Key Concepts in Geomorphology（地形學核心概念）

引用

Bierman, P. R., & Montgomery, D. R. (2020). Key Concepts in Geomorphology (2nd ed.). Macmillan Learning.

章節概要

全書共四部分十六章，書末附有彙總的參考文獻與延伸閱讀，以及收錄各章粗體關鍵術語的詞彙表。第一版（2013 年）在美國國家科學基金會資助下編寫，是一本經過地貌學界廣泛審閱的教材；作者稱第二版主要依據學生和教師在公開修訂部落格上留下的近六十頁意見進行修訂。每章結構相同：開頭列出學習目標，隨後是各主題小節，多數章設有「應用」一節，接著是追溯某個問題上科學思想如何發展的「Digging Deeper」專文、把地貌學應用於當前問題的案例研究（十六章中有十三章列有案例）、一道例題，以及按學習目標順序排列的章末問題。

第1章：地球動態的表面

這是第一部分「地貌學及其工具」三章中的第一章：把地表概括為地圈、水圈和生物圈交匯之處，然後介紹景觀以及貫穿全學科的統一概念。Digging Deeper 專文探討地球為何宜居，案例研究討論人為氣候變化對地貌的影響。

第2章：地貌學簡史

本版新增的獨立一章，從地質神話講到古典時代的哲學家和自然哲學家，經過十九和二十世紀，直至現代地貌學；包括一篇關於地球理論的專文和一個關於如何描繪大地的案例研究。

第3章：地貌學家的工具箱

方法一章：地表特徵的刻畫、相對測年與數值測年、地貌過程速率的測量、實驗以及代用指標記錄。Digging Deeper 專文說明測年方法的原理；出版社把光達（LiDAR）測繪的迅速普及列為本版的更新之一。

第4章：地貌水文學

第二部分「從源到匯」以降水、蒸散、地下水和地表水以及水文作用形成的地貌開篇，案例研究是休斯敦的洪水，專文討論人類活動如何把水文與景觀變化連結起來。

第5–6章：風化與地貌學；土壤與地貌學

原為一章，現拆分為兩章。第 5 章討論物理風化和化學風化、二者的相互作用以及以風化為主導的地貌，案例研究是酸性岩石排水。第 6 章討論土壤生成、土壤發育、剖面及其描述，以及景觀中的土壤；專文追問土壤形成有多快，案例研究把土壤侵蝕與文明衰落連結起來。

第7章：坡地

討論構成坡地的物質、塊體運動、坡地穩定性、類擴散過程和坡地形態；專文討論植物根系對坡地穩定的貢獻，案例研究是奧索山崩。

第8–9章：河道；流域

第 8 章討論河流的外部控制因素、河流過程、泥沙輸移、河型、河段尺度的河道形態、河漫灘以及河道響應；專文主題是基岩河床下切，案例研究是淘金熱留下的河流遺產。第 9 章轉向流域尺度的過程、河網與流域形態、從上游山地到下游低地的過渡，以及都市化對河流的影響。

第10章：海岸與海底地貌學

先討論海岸環境、驅動因素、地貌和過程，再討論海洋環境和海底地貌。專文追問世界各地的三角洲正在發生什麼，案例研究是超級風暴珊迪。

第11–13章：作為地貌營力的風；火山地貌學；冰川與冰緣地貌學

第三部分「冰、風與火」討論其餘的營力。第 11 章討論作為流體的空氣、風力過程的空間分佈以及風成過程與風成地貌，並有一篇關於荒漠礫冪的專文。第 12 章討論火山活動的分佈與類型、噴發機制與規模、火山景觀及其後續演化，以 2018 年基拉韋亞火山的裂隙噴發和山頂塌陷作為案例研究。第 13 章討論冰川、冰下侵蝕、冰川搬運與堆積、冰川地貌以及冰緣環境。

第14–16章：地貌學與氣候；構造地貌學；景觀演化

第四部分「更大的圖景」把各過程章節整合起來。第 14 章討論氣候記錄與氣候週期、氣候地貌學，以及景觀與氣候之間的雙向關係。第 15 章討論構造過程、構造背景以及景觀的響應，包括一篇關於測定斷層最近一次活動時間的專文和 2018 年阿拉斯加地震的案例研究。第 16 章探討景觀演化的因素、模型、類型和速率，追問景觀是否處於穩態，並以人類世收尾。

核心概念

第一部分：地貌學及其工具

• 作為介面的地表：景觀形成於地圈、水圈和生物圈相互作用之處。
• 相對測年與數值測年：前者在時間上排列地貌，後者為地貌給出年齡，是測量過程速率的基礎。
• 代用指標記錄：用於重建過去地表狀況的間接證據。

第二部分：從源到匯

• 從源到匯：第二部分的組織思想，追蹤水和泥沙從坡地風化開始，經過河道和流域，直到海岸和海底的去向。
• 土壤生成：岩石轉變為土壤的過程，本書直接討論其速率。
• 坡地穩定與類擴散過程：坡地搬運物質的兩種方式，一是突然失穩，二是類似蠕動的緩慢搬運。
• 泥沙輸移與河道響應：河流如何搬運泥沙，以及在水量或泥沙供給變化時如何調整形態。

第三、四部分：冰、風與火；更大的圖景

• 風、火山與冰川營力：並非處處起作用的過程領域，各有其特徵地貌。
• 景觀與氣候的反饋：氣候塑造景觀，景觀也反過來影響氣候。
• 構造地貌學：景觀既記錄地殼變形，也是對地殼變形的響應。
• 穩態：抬升與侵蝕是否達到平衡、從而使景觀保持其形態的問題。

評析

優點

• 為初學者設計。 作者說明本書面向第一次學習地表過程、自然地理學或第四紀地質學課程的本科生，每章有 8 到 16 幅專為初學者設計的插圖和 20 到 30 張彩色照片。學習目標、應用、例題和與目標對應的問題構成統一的章節模式，便於學生有條理地學習。
• 學界共同審閱。 第一版從提綱、撰寫到審稿的各個階段都廣泛徵求了地貌學界的意見，第二版又根據公開徵集的意見進行修訂，這在教材中並不多見。
• 應用與發展中的科學。 多數章設有應用一節，每章都有一篇 Digging Deeper 專文，追溯研究者如何處理一個懸而未決的問題（土壤形成有多快、冰川侵蝕了多少、景觀是否處於穩態），從而把地貌學呈現為一門不斷發展的科學，而非地貌名稱的清單。
• 方法和學科史各自成章。 測年、速率測量和學科史都是獨立的章而非附錄，學生在各過程章節用到這些工具之前就已接觸它們。

局限

• 入門深度。 本書為第一門課程而寫，目錄顯示每章只有一道例題；想學習基於物理的過程模型的讀者需要數學程度更高的教材。
• 水文只佔一章。 地貌水文學集中在第 4 章，修讀地貌學與水文學合併課程的學生還需要一本專門的水文學教材。
• 案例研究分佈不均。 出版社把案例研究列為每章的特色，但其自己的目錄顯示第 11、13、14 章沒有案例研究，而是附有本章參考文獻。

在課程中的定位

在地貌學與水文學書單中，本書是篇幅標準的入門教材。Goudie 和 Viles 的 Landscapes and Geomorphology: A Very Short Introduction 是對這一學科的簡短概覽，可以在本書之前閱讀；Huggett 和 Shuttleworth 的 Fundamentals of Geomorphology 是另一本覆蓋面廣的入門教材，以過程系統和景觀變化為線索，既可作為替代的主教材，也可作為換個角度理解的參考。Anderson 和 Anderson 的 Geomorphology: The Mechanics and Chemistry of Landscapes 從守恆定律和簡單模型出發構建每個主題，對於想了解過程背後物理原理的學生，是讀完 Bierman 和 Montgomery 之後的自然下一步。

在課程的水文學方面，Hendriks 的 Introduction to Physical Hydrology 是一本討論大氣水、土壤水、地下水和地表水的簡明入門書，可擴充套件第 4 章的內容；Dingman 的 Physical Hydrology 則是其後閱讀的定量教材。

如何使用本書

本書適合修讀第一門地貌學、自然地理學或第四紀地質學課程的學生，作者也考慮到了林學、農學和土木工程科系的學生。修過地質學或自然地理學的入門課程會有幫助。

閱讀安排：

• 核心： 第 1 章和第 3 章（工具箱在全書中反覆使用），然後按順序閱讀第二部分的第 4–10 章，因為這一部分追蹤泥沙從源到匯的過程，每章都以前一章為基礎。
• 選讀： 第三部分按地區和興趣選擇；冰川與冰緣地貌學（第 13 章）適用面最廣，風和火山兩章可根據野外考察地區選讀。
• 綜合： 第 14–16 章放在課程最後，用來整合各過程章節。學科史的第 2 章可以早讀，也可以與地理學思想課程同步閱讀。

每章先讀學習目標，最後回答按正文順序排列的章末問題。例題要親手算一遍。把 Digging Deeper 專文當作提出研究問題的範例來讀，把案例研究用作討論或短篇寫作的素材。詞彙表和書末參考文獻有助於複習和延伸閱讀。