的基本思维规律，学会运用正确的地理思想方法去分析、处理人地关系。 （2）通过对我国流水地貌的了解，培养学生热爱祖国大好山河的情感，激发地理学习兴趣。 四、教学重点与难点 教学重点：流水作用的主要途径；不同河段流水地貌的主要差异； 教学难点：不同河段流水地貌的主要成因；喀斯特地貌的主要成因。 五、教学方法与学法指导 教法：多媒体演示法、任务驱动法、案例分析、讲授法 学法：观察归纳、合作探究 学法指导：1．建议使用阅读自学、合作讨论的方法 2．运用案例分析的方法：能够以流水作用为例，分析外力作用对地表形态的塑造。 3．使用归纳思维导图的方法，整理流水作用的典型地貌。 六、教学准备 1．导学案（预习、探究、拓展）2．PPT文稿（含视频图片）3．实验用具（细砂、量杯、白纸、大课本共8套） 七、教学过程
240《自然地理学(一)》答案
《自然地理学（一）》练习题一参考答案 一、名词解释题（每小题3分） 1．河流袭夺：是指河流的干流或支流在溯源侵蚀中，切穿分水高地，直至相邻高位河流的河床，将其上游河段构成自己水系的组成部分，使水系合并的过程。 2．正地形：相对于高出某一近似水平面而呈凸形的地貌形态。 3．波浪变形：当外海的波浪进入深度小于1/2波长的浅水区时，海水的波动触及海底，波浪中的水质点与海底相互摩擦，水质点运动轨道的垂直轴开始变小，轨道由圆形变为椭圆形。 4.牛轭湖：如果河床弯曲度愈来愈大，同一河床的上下游河曲彼此非常接近，形成了很狭窄的曲流颈，遇到特大洪水时，河道自然裁弯取直，裁弯取直后形成新的直河道，使老河道断流。被淤塞的老河道形成一个新月形的湖泊，称为牛轭湖。 5.逆地形：地表形态与构造形态不一致的现象，如向斜山背斜谷。 6.冰劈作用：脉冰一经形成，便会由于冰体冻张对围岩的巨大压力，使裂隙不断扩大，这种作用亦称冰劈作用。 7.混合溶蚀作用：由于水量、水温、气压等条件的不同，形成几种不同浓度的饱和水溶液，它们如在碳酸岩体内某一点相遇，不同浓度的饱和水溶液发生混合作用，混合后的溶液由原先的饱和状态变为不饱和状态，从而产生新的溶蚀作用，这种过程称为溶液的混合溶蚀作用。 8.气候地貌：受外营力控制并反映不同气候特征的地貌，称气候地貌。 9．溶沟与石芽：地表水沿可溶性岩石表面的缝隙溶蚀而成的小型沟槽称为溶沟，溶沟间的石脊，称为石芽。 10.石河：亦称石流，主要发育在具有一定坡度的山坡凹槽或沟谷之中，由山坡上融冻崩解的碎石充塞集中而成，在重力和融冻作用下，碎石可徐徐向下蠕动。 11.大陆架：指靠近海岸水深较浅的海底平缓地形，是陆地向海洋的自然延伸部分，也称陆棚。 12.溯源侵蚀：侵蚀方向指向河流上游，是河床纵剖面形成与发展一种重要方式，它不仅可使河床纵剖面延长，同时也加深河床，改变其纵比降。 13、侵蚀基准面：是控制河流下切深度的一个面状的界限，在这个界限以下，河流侵蚀能力消失，不再加深河床，也简称侵蚀基面，控制局部河段或支流下切深度的基面称地方侵蚀基面，对所有入海河流来说，海面是最终控制其下切深度的基面，因此海面也称终极侵蚀基
地理实验报告——流水地貌
******学院地理科学专业地貌学课实验报告 班级*******学号*************姓名*************同组******************** 实验日期**********实验地点慧如公园、凤凰洲公园、金山大桥天气状况晴朗 气候类型亚热带季风气候教师************** 评分 流水地貌观察 一、实验目的 通过野外实地考察，加深对流水地貌类型特征的了解，初步掌握流水地貌野外调查方法。在获得感知认识的同时，进一步加深对书本相关理论的认知和理解；训练比较、分析、研究问题的能力；掌握专业相关基本技能；提高学生的综合素质和专业实践能力；进一步拓宽学生视野，为以后的专业学习、实习和就业打下坚实的基础。 二、实验方法 查询资料、实地考察、观察比较、调查分析。 三、实验结果 此次的韩江见习，在老师的带领、讲解、观察、分析等帮助下，成果如下： （一）坡地地貌。坡地上的岩石和风化碎屑物，在构造运动、重力和流水的作用下发生崩塌、滑坡、泥石流和蠕动等，所形成的各种地貌称为坡地地貌。 ①崩塌：在陡峭的斜坡上，巨大的岩体、土体、块石和碎屑物，在重力作用下，突然发生急剧的崩落、滚落或翻转，在坡脚形成倒石堆或岩屑堆。根据发生坡地的组成物质、地貌部位以及其运动特征，崩塌可划分为山崩、散落、塌岸等类型。山崩是山坡上的岩石、土壤快速、瞬间滑落的现象。泛指组成坡地的物质，受到重力吸引，而产生向下坡移动现象。位于斜坡上的悬崖、危石、不稳定岩块或碎屑，主要因重力作用沿坡成群向下滚落呈跳跃式崩落现象称为散落。在慧如公园时，我们就观察分析了“散落”现象。在河流凹岸、海或湖蚀等地貌部位，由于河、湖或海水对岸边的冲刷与淘蚀，使岸坡基部被淘空，上部土体失去支撑而发生河岸整块下挫塌落的现象称为塌岸。 ②滑坡：斜坡上的岩体、土体沿一定的滑动面整体下滑的现象称为滑坡。 ③蠕动：斜坡上的土体、岩体在重力作用下，顺坡向下发生缓慢的移动现象。此次在慧如公园观察分析了由于土壤蠕动而造成的“马刀树”。关于蠕动，根据蠕动体的性质，分为松散层蠕动和岩体蠕动两种。移动的速度有的每年只有若干毫米，有的达几十厘米甚至更多。岩屑或土层蠕动的地面标志是：树根部向坡下弯曲，而树杆和树冠向
喀斯特地貌成因及举例分析
喀斯特地貌成因及举例分析 摘要：经过对喀斯特地貌相关资料的查阅及学习，笔者对喀斯特地貌有了较为深入的了解。笔者将会结合云南石林成因的例子粗略分析卡斯特地貌成因。 关键词：喀斯特地貌成因云南石林 1．喀斯特地貌 是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称，又称岩溶地貌。除溶蚀作用以外，还包括流水的冲蚀、潜蚀，以及坍陷等机械侵蚀过程。它以溶蚀作用为主，还包括流水的冲蚀、潜蚀，以及坍陷等机械侵蚀过程。这种作用及其产生的现象统称为喀斯特。 喀斯特地貌分布在世界各地的可溶性 岩石地区。主要分布在碳酸盐岩出露地区， 面积约91~130万平方千米。其中以广西、 贵州和云南东部所占的面积最大，是世界 上最大的喀斯特区之一。 2. 喀斯特地形分类 一．按其发育演化：石柱或石笋、落水 洞、溶洞、坍陷漏斗陷塘、坡立谷和天生 桥、干谷和石林等；二.按出露条件：裸露 型喀斯特、覆盖型喀斯特、埋藏型喀斯特； 三.按气候带：热带喀斯特、亚热带喀斯特、 温带喀斯特、寒带喀斯特、干旱区喀斯特； 四.按岩性：石灰岩喀斯特、白云岩喀斯特、 石膏喀斯特、盐喀斯特。 3 . 形成机理 喀斯特地形的形成通常是温带气候地 区pH值较低的酸性雨和石灰岩层所造成的。 随着地表下的岩石不断与水反应，将不溶 的碳酸盐在与二氧化碳的共同作用下不断生成可溶但不稳定的碳酸氢盐，在排水较好的地下岩层就能形成一个大的溶洞。石灰岩地区又会形成石林。其中的溶质在沉降过程中会形成石钟乳或石笋。 4．石林的成因 4.1石林 石林由于石灰岩的作用，石柱彼此分离，又经过常年的风雨侵蚀，无数的石峰、石柱、石笋、石芽、形成了集奇石、瀑布、湖泊、溶洞、峰丛和丘陵于一身而显得千姿百态的石林。 4.2成因分析
鲁教版高一地理必修一讲义喀斯特地貌
第六课时 喀斯特地貌 (原教材必修一第三单元第三节) 学习目标：1.通过野外观察或运用视频、图像，识别喀斯特地貌，并能描述其主要特点。(重难点)2.掌握喀斯特地貌的主要类型及其成因。(难点) 一、认识喀斯特地貌 1．喀斯特 是指石灰岩地区的地貌、水文现象和景观。 2．喀斯特作用的本质 含有二氧化碳的水对可溶性岩石的溶蚀和淀积作用。化学过程如下： (1)溶蚀作用：CaCO 3＋H 2O ＋CO 2===Ca(HCO 3)2 (2)淀积作用：Ca(HCO 3)2===CaCO 3↓＋H 2O ＋CO 2↑ 3．喀斯特地貌的发育条件 (1)岩石???可溶性：最主要的可溶性岩石是碳酸盐类岩石透水性：岩石空隙和裂隙的发育程度越高，透水性越好 (2)水???溶蚀力：取决于水中所含二氧化碳、有机酸和无机 酸的数量，以及水的流动性强弱流动性：取决于大气降水、地面坡度以及岩石裂隙 的类型和连通性 4．喀斯特地貌的分类 (1)地面喀斯特地貌：包括峰林、峰丛、孤峰、溶蚀洼地、落水洞等。 (2)地下喀斯特地貌：溶洞、地下河、石钟乳、石笋、石柱等。 二、剖析桂林“山水”的成因 1．实质：是岩石圈、水圈、大气圈、生物圈相互作用的结果。 2．发育条件
(1)温度越高，水中二氧化碳含量越少，溶蚀作用越弱，所以热带地区喀斯特地貌发育不如温带地区典型。() (2)喀斯特地貌发育的最基本条件是岩石的透水性。() (3)桂林地区流水沉积作用强烈，淀积沉积地貌发育。() (4)桂林地区岩石的可溶性、透水性都很好。() (5)喀斯特作用的本质是含有二氧化碳的水对可溶性岩石的溶蚀和淀积作用。下列岩石属于可溶性岩石的是() A．石灰岩B．花岗岩 C．玄武岩D．大理岩 提示：(1)×热带地区虽然水中含有二氧化碳的量少，但由于热带地区雨量充沛，水循环快，气温高，植被分泌出有机酸，这些加速了喀斯特地貌的过程，因而热带地区喀斯特地貌发育比温带地区典型。 (2)×岩石的可溶性是喀斯特地貌发育的最基本条件。 (3)×桂林地区属亚热带湿润地区，降水丰富，以流水侵蚀作用为主。 (4)√桂林地区的石灰岩厚度大，岩性纯，空隙和裂隙发育广泛，所以岩石的可溶性、透水性都很好。 (5)A[形成喀斯特地貌最主要的可溶性岩石是碳酸盐类岩石，如石灰岩、白云岩；花岗岩、玄武岩为岩浆岩，大理岩为变质岩。]
流水地貌
课题流水地貌 教学目标 1、知识与技能： 1）知道地貌是由地球的内力作用和外力作用共同作用的结果，了解风力、流水、波浪等是外力作用的主要因素。 2）了解流水作用的主要途径是流水侵蚀、流水搬运和流水堆积三种。 3）观察有关地理图片，识别各种流水地貌，能区分河流上、中、下游河段的地貌差异。 2、过程与方法： 通过问题探究的形式分析河流三个河段的地貌成因；通过教师启发、师生互动的形式探讨合理利用和改造自然的有效途径。 3、情感、态度与价值观： 1）通过归纳探究地理现象的基本思维规律，学会运用正确的地理思想方法去分析、处理人地关系。 2）通过对我国长江等河流上、中下游地貌的了解，增强国情意识，激发建设祖国的社会责任感。 教学重点与难点 教学重点：流水作用的主要途径；不同河段流水地貌的主要差异；流水地貌的主要成因。 教学难点：不同河段流水地貌的主要成因；流水地貌与人类经济的关系。 教学方法 教师利用多媒体演示法和问题探究的形式组织教学，学生在教师的指导下进行读图观察、比较归纳并参与讨论。 教学过程
（主要流程） （主要环节设计及意图说明） 环节一：课题引入和知识准备 [导入] 一组地貌图片（分别在内力作用为主和外力作用为主影响下的地貌景观） [认知] 地表形态的形成与地球内部物质运动和能量释放是直接相关的，但地貌的形成不仅受到地球内力作用的影响，还无时不受外力作用的影响。 1、什么是地球的内力作用和外力作用？ 2、外力作用通过哪些自然要素作用，有哪些表现形式？ {设计用意：激活学生已有知识储备，联系旧知识，完善学生的知识结构。让学生明确本 节课的教学内容在知识体系中所属地位，为后面将要学习的各种外力作用及其表现奠定基 础} 环节二：以流水地貌为例，师生共同探讨 [情景设置] 河流地貌图片、长江上、中、下游河段地貌、中国地形图、长江分段景观等地理图片。
高中地理小练习：流水地貌(附答案解析)
高中地理小练习：流水地貌 （附答案解析） 下图是我国东南地区某河流顺直河道附近的地质剖面图。据图完成下列题。 (1) 该河流的流向是（） A. 自东北向西南 B. 自东南向西北 C. 自西南向东北 D. 自西北向东南 (2) 下列关于图中的推断科学合理的是（） A. 断裂下沉是东南岸阶地形成的主因 B. 图中岩层的颗粒由①~④逐渐变粗 C. 图中M阶地比②岩层形成的时间晚 D. 图中M阶地是聚落的集中分布区域 (3) 近年来，M处出现丰水期水位下降，沉积物减少的趋势，其原因最可能是（） A. 上游拆除水电站 B. 上游城市化进程加快 C. 下游修建跨河大桥 D. 下游整治疏通河道 【答案】【小题1】A 【小题2】C 【小题3】D 【解析】 1.本题考查河流流向的相关知识，旨在考查学生获取和解读地理信息的能力。解答本题要通过河床沉积物及地转偏向力的偏向规律判断河流流向。
【解答】 读图可知，图示左侧河岸地势和缓，有沉积物堆积，右侧河岸地势起伏大，无沉积物堆积。北半球的河流受地转偏向力的影响向右偏（侵蚀岸），结合沉积岸和指向标可知，河流的流向为自东北向西南。A正确，BCD错误。 故选A。 2.本题考查阶地的形成以及内外力对地表形态的塑造，旨在考查学生获取和解读图文信息及调动和运用地理知识的能力。结合河流阶地地质剖面图和所学的内外力作用对地表形态塑造等知识解答本题的关键。 【解答】 A.图示阶地颗粒物是由于流水堆积而成，古河床和河漫滩部分相对比较平坦，后地壳多次分阶段上升，河流继续侵蚀下切，从而形成了多级阶地，故A 错误。 BC.图中岩层的颗粒由①→④逐渐变细，图中M阶地覆盖在②岩层表面，说明M阶段比②岩层形成的时间晚，故B错误，C正确。 D.图中M阶地丰水期被淹没，显然不是聚落的集中分布区域，故D错误。 故选C。 3.本题考查河流特征的相关知识，旨在考查学生调动和运用地理基本规律、原理解决地理现象的能力。解答本题要逐项分析每一选项是否符合M处出现丰水期水位下降，沉积物减少的趋势。 【解答】 A.上游拆除水电站，M处丰水期水位应该上升，故A错误。 B.上游城市进程加快会导致用水量的增加，但是与M处出现丰水期水位关系较小，故B错误。 C.下游修建跨河大桥对M处出现丰水期水位影响较小，故C错误。 D.下游整治疏通河道，丰水期时河流流速快，M处出现丰水期水位下降，故D正确。 故选D。 【知识点】地图的基本知识流水地貌及形成营造地表形态的力量河流水文及水系特征、影响因素及其对人类的影响流域开发的自然背景地表形态对聚落分布及交通运输的影响
典型地貌及景观特点流水地貌
典型地貌及景观特点 《流水地貌》导学案 【课标要求】 野外观察或运用视频、图像识别几种地貌，说明其景观的主要特点【素养目标】 1.区域认知：通过观察，识别不同区域的各种流水地貌。 2.地理实践力：参与模拟实验，探究流水作用对地表形态的影响。 3.综合思维：综合分析各种流水地貌的成因，归纳其地貌特点。 4.人地协调观：增强生态保护意识，运用所学知识指导生产和生活。【学习过程】 一、观看图片，识别各种流水地貌。 ①②③ ④⑤⑥ 二、实验探究：流水作用对地貌的影响 实验器材：塑料盆，沙土、塑料瓶、水、黏土砖 实验目的：演示流水地貌 观察思考： 1.沙土坡、平坦的盆底、瓶中的水分别代表了自然界中的什么？ 2.实验中你观察到流水的哪几种外力作用？ 3.观察在哪里侵蚀？现实当中会形成那些地貌？黏土砖充当了什么？
4.观察堆积物的位置、形状、颗粒的大小分布有何特点？为什么？现实当中流水沉积会形成那些地貌？ 5.大多聚落选择在流水沉积地貌分布，为什么？ 6.推论：流水作用为主的地貌出现在 地区（干湿地区）。为什么？ 活动：说出下列四个地貌名称，并说明其各自特点（学法指导：景观特点可以 从形态、地势、质地、坡度等方面进行描述） 甲：地貌名称，特点。乙：地貌名称，特点。丙：地貌名称，特点。丁：地貌名称，特点。 三、观看微课，探究喀斯特地貌： 甲乙 丁丙
1.描述喀斯特地貌分布区的景观特点？ 2.举例说明喀斯特地貌区的溶蚀与淀积作用？归纳影响此地貌的主要条件。 3.分析喀斯特地貌给人类生产和生活带来的有利和不利影响。 四、课堂总结 五、学以致用 下列是我国不同地区的地貌景观图，读图，完成： A B C D E F G H
鲁教版高一地理必修一讲义常见流水地貌
第四课时常见流水地貌 (原教材必修一第二单元第一节) 学习目标：1.通过野外观察或运用视频、图像，识别常见的流水地貌。2.掌握流水侵蚀地貌和堆积地貌的主要特点及其成因。(重难点) 一、流水侵蚀地貌 1．沟谷：坡面受流水作用，被冲刷，下切形成沟谷，水流汇集使沟谷不断加宽加深。如黄土高原千沟万壑的地表形态。 2．峡谷：在河流向下侵蚀作用强烈的地区，常常形成峡谷。 二、流水堆积地貌 1．冲积扇或洪积扇 (1)位置：河流流出山口处。 (2)成因：泥沙沉积形成的扇形堆积地貌。 (3)特点：土层深厚，多被开垦为农田。 2．冲积平原 (1)成因：河流由上游进入中下游地区，地势趋缓，流速减慢，泥沙大量沉积而成。 (2)特点：地形平坦，土层深厚，利于耕作。 3．河口三角洲 (1)位置：河流注入海洋的入口处。 (2)成因：河流注入海洋时，流速减慢，所携带的泥沙在河口沉积。 (3)特点：土层深厚，利于耕作。 (1)长江三峡主要为U形谷。() (2)澜沧江流经横断山区时形成了宽浅河谷。() (3)澜沧江支流汇入处形成三角洲() (4)冲积扇地貌由流水侵蚀而成。()
(5)常见的河流堆积地貌有() A．河流阶地、大峡谷B．喀斯特地貌、陡崖 C．河口三角洲、冲积扇D．角峰、U形冰川谷 提示：(1)×长江三峡是由流水侵蚀而成的V形谷。 (2)×澜沧江在源头区形成了宽浅的河谷，在横断山区均形成“V”形峡谷。 (3)×澜沧江支流汇入的地方形成冲积扇。 (4)×冲积扇地貌是由河流泥沙堆积而成。 (5)C[大峡谷、喀斯特地貌多为流水侵蚀地貌；角峰为冰川侵蚀地貌；河口三角洲、冲积扇是常见的河流堆积地貌。] 洲平原，其形成机制和地貌特点各不相同，下面是三种堆积地貌图。 问题1(区域认知)A、B、C三图所示分别是哪三种河流堆积地貌？ 提示：①图A——洪积——冲积平原；图B——河漫滩平原；图C——三角洲平原。 问题2(综合思维)图A所示冲积扇从顶端到边缘颗粒大小如何变化？ 提示：从顶端到边缘颗粒逐渐变小。 问题3(综合思维)除了堆积地貌外，河流还能形成哪些地貌类型。 提示：河流侵蚀地貌，如峡谷、瀑布。 [归纳总结]
地质学第四章 喀斯特地貌
第四章 喀斯特地貌 第一节 喀斯特作用 喀斯特作用：是指水对可溶岩石进行的以化学过程为主，机械过程为辅的破坏和改造作用。 一、喀斯特作用的化学过程 包括喀斯特溶蚀过程和溶积过程。以碳酸盐为例 二、影响喀斯特作用的因素 （一）地质因素 1.岩石成分 可溶性岩石：卤盐类、硫酸盐类、碳酸盐类 2.岩石结构 如粒径小的较粒径大的岩石更易受溶蚀；不等粒结构比等粒结构石灰岩的相对溶解度大。 3.地质构造 地质构造可控制喀斯特作用的方向和程度。 （二）气候因素 1.气温：气温高，虽水中CO 2含量减少，但水的电离度大，H + OH - 增多，溶蚀力增强，化学反应速度提高。据测验气温每增加10℃，水的化学反应速度增加一倍，故高温地区的喀斯特作用速度较快。 2.降水量：降水量大，径流量大，地表水地下水径流条件好，侵蚀力强。 3.气压：气压和水中CO 2含量成正比，在温度条件不变的情况下，局部分 压力越高，水中CO 2的含量也越多，CaCO 3的溶解度越大。 （三）生物因素 有机酸及生物成因的CO 2，对可溶性岩石溶蚀强度的贡献值大。（表） 三、喀斯特水的动态 1. 垂直循环带（包气带）：地面以下至丰水期潜水面之间的地带，重力水由向下渗流。垂直溶蚀的结果， ++?++-23223)(2Ca HCO O H CO CaCO
在该带多形成各种大小不同的垂直性的溶隙、管道和洞穴。 2.季节变动带：丰水期潜水面与枯水期潜水面之间的地带。潜水面具有季节变动的特点。丰水期水流方向 近水平，向河谷排泄，为饱水带，溶蚀出水平状洞 穴；干季潜水面下降，水流方向垂直，与包气带连 成一起，垂直性溶隙得到发育。该带是上部包气带 与下部饱水带之间的过渡带，喀斯特作用及地貌多 变。 3.水平循环带（饱水带）：位于枯水期潜水面之下，直至可溶岩的底板之上。此带终年呈饱水状态，具有自由水面，水流方向近水平，多向河谷排泄。该带形成的地貌以水平状溶洞和地下河为主，数量多，规模大。 4.深部滞流带：该带地下水位置较深，有承压性，地下水运动缓慢，喀斯特作用微弱。该带可发育小型喀斯特溶蚀地貌。 第二节喀斯特地貌 一、地表喀斯特地貌形态 （一）小型溶蚀地貌 1.溶沟：溶沟是刻入岩石表面的石质沟槽，横剖面呈楔形、V形或U形，长度不一，深数十厘米至数米不等。 2.石芽、石脊和石林 石芽为溶沟或沟槽之间突出的部分；呈岭脊状延伸的石芽称为石脊；高大而密集的石芽，称为石林或石林式石芽。 （二）落水洞 落水洞是地表水从谷地流向地下河或地下溶洞的通道，是垂直方向水流对裂隙不断进行溶蚀并伴塌陷而
自然地理学(一)练习题
《自然地理学(一)》练习题 一 一、名词解释题（每小题3分） 1.河流袭夺： 2.正地形： 3.波浪变形： 4.牛轭湖： 5.逆地形： 6.冰劈作用： 7.混合溶蚀作用： 8.气候地貌： 9.溶沟与石芽： 10.石河： 11.大陆架： 12.溯源侵蚀： 13.侵蚀基准面： 14.波浪折射： 15.石海： 二、选择题（每小题2分） 1. 不属于多风向沙丘的是( ) A.新月形沙丘 B.金字塔形沙丘 C.蜂窝状沙丘 D.星状沙丘 2. 以下各种三角洲中属于鸟足状三角洲的是( ) A.密西西比河三角洲 B.黄河三角洲 C.尼罗河三角洲 D.长江三角洲 3. 某谷地走向较为顺直，横剖面呈梯形，谷坡陡峻，纵剖面崎岖不平，没有恒定的纵比降，谷底组成物质为沙或基岩，这个谷地应当是( ) A.溶蚀谷 B.河谷 C.风蚀谷 D.冰川谷 4. 形似馒头，顶部浑圆上凸，边坡发育大量辐射状沟谷的黄土地貌为( ) A塬 B.残塬 C.梁 D.峁 5. 下列关于地貌成因的论述，错误的是( ) A. 构造运动是形成地表宏观地貌特征的决定性因素 B. 在湿热气候条件下，流水作用是形成地貌的主导外动力 C. 地貌发育是纯自然过程，人类活动无法改变地貌的发育 D. 岩石的硬度、胶结程度、是理性质和结构等都会对地貌的发育产生影响 6. 滑坡属于( ) A.重力地貌 B.流水地貌 C.喀斯特地貌 D.黄土地貌
7. 以下表述不正确的是( ) A.平原的冲积性河床上，深槽与浅滩交替出现。 B.弯曲河床的水流在离心力的作用下会形成表流向凹岸底流向凸岸的横向环流。 C.岩槛和壶穴是由于河流被火山熔岩阻塞造成的。 D.边滩与心滩是可以相互转化的。 8. 在我国陆地地貌分类系统中，基本地貌类型包括( ) A.山地、高原、平原、丘陵； B.山地、高原、台地、盆地 C.山地、台地、平原、丘陵； D.山地、高原、平原、台地 9. 关于风沙作用和风沙地貌的表述不正确的是（） A. 风对地表细粒物质的作用包括风蚀作用、搬运作用和风积作用。 B. 风对沙粒的搬运是以悬移和表层蠕动两种形式进行的。 C. 风沙地貌可分为风蚀地貌和风积地貌。 D. 当风力减弱或风沙流遇阻，风中挟带的沙粒沉降于地面，这种现象称为风积作用。 10. 黄土潜蚀地貌可形成（） A.锅穴 B.陷穴 C.海蚀穴 D.壶穴 11. 下列地貌形态哪一种是地表河流袭夺的地貌表现（） A.峡谷 B.风口 C.盲谷 D.风蚀谷 12．牛轭湖是由（）造成的。 A.曲流截弯取直 B.喀斯特作用 C.海岸泥沙运动 D.基岩被风吹蚀 13. 中、酸性岩浆以中心式喷发而形成的火山，其形态上通常表现为（） A.盾形火山 B.锥形火山 C.低平火山 D.寄生火山 14. 在沟谷发育过程中，哪一阶段沟谷侵蚀最强烈？（） A.细沟 B.切沟 C.冲沟 D.坳沟 15. 某谷地走向顺直，横剖面呈U型，谷头呈围椅状，有明显的纵比降，纵剖面常表现出阶梯状，这个谷地应当是( ) A.溶蚀谷 B.河谷 C.风蚀谷 D.冰川谷 16. 以下关于流水作用的说法错误的是（） A.地表流水包括坡面流水和沟谷流水两类。 B.流水具有侵蚀、搬运和堆积三种作用。 C.沟谷流水的侵蚀呈线状，并有下切、侧蚀和溯源侵蚀三种形式。 D.流水的搬运能力与流速和流量密切相关。 17. 关于风沙作用和风沙地貌的表述不正确的是（） A.风对地表细粒物质的作用包括风蚀作用、搬运作用和风积作用
高中地理(新教材)《流水地貌、海岸地貌》导学案
第二章自然地理要素及现象 第一节主要地貌的景观特点 第一课时流水地貌、海岸地貌 课程标准学业质量标准核心素养 野外观察或运用视 频、图像，识别3～4 种地貌，说明其景观 的主要特点。 水平1：了解流水地貌、海岸地貌 的含义和分布。 水平2：通过景观图、示意图等资 料，总结流水地貌、海岸地貌的 特征。 水平3：能够分析不同河段河流地 貌的差异。 水平4：能够评价不同地貌对人类 活动的影响，评价人类活动对地 貌的影响。 综合思维：能够根据地貌的相 关资料分析地貌的特点及成 因；不同地貌的演化过程。 区域认知：认识不同地区地貌 的表现形式及特征。 地理实践力：实地考察地貌， 分析典型地貌的形成和变化。 地貌是地球表面各种形态的总称。按成因分，地貌有□01流水地貌、□02海岸 地貌、风沙地貌、冰川地貌、黄土地貌和□03喀斯特地貌等。 一、流水地貌 由于流水的侵蚀、搬运和堆积作用而形成的地貌。
1．判断正误。 (1)高出水面的谷坡，不属于河谷。(×) (2)冲积扇位于山前，三角洲位于河口，两种地貌坡度都较缓。(√) 2．下列地貌中最为低平的是() A．沟谷B．谷坡 C．阶地D．三角洲 答案 D 解析沟谷、谷坡、阶地等均以侵蚀为主，地势起伏大。三角洲是河口处泥沙沉积形成，地势低平。 3．黄土高原与华北平原之间有巨大南北纵列的太行山，太行山东麓有一个个冲积扇，北京、石家庄、邯郸、郑州就位于一个个冲积扇上。说明这些冲积扇的形成过程。 提示发源于黄土高原上的河流，侵蚀黄土层、携带黄土颗粒，到太行山东侧山麓地带，因地势陡然变得开阔低平，水流迅速减慢，泥沙发生沉积，形成太
行山东麓一个个冲积扇。 二、海岸地貌 通常分布在平均□01海平面上下□0210～20米，宽度在□03数千米至数十千米范围内。 1.判断正误。 (1)海岸地貌的形成只是在海岸附近，都是海水及运动形成的地貌。(×) (2)河流入海口向海洋延伸后，河水携带的泥沙逐渐沉积形成沙嘴。(×) 2．海蚀穴形成的地质基础是() A．海水中有多种矿物质盐分 B．海岸岩石硬度存在差异 C．海洋中微生物、细菌丰富 D．海水温度地区差异大 答案 B
喀斯特地貌形成
喀斯特地貌 喀斯特又称岩溶。通常指岩石裸露、草木不生，具有洞穴、落水洞、地下河而缺乏地表河流和湖泊为特征的地区。是地下水对可溶性块状石灰岩溶蚀的结果。喀斯特一词原指亚得里亚海达尔马提亚沿岸的石灰岩地区，现已用于类似的一切地区。喀斯特分布在世界上极为零散的地区，如法国的科斯、中国的广西、美国的肯塔基州等。促使喀斯特发育的条件是：1、地表附近有节理发育的致密石灰岩；2、中等到较大的降雨量；3、地下水循环通畅。石灰岩（碳酸钙）在略有酸性的水中容易发生溶解，而这种水在自然界中广泛存在。雨水沿水平的和垂直的裂缝渗透到石灰岩中，将石灰岩溶解并带走。由于地表物质也被流水带走，还没有被溶解的石灰岩就形成了石灰岩喀斯特面。沿节理发育的垂直裂缝逐渐加宽、加深，形成石骨嶙峋的地形。当雨水沿地下裂缝流动时，就不断使裂缝加宽加深，直到终于形成洞穴系统或地下河道。狭窄的垂直纵向竖井与这些河道联通，使地表水得已顺畅地经地下河流走。世界上的大洞穴，大多数都是喀斯特区。我们在照片中常见到的岩沟、天生桥、石灰岩孤峰、石林等，都是喀斯特区特有的地形。如果洞穴足够大且顶部接近地表面，则洞顶会发生坍塌。这样就会产生名叫落水洞的洼地。落水洞是喀斯特地形的一种最有代表性的特征，常常合并成更大的凹陷，叫做坡立谷（俗称“天坑”），它常常是平底的，并由石灰岩中不溶残余特形成的土壤所覆盖。有些地区的石灰岩中不溶解物多一些，留下来的物质形成可以耕种的土壤。在一些降雨量很大喀斯特地区，所有降水都完全渗透到地下，甚至使那一地区连生活用水都难以找到。另一些地方，地表则可能会出现大泉，以河流的形式流过地表面，然后再次消失于地底下。 根据不同分类原则，划分为许多不同的类型。按出露条件分为：裸露型喀斯特、覆盖型喀斯特、埋藏型喀斯特。按气候带分为：热带喀斯特、亚热带喀斯特、温带喀斯特、寒带喀斯特、干旱区喀斯特。按海拔高度分为：高山喀斯特、高原喀斯特、海岸喀斯特、海底喀斯特。按岩性分为：石灰岩喀斯特、白云岩喀斯特、石膏喀斯特、盐喀斯特。按发育程度分为：全喀斯特、半喀斯特或流水喀斯特。按水文特征分为：充气带喀斯特、浅饱水带喀斯特、深部喀斯特。按形成时期分为：化石喀斯特、古喀斯特、现代喀斯特等。还有生物喀斯特等。喀斯特作用以外由其他不同成因而产生形态上类似喀斯特的现象，统称为假喀斯特，包括碎屑喀斯特(砾岩、角砾岩、砂岩)、黄土和粘土喀斯特、热融喀斯特和火山岩区的熔岩喀斯特等。