邊界效應

邊界效應

邊界的存在對滲流場的等勢線分佈、流線分佈和井產量等都會產生影響,通常將這種影響稱為邊界效應。

一般來說,邊界是眾多信息匯聚的地方,它具有異質性,是變化的所在,容易產生特殊的現象,受到人們的關注,這就是通常所說的邊界效應。從人的心理出發,人類容易對異質的東西發生興趣,而對於同質的東西產生厭倦和膩煩。

簡單介紹


實際油、氣藏中,在生產井或注水井的附近往往存在著各種邊界(如等勢邊界和不滲透邊界)。邊界效應在風景園林中尤為突出。在自然界中,優美的風景往往集中在地球板塊的邊界,如位於印度板塊和亞洲板塊交界處的四川省,風景資源集中,是我國重要的風景旅遊地。又如水與陸地交界的水岸地帶,地形層次豐富、動植物類型多樣,容易形成不同於其他場所的美麗風景。

應用領域


地理科學

在經濟全球化和區域一體化的時代背景下,跨邊界的全球性、區域性合作日益密切。20世紀90年代,學術界關於“無國界”的思潮湧現。國家邊界正在消融,資本、信息、技術、人才等要素可以在不同國家間自由流動。然而,全球化和區域一體化是否意味著國家邊界的“消失”,McCallum給予了強有力的回擊。他在研究加拿大、美國邊境地區的貿易時發現,國家邊界仍然影響著兩國的貿易模式,邊界效應在一定程度上阻礙了跨國貿易的發展。McCallum的研究不僅讓我們重新審視國家“邊界”的作用,而且開啟了“邊界效應”研究的新篇章。進入21世紀,在中國成功加入世界貿易組織、經濟全球化迅速席捲中國市場的時代背景下,對國際市場的貿易壁壘分析和中國市場的一體化測度的迫切需求,為國內邊界效應研究的興起提供了契機。不同空間尺度下,邊界的意義和效用存在較大的差別。
國家的邊界是國家領土、主權的界線標誌,神聖不可侵犯;國家內部的行政邊界是有利於高效行政管理而存在的地理分界線,是微觀地域的許可權界線。邊界的存在,像一堵無形的高牆,阻礙要素跨區域的高效流動,從而對跨邊界的社會、經濟行為產生影響,這種影響稱之為“邊界效應”。
由於學科背景不同,邊界效應研究主體和內容存在明顯差異。經濟地理學領域的“邊界效應”研究主要是探討邊界對跨界經濟行為產生的影響。無論是美國、加拿大邊境地區的貿易研究,還是歐盟國家的一體化,市場分割的測度分析,學者們都將跨國貿易視為“同質要素”,探討行政邊界引起跨區域貿易與區域內部貿易的差異化現象。而在城市地理學和旅遊地理學領域的一體化研究中,城市單元的經濟屬性、旅遊區入境遊客人數、旅遊基礎設施等被視為同質要素,並基於這類要素探討邊界存在引起的跨區域發展的差異化現象。政治地理學領域的邊界效應研究更注重理論性和思辨性,並且將邊界效應劃分為屏蔽效應和中介效應,屏蔽效應是邊界阻礙空間相互作用的現象,而中介效應則為邊界兩側區域提供了接觸和交流的機會。雖然邊界效應研究的空間尺度和學科背景有較大差別,但對邊界效應的研究內容達成了基本的共識,即探討邊界(包括區域邊界、國家邊界和更小行政單元的外圍界限)的存在引起跨越邊界的同質要素產生量變或質變的現象。

程序設計

計算機程序設計中的邊界效應應該是指在進行程序設計的過程中,我們的編程思想、演演算法以及分析測試的數據有可能會臨近我們所沒有注意到的邊界。所有的操作設計都會有一個邊界存在,例如整形數據的內存也是有規律的,很多情況下在進行程序設計時,往往會被我們所忽略。但是在測試的時候這些邊界值在我們所設計的程序中是否好用,是否可以達到分邊界值的效果,那就不一定了。所以在進行程序設計的時候,要盡量避免所涉及的數據臨近邊界值或者超出邊界值,儘可能將我們所需要的放入其中,來保證其數據結果的準確性。

熱學

分子之間是有作用力的,一般距離較遠是分子力忽略不計,則考慮液體時,液體中的某個分子只與較近的分子作用(較遠的作用力忽略),由於對稱則合力為零。而在液面與空氣邊界處不能產生這樣的對稱,則由於分子力的不對稱產生邊界效應,如表面張力的產生。
一般物體都有“相”,即一大堆微觀粒子的共同狀態,比如液相、氣相。在兩相的交接處會有邊界效應。在同一個相,比如液體中的原子或分子受各個方向的力(碰撞)是相同的,這由對稱性可以看出來。而在氣液交界處的粒子受兩邊液體和氣體的碰撞力不相等,因此會出現奇特的現象,比如表面張力、毛細現象等等。在一定溫度下,液體中的粒子速度滿足麥克斯韋分佈,因此有一部分速度快的粒子,它們能量比較高,因此能夠衝破液面的束縛跑到氣體中,這就是液面的揮發。液體表面的液體分子,一方面受表面之下液體分子的吸引力,另一方面基本上在氣體分子一側基本上沒什麼障礙阻礙它飛出去。於是,氣液分界處就是液體分子一方面因為熱運動要飛出去/蒸發,另一方面又被內部分子拉住而限制在液體部分里。這種情況是由於一側缺少液體而出現的,也就是只能出現在液體區域的邊界處,於是就叫邊界效應了。

心理學

無論是在餐館,公交車,火車,休息室,課室,人們普遍傾向選擇靠窗的位置;在寬大的廣場,人們喜歡挑選廣場四周的花圃坐下或者是周邊建築物的牆根,只有廣場四周坐滿了人,人們才不得已地選擇中心地帶。這些平時無心的選擇和舉動原來是受到了“邊界效應”的影響。
“邊界效應”由西方心理學家德克·德·瓊治提出,指人們喜愛逗留在區域的邊緣,而區域開敞的中間地帶是最後的選擇。區域的邊緣象徵兩個地方的交接,人作為個體處於中間距離,與兩個地方不遠也不近,這能很好反映人對交往距離的要求——安全。
從人的心理出發,人類容易對異質的東西發生興趣,而對於同質的東西產生厭倦和膩煩。例如對於一塊場地來說,人們往往更多關注的是場地邊緣的特徵,而不是場地的中央,人的活動也多集中於場地的邊緣。這也是為什麼在公園的設計中,設計者往往將休息設施設在場地的邊界。德克·德·瓊治認為,身處邊界區域既能看清周圍的一切,又可以較少暴露自己。
美國心理學家馬斯洛認為,安全是人類的基本需要。人們在公眾場合時,盡量減少與他人的接觸,意味著減少發生衝突的可能,滿足了與他人保持距離的安全感需求。比如在地鐵里靠邊坐,要比坐在兩人中間減少了與一個人的肢體接觸,讓人覺得自在、安全一些。開會時靠邊坐,遠離主位上的領導,可以弱化內心被監督的感覺,減少被點名提問的可能性。喜歡靠門坐的人,潛意識中多半有逃離會場的想法。餐廳吃飯找角落,一方面不用擔心談話被人聽到,保護隱私;另一方面能觀察周圍人的舉動,也讓人感到安全和踏實。
“邊界效應”表達了人的三個交往心理需求:
(1)人有交往的心理需求。邊界是個很好的觀察點,首先提供了全局瀏覽,其次才是重點的個別觀察。在交往前,人本能地通過觀察掌握環境信息,作出合適的判斷和選擇——哪些人能成為成功的交往對象。
(2)人在需要交往同時需要個人空間領域。相對於中間四周都是空間的環境,邊界是個半開放空間,人可以在其中進行觀察的同時隱藏自己——保留自己的空間領域,減少暴露。
(3)人在交往時需要與他人保持人際距離。站在邊界比站在中心要更容易離開區域。同理,在交往中如果由於對方太過接近自己而產生不安,在邊界能夠方便人重新拉開與對方的距離。