一、侵蚀循环学说
这是戴维斯于 1899 年据其对北美的河流地貌观察,在环境条件上作了一些简化,建立起第一个系统性地貌随时间而演化的模式。该模式的假定前提是:①位于潮湿温带;②岩性均一;③起始地形是平原;④地壳仅是在开始时有一次急速上升,其后进入长期的稳定。他按生命顺序,把整个过程分为幼年、壮年、老年三个时期,各期地貌有明显的差异(图 10-1)。幼年期是河流迅速深切地面,形成峡谷,并扩展其河谷系统;地面遭受切割,但仍保持着不少上升前原始平坦地面,造成山地峡谷、山顶和缓地面并存的地貌。壮年期是原始上升的高地面被全部蚀去,峡谷因河流侧蚀作用加强,使谷坡逐渐扩展而变成缓坡宽谷;主河(干流)的纵剖面开始达到平衡剖面。这时地貌上表现为丘陵宽谷。老年期则丘陵进一步削蚀降低,河流的干流和大部分支流都达到了平衡剖面,下蚀作用已很微弱,代之以侧蚀和堆积为主,形成宽广的冲积平原(河漫滩、泛滥平原),整个地面微缓起伏,只有个别硬岩地段,因抗蚀性强而保留下来,成为低矮孤立的残丘(称蚀余山)。
戴维斯的侵蚀循环的最终地貌是高差小、坡度缓、高程接近海面的呈波状起伏的地面,称为“准平原”,标志着一次有顺序的演变行将结束。随后, 若有另一次地壳急速上升发生,则地貌将按上述顺序作又一次的演化,故名之为循环,并把这个突变称为“地貌回春”。随着讨论的深入,他补充了名之为“循环中断”的概念,指的是:在循环尚未结束时,地壳出现了上升, 开始了新一次循环,使原本的循环不能继续下去。在这个以河流作用为中心的循环发育模式建立后,戴维斯按营力的不同,发展出包括冰川、海岸、岩溶和风力在内的多个侵蚀循环模式。
戴氏的侵蚀循环论(原称“地理循环”),从一开始提出就面对不少批评。在动力学派出现(本世纪 60 年代)以前,主要的批评分别来自小彭克
(1924)和金(1953)。其实,他们的模式只是对循环论作补充(图 10-2)。小彭克的批评要点在于地壳运动的假定,他认为开始地壳是缓慢上升,后来才逐渐加速至最大值,然后变为长期稳定。他强调剥蚀速率与上升速率的对比决定地面的形状,因此,在开始时当这两个速率相近,就会形成“初始准平原”,它与加速上升转入长期稳定后所成的“终极准平原”不同。他还推论连续上升山地会形成阶状的前缘坡。金氏的批评集中在准平原的发育方式上,他认为是按斜坡侧向后退的方式进行,而不是下蚀变低变缓,其结果是形成“山足剥蚀平原”。
应该指出,戴维斯的侵蚀循环是假定构造运动(上升之后)和气候条件不变的情况下进行的;而这一过程又是周而复始的、封闭的、循序进行的循环。实际上,构造运动、气候条件都随着时间而变化,地貌的发展是旋回性的,每一旋回都有所不同,不可能是简单的重复。此外,戴维斯的侵蚀循环的模式又过于简化,不能解释地貌在短期内的变化。在某一个具体时段地貌发展过程会发生不断偏离长期发展趋势的情况,不能认为一个侵蚀循环,地面始终因河流的下切而降低,坡面始终因剥蚀而逐渐夷平,河流同样有淤积加高的时候,高地同样有因地壳均衡补尝而上升的时候。
尽管如此,毕竟戴维斯的“侵蚀循环”说是地貌学中第一个系统阐述地貌演化的古典理论,一度对地貌学的影响很大。