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山区县域乡村空间活力评价指标体系构建与测度分析

王杰 郑国全

魏亚楠, 龚明贵, 白娜, 等. 梁山慈竹叶绿体基因组密码子偏好性分析[J]. 浙江农林大学学报, 2024, 41(4): 696-705. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230498
引用本文: 王杰, 郑国全. 山区县域乡村空间活力评价指标体系构建与测度分析[J]. 浙江农林大学学报, 2024, 41(4): 850-860. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230478
WEI Ya’nan, GONG Minggui, BAI Na, et al. Analysis of codon preference in chloroplast genome of Dendrocalamus farinosus[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2024, 41(4): 696-705. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230498
Citation: WANG Jie, ZHENG Guoquan. Construction and measurement analysis of evaluation index system for rural spatial vitality in mountainous counties[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2024, 41(4): 850-860. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230478

山区县域乡村空间活力评价指标体系构建与测度分析

DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230478
基金项目: 国家社会科学基金资助项目(19BSH109)
详细信息
    作者简介: 王杰(ORCID: 0009-0007-1726-9179),从事城乡生态与乡村振兴研究。E-mail: 648329795@qq.com.com
    通信作者: 郑国全(ORCID: 0009-0002-2604-1188),副教授,博士,从事城乡生态与乡村振兴研究。E-mail: zhenggq@zafu.edu.cn
  • 中图分类号: F320.3

Construction and measurement analysis of evaluation index system for rural spatial vitality in mountainous counties

  • 摘要:   目的  在乡村振兴和共同富裕背景下,探索提升不同地域类型乡村空间活力的具体路径,为乡村发展提供科学依据。  方法  以浙江省泰顺县为研究对象,从乡村生活、生态、生产活力3个维度系统构建乡村空间活力指数评价体系,应用综合评价法研究乡村空间活力发展的空间差异,利用纵横对比法识别各乡(镇)主导活力和短板活力,探索各类型区差异化提升路径。  结果  ①泰顺县乡村空间活力空间分异特征明显,总体呈“局部高值,北高南低”,大部分乡(镇)的活力水平比较低;各项子系统活力不尽相同,乡村生活、生态、生产空间活力分别呈现“局部低值,西高东低”“北高南低” “局部突出,四周高中间低”的空间分布特征。②以主导活力和短板活力为划分原则,将泰顺县划分为综合发展型、主导发展型、极化发展型和欠缺发展型四大类,并根据不同地域类型提出活力提升策略:综合发展型应高效利用各自的优势资源,形成强对弱的对点帮扶,联合活化,推进泰顺县乡村空间活力的跨越式提升;主导发展型应发挥自身优势活力整合协调其他活力;极化发展型应在提升主导活力的基础上重点考虑积极探索特色发展道路,补齐短板活力;欠缺发展型应深入挖掘文化、生态等核心资源,明确发展定位。  结论  泰顺县乡村活力水平整体较低,各乡(镇)也有不同的优劣势,体现了活力水平发展的不平衡不充分特征。提出差异化提升路径以期对泰顺县实现乡村振兴发展有一定的指导作用。图2表3参25
  • 密码子是识别和传递生物体遗传信息、联系蛋白质与DNA之间的重要桥梁,在生物体遗传和变异中起着至关重要的作用[1]。编码同一氨基酸的不同密码子被称为同义密码子。由于基因突变和自然选择的影响,某些同义密码子在蛋白质翻译过程中往往被高频使用,被称为密码子的使用偏好性[23]。物种的生物学功能与密码子偏好性密切相关,密码子偏好性不仅可以影响生物编码基因的蛋白质合成速率和翻译速率[4],还会影响蛋白质结构、折叠程度和mRNA的合成[5]。研究表明:同一物种或亲缘关系相近的物种,具有相似的密码子偏好使用模式[6],通过分析物种的密码子偏好性可以衡量物种之间的基因表达量,进而探究物种之间亲属关系[7]。通过密码子偏好性的研究,能够更好地阐明物种进化过程中基因的表达规律[8],为利用基因工程技术改良物种目标基因提供参考依据[9]

    梁山慈竹Dendrocalamus farinosus属竹亚科Bambusoideae牡竹属Dendrocalamus,又名大叶竹和瓦灰竹,是中国西南地区重要的经济竹种[10],生长速度快,适应性强,竹笋效益高,属于优良的笋竹两用竹种,与硬头黄竹Bambusa rigida都属于竹编和制浆造纸的优质原料[11]。针对梁山慈竹叶绿体基因组密码子使用偏好性的研究鲜见报道。为了更好地挖掘和利用梁山慈竹的潜在经济价值,本研究以梁山慈竹叶绿体基因组序列为研究对象,分析其密码子偏好性使用模式,探究并总结其相关表达基因的密码子偏好性,以期分析影响梁山慈竹叶绿体基因组密码子偏好性的主要因素,并筛选出最优密码子,为后续梁山慈竹叶绿体基因工程改造等研究提供理论基础。

    根据GenBank登录号MZ681865.156在美国国家生物技术信息中心(NCBI)数据库中搜索并下载梁山慈竹叶绿体基因组序列,共有85条编码序列(CDS)。序列重复或小于300 bp会对密码子偏好性指标的测定产生影响[12]。对基因序列进行筛选,剔除序列长度小于300 bp且重复的序列,获取起始密码子为ATG,终止密码子为TAG、TGA和TAA的序列,最终获得51条CDS序列作为后续分析的样本序列。

    运用CodonW1.4.2 (http://sourceforge.net/projects/codonw)和EMBOSS (http://imed.med.ucm.es/EMBOSS/)计算有效密码子数(ENC)、适应指数(CAI)、密码子偏性指数(CBI)、最优密码子频率(FOP)以及密码子第3位核苷酸A、T、C、G的含量(分别记为A3、T3、C3、G3)。利用ENC判断密码子偏好性程度,ENC>35说明密码子偏好性比较弱;反之,说明偏好性强[13]。通过CUSP软件分析并获得密码子鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)所占的比率(GC比率)及GC平均比率(GCall),使用SPSS 25.0软件对梁山慈竹密码子各位置的GC比率与ENC进行相关分析。

    运用CodonW 1.4.2对同义密码子相对使用度(RSCU)进行分析,即该密码子的实际使用频率与其理论使用频率的比值[14]。当RSCU大于1时,同义密码子中偏好使用该密码子,被称为高频密码子;当RSCU等于1时,密码子无偏好性;当RSCU小于1时,密码子使用偏好性较弱[15]

    中性绘图分析是对影响密码子使用偏好性的关键因素进行分析,X轴为GC3,Y轴为GC1和GC2的平均值,绘制二维散点图对GC3和GC12 (各基因 GC1和GC2的平均值)的相关性进行分析(GC1、GC2、GC3分别代表第1、2、3位密码子的GC比例)。若回归系数接近1,代表GC3和GC12显著相关,碱基组成没有差异,说明突变是决定密码子偏好性的主要因素;若回归系数接近0,则代表自然选择是主要因素。

    ENC-plot绘图分析表现密码子的使用偏好性受到突变和自然选择的影响程度。使用Python 3.7进行ENC-plot绘图分析,构建散点图,横纵坐标分别为GC3、ENC,并绘制ENC的标准曲线。基因位点靠近或在标准曲线上,表明突变是决定密码子偏好性的主要因素,若基因位点和标准曲线距离很大,则说明偏好性主要由自然选择决定。

    PR2-plot分析表明基因中密码子的第3位碱基的构成情况。计算密码子碱基中第3位上4种碱基A、T、C、G比例,G3/(G3+C3)为X轴,A3/(A3+T3)为Y轴,绘制PR2-plot散点图,中心点为碱基比例A=T、C=G时的值,代表处于此区域的密码子并无使用偏好性[16]

    将51条基因升序排列后的ENC前后两端10%的基因建立高、低表达基因库。通过CodonW软件计算2个表达库中密码子的RSCU和ΔRSCU,同时满足高频密码子(RSCU>1)和高表达密码子(ΔRSCU≥0.08)的为最优密码子[17]

    在Codon Usage Database (http://www.kazusa.or.jp/codon/)下载异源表达宿主和植物代表类群,包括巨龙竹D. farinosus、粉麻竹D. sinicus、小叶龙竹D. pulverulentus、硬头黄竹、大肠埃希菌Escherichia coli、烟草Nicotiana tabacum、拟南芥Arabidopsis thaliana和酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae等物种基因组密码子的使用频率,与梁山慈竹基因组密码子使用频率比值进行比较分析,当梁山慈竹密码子使用频率比其他生物的比值≥2.0或≤0.5时,说明该物种与梁山慈竹的同义密码子的使用偏好性差异较大,当比值不在上述范围内时,表明这2个物种对该密码子的偏好性较接近。

    将叶绿体基因如表1所示进行功能分类,使用CodinW软件,选择对应分析计算样本中各个基因的RSCU,将分析结果分布在59维向量空间中,分析指标间的对应性。

    表 1  梁山慈竹叶绿体基因结构分析
    Table 1  Structural analysis of the choroplast genome of D. farinosus
    基因分类基因分组基因名称
    光合系统基因光系统Ⅰ基因psaApsaBpsbApsbCpsbDpsbB
    光系统Ⅱ基因petApetBpetD
    细胞色素b/f复合体基因atpAatpBatpEatpFatpI
    三磷酸腺苷合成酶基因ndhAndhBndhCndhDndhEndhFndhGndhHndhIndhJndhK
    遗传系统基因烟酰胺腺票吟二核甘酸氧化还原酶基因rbcL
    二磷酸核酮糖羧化酶大亚基基因rpoArpoBrpoC1、rpoC2
    RNA聚合酶亚基基因rps2、rps3、rps4、rps7、rps8、rps11、rps12、rps14、rps18
    核糖体蛋白小亚基基因rpl2、rpl14、rpl16、rpl20、rpl22
    其他基因成熟酶K基因matK
    膜蛋白基因cemA
    细胞色素合成基因ccsA
    酪蛋白分解蛋白酶基因clpP
    未知功能基因假定叶绿体阅读框ycf2、ycf3、infA
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    分析梁山慈竹叶绿体基因组CDS序列的碱基组成:梁山慈竹的4种碱基所对应的同义密码子的第3位碱基比例 (T3s、A3s、C3s、G3s)分别为45.28%、42.07%、18.13%、17.96%,T3s和A3s远高于G3s和C3s,表明梁山慈竹叶绿体基因组密码子的第3位碱基以A/U结尾为主。梁山慈竹的ENC为50.40,CAI为16.6%,第3位同义密码子的GC比率 (GC3S)为28.1%,表明其叶绿体基因组密码子偏好性较弱。

    梁山慈竹叶绿体基因组密码子的GC平均比率为39.48%,且GC1 (47.69%)>GC2 (39.70%)>GC3 (31.05%)。ENC为 39.04~61.00,均值为49.51,GC比率在基因密码子上并没有均匀分布(表2)。ENC和密码子3个位置GC比率的相关分析(表3)结果发现:ENC与GC3比率显著相关,与GC1、GC2不显著相关,说明密码子使用偏好性形成过程中GC3的影响作用大于GC1、GC2。

    表 2  梁山慈竹叶绿体基因组各基因密码子相关参数统计
    Table 2  Statistics of codon related parameters of various genes in the chloroplast genome of D. farinosus
    基因GC比率/%ENCCAIFOP基因GC比率/%ENCCAIFOP
    GCGC1GC2GC3GCGC1GC2GC3
    rps1241.8752.0047.2026.4044.850.1400.341rps1833.5334.5039.7726.3239.040.1470.333
    psbA42.5649.7242.9435.0341.330.3130.532rpl2036.1138.3340.8329.1750.970.1120.298
    matK34.4440.8232.4230.0849.490.1660.329clpP43.0152.5338.2538.2552.370.1750.337
    psbD44.4453.3943.5036.4448.990.2420.456psbB44.0154.4245.9731.6350.730.1900.380
    psbC44.6653.5944.7335.6348.910.1830.386petB41.0648.9341.2033.0547.310.1910.333
    rpoB39.1949.8138.0129.7449.690.1530.353petD40.3750.9339.1331.0649.460.1610.305
    rpoC139.8749.9338.0731.6352.770.1560.347rpoA37.0646.1835.5929.4149.940.1510.311
    rpoC238.9549.0136.6431.1852.290.1540.333rps1143.5250.6956.2523.6144.330.1740.396
    rps238.4040.5140.9333.7652.550.1680.338infA40.3543.8635.9641.2361.000.1810.409
    atpI38.8447.5836.2932.6650.550.1630.353rps836.5041.6141.6126.2846.620.1220.374
    atpF38.2747.6235.4531.7553.170.1470.353rpl1438.7154.8437.1024.1951.900.1810.392
    atpA42.0656.0139.9630.1249.960.1820.385rpl1644.7652.1453.5728.5739.410.1150.354
    rps1439.4239.4246.1532.6941.730.1350.384rps333.4743.7531.6725.0048.030.1930.402
    psaB41.8148.7143.1333.6149.340.1720.350rpl2237.5641.3336.6734.6747.480.1880.415
    psaA43.6851.8043.2835.9552.070.1980.373rpl244.5651.7748.5833.3353.330.1430.361
    ycf339.6947.4038.1533.5355.450.1560.343ndhB38.1642.0739.3333.0746.710.1560.348
    rps437.1347.5237.1326.7349.590.1690.386rps739.4949.6845.2223.5748.310.1640.373
    ndhJ39.3849.3836.8831.8851.480.1760.356ndhF34.1937.8438.9225.8146.190.1440.321
    ndhK38.6041.7043.7230.3651.910.1590.329ccsA33.6433.7441.1026.0745.600.1520.307
    ndhC39.6750.4136.3632.3348.750.1770.345ndhD36.1940.7236.9330.9448.980.1330.314
    atpE42.5152.1739.1336.2359.510.1670.405ndhE33.3341.1832.3526.4759.060.1440.316
    atpB42.6253.9141.6832.2647.430.1920.381ndhG34.4644.0732.7726.5545.770.1250.250
    rbcL44.1457.1143.9331.3850.190.2710.454ndhI34.9937.5738.6728.7352.090.1710.345
    ycf441.2248.3939.7835.4847.140.1620.385ndhA33.9842.4236.3623.1444.350.1400.321
    cemA33.6241.9927.7131.1755.910.1760.342ndhH37.8250.7634.7727.9249.950.1550.322
    petA40.2953.5835.232.0951.120.1550.331
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    表 3  梁山慈竹叶绿体基因组中各基因参数的相关性分析
    Table 3  Correlation analysis of various gene parameters in the chloroplast genome of D. farinosus
    参数GC1GC2GC3ENCCAICBIFOPGC3sGC
    GC11
    GC20.300*1
    GC30.265−0.0091
    ENC0.142−0.425**0.389**1
    CAI0.409**0.0760.370**0.0121
    CBI0.438**0.2720.322*−0.0920.774**1
    FOP0.402**0.312*0.341*−0.0640.797**0.965**1
    GC3s0.271−0.0290.946**0.445**0.330*0.330*0.370**1
    GC0.814**0.673**0.525**0.0100.407**0.512**0.518**0.499**1
      说明: *表示显著相关 (P<0.05);**表示极显著相关 (P<0.01)。
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    梁山慈竹叶绿体基因组中共包含18110个密码子(表4),总计编码20个氨基酸,密码子数为12~705个,其中密码子UGA共有12个,密码子含量最多的是编码谷氨酸的GAA,共有705个。梁山慈竹叶绿体基因组蛋白编码序列RSCU分析表明:氨基酸含量较高的有亮氨酸(Leu)和精氨酸(Arg),均为6个密码子编码,编码精氨酸的是UUA、UUG、CUU、CUC、CUA和CUG;编码亮氨酸的有AGA、AGG、CGU、CGC、CGA和CGG;除此之外,蛋氨酸(Met)和色氨酸(Trp)均只有1个密码子编码,分别是AUG和UGG,其余氨基酸密码子编码个数分别为2~4个。

    表 4  梁山慈竹叶绿体基因组蛋白编码序列RSCU分析
    Table 4  RSCU of protein coding region in the chloroplast of D. farinosus
    氨基酸
    密码子数量RSCU氨基酸密码子数量RSCU氨基酸
    密码子数量RSCU氨基酸密码子数量RSCU
    PheUUU*6441.29TyrUAU*5321.59SerUCU*3431.58CysUGU*1511.53
    PheUUC3510.71TyrUAC1370.41SerUCC*2601.19CysUGC470.47
    LeuUUA*6341.94TERUAA*281.56SerUCA*2221.02ArgAGA*3221.75
    LeuUUG*3621.11TERUAG140.78SerUCG1190.55ArgAGG1190.64
    LeuCUU*4201.29TERUGA120.67SerAGU*2731.25ArgCGU*2611.41
    LeuCUC1380.42TrpUGG*3281.00SerAGC890.41ArgCGC950.51
    LeuCUA2950.90GlnCAA*4771.53ThrACU*4031.68ArgCGA*2341.27
    LeuCUG1070.33GlnCAG1480.47ThrACC1810.75ArgCGG760.41
    IleAUU*7401.48GluGAA*7051.46ThrACA*2591.08GlyGGU*4211.24
    IleAUC2950.59GluGAG2630.54ThrACG1160.48GlyGGC1450.43
    IleAUA4610.92LysAAA*6471.44AlaGCU*4931.73GlyGGA*5381.58
    MetAUG*4161.00LysAAG2530.56AlaGCC1720.60GlyGGG2590.76
    ValGUU*3821.47AspGAU*5221.54AlaGCA*3431.20ProCCU*2861.48
    ValGUC1260.49AspGAC1550.46AlaGCG1350.47ProCCC*1961.01
    ValGUA*3901.50HisCAU*3111.47AsnAAU*5281.48ProCCA*2091.08
    ValGUG1390.54HisCAC1120.53AsnAAC1870.52ProCCG840.43
      说明:*表示RSCU大于1的高频密码子。
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    梁山慈竹叶绿体基因组RSCU大于1的密码子数目为34个(分别为UUU、UUA、UUG、CUU、AUU、AUG、GUU、GUA、UCU、UCC、UCA、AGU、ACU、ACA、GCU、GCA、AAU、UAU、UAA、UGG、CAA、GAA、AAA、GAU、CAU、UGU、AGA、CGU、CGA、GGU、GGA、CCU、CCC和CCA),即筛选出了34个高频密码子,其中以A、U、C、G结尾的密码子分别有13、16、2和1个,这说明密码子偏好以A和U结尾,RSCU较高的3个密码子分别为UUU (1.94)、CUA (1.73)和UCU (1.75)。

    中性绘图分析量化自然选择和突变压力之间的关系,阐明3个密码子位置之间的联系。结果表明:横坐标GC3的数值为23.14%~41.23%,纵坐标GC12的数值为39.04%~61.00% (图1)。梁山慈竹的Pearson相关系数为0.17,呈正相关关系,数据拟合后的回归系数为0.1868,决定系数(R2)较小,为0.0282,GC12和GC3的相关性不显著,说明其叶绿体基因组密码子偏好性受自然选择影响较大。

    图 1  中性绘图分析
    Figure 1  Analysis of neutrality plot

    图2显示:ENC分布并不紧密,少量分布在标准曲线附近,还有个别分布在标准曲线上侧,位点的ENC均大于35,与预期ENC值有差距。说明梁山慈竹密码子偏好性较弱且自然选择和突变都对其偏好性有影响。由于落在标准曲线下方的基因点数量比较多,所以梁山慈竹基因组密码子使用偏好性主要受自然选择的影响。

    图 2  ENC-plot分析
    Figure 2  Analysis of ENC-plot

    图3显示:基因位点在平面图4个区域内分布并不均匀,在A3/(A3+T3)<0.5和G3/(G3+C3)>0.5区域范围内分布最多。表明第3位碱基使用频率为:T>A、G>C,梁山慈竹叶绿体基因组密码子的第3位碱基在选择上具有偏好性,同时说明其密码子使用偏好性主要受自然选择的影响。

    图 3  PR2-plot分析
    Figure 3  Analysis of PR2-plot

    对梁山慈竹的ENC进行升序排列,前10%为高表达基因,即rps18、rpl16、psbA、rps14、rps11,后10%为低表达基因,即 ycf3、cemA、ndhE、atpE、infA。梁山慈竹的RSCU和ΔRSCU表明(表5):梁山慈竹叶绿体基因组有32个高频密码子,筛选出GCA、GCU等25个高表达密码子,最终确定18个密码子作为梁山慈竹叶绿体基因组的最优密码子,分别为UAA、GCA、GCU、UUC、GGU、AAA、CUU、UUA、CCA、CCU、CAA、AGA、CGU、AGU、UCC、ACU、GUA、GUU。其中16个以A/U结尾,2个以C结尾。

    表 5  梁山慈竹叶绿体基因组各氨基酸的RSCU分析及最优密码子分析
    Table 5  RSCU analysis and optimal codon analysis of amino acids in chloroplast genome of D. farinosus
    氨基酸密码子基因组
    RSCU
    高表达
    RSCU
    低表达
    RSCU
    ΔRSCU氨基酸密码子基因组
    RSCU
    高表达
    RSCU
    低表达
    RSCU
    ΔRSCU
    TerUAA***1.560 01.800 01.200 00.600 0MetAUG1.000 01.000 01.000 00
    UAG0.780 00.600 01.200 0−0.600 0AsnAAC*0.520 00.893 60.625 00.268 6
    UGA0.670 00.600 00.600 00AAU1.480 01.106 41.375 0−0.268 6
    AlaGCA**1.200 01.200 00.734 70.465 3ProCCA**1.080 00.800 00.500 00.300 0
    GCC0.600 00.457 10.653 1−0.196 0CCC1.010 00.800 01.166 7−0.366 7
    GCG0.470 00.228 60.734 7−0.506 1CCG0.430 00.444 41.000 0−0.555 6
    GCU*1.730 02.114 31.877 60.236 7CCU***1.480 01.955 61.333 30.622 3
    CysUGC**0.470 00.400 000.400 0GlnCAA*1.530 01.500 01.368 40.131 6
    UGU1.530 01.600 02.000 0−0.400 0CAG0.470 00.500 00.631 6−0.131 6
    AspGAC*0.460 00.500 00.411 80.088 2ArgAGA*1.750 01.723 41.534 90.188 5
    GAU1.540 01.500 01.588 2-0.088 2AGG0.640 00.319 10.837 2−0.518 1
    GluGAA1.460 01.189 21.578 9−0.389 7CGA1.270 01.276 61.395 3−0.118 7
    GAG**0.540 00.810 80.421 10.389 7CGC0.510 00.319 10.837 2−0.518 1
    PheUUC**1.290 01.041 70.650 00.391 7CGG0.410 00.319 10.279 10.040 0
    UUU0.710 00.958 31.350 0−0.391 7CGU***1.410 02.042 61.116 30.926 3
    GlyGGA1.580 01.253 71.818 2−0.564 5SerAGC0.410 00.384 60.470 6−0.086 0
    GGC0.430 00.417 90.484 8−0.066 9AGU**1.250 01.846 21.411 80.434 4
    GGG0.760 00.119 40.363 6−0.244 2UCA1.020 00.615 41.058 8−0.443 4
    GGU***1.240 02.209 01.333 30.875 7UCC***1.190 01.769 20.941 20.828 0
    HisCAC**0.530 00.941 20.571 40.369 8UCG0.550 00.153 80.705 9−0.552 1
    CAU1.470 01.058 81.428 6−0.369 8UCU1.580 01.230 81.411 8−0.181 0
    Ile AUA0.920 00.850 70.949 4−0.098 7ThrACA1.080 01.181 81.176 50.005 3
    AUC*0.590 00.626 90.531 60.095 3ACC0.500 00.818 21.058 8−0.240 6
    AUU1.480 01.522 41.519 00.003 4ACG0.480 00.363 60.588 2−0.224 6
    LysAAA**1.440 01.471 71.155 60.316 1ACU**1.680 01.636 41.176 50.459 9
    AAG0.560 00.528 30.844 4−0.316 1ValGUA***1.500 01.767 41.257 10.510 3
    LeuCUA0.900 00.833 31.295 5−0.462 2GUC0.490 001.028 6−1.028 6
    CUC0.420 000.545 5−0.545 5GUG0.540 00.372 10.342 90.029 2
    CUG0.330 00.250 00.477 3−0.227 3GUU**1.470 01.860 51.371 40.489 1
    CUU*1.290 01.333 31.227 30.106 0TrpUGG1.000 01.000 01.000 00
    UUA***1.940 02.166 71.022 71.144 0TyrUAC**0.410 00.521 70.166 70.355 0
    UUG1.110 01.416 71.431 8−0.015 1UAU1.590 01.478 31.833 3−0.355 0
      说明: 高频密码子(RSCU>1.00)带下划线;*. ΔRSCU≥0.08;**. ΔRSCU≥0.3;***. ΔRSCU≥0.5; 加粗的密码子表示最优密码子。
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    将梁山慈竹基因组密码子使用频率与巨龙竹、粉麻竹、小叶龙竹、硬头黄竹、大肠埃希菌、烟草、拟南芥和酿酒酵母等物种的基因组密码子使用频率进行比较(图4)。结果显示:梁山慈竹与巨龙竹、粉麻竹、小叶龙竹和硬头黄竹的密码子使用频率为0.5~2.0,说明它们的密码子使用偏好性相似,推测具有亲缘关系的禾本科Gramineae牡竹属植物叶绿体基因组密码子偏好性相似;在大肠埃希菌、烟草、拟南芥和酿酒酵母的密码子使用比值中筛选≥2.0或≤0.5的密码子,分别有28和15、15、14个,表明梁山慈竹与这些物种在同义密码子的偏好性上有一定差异。

    图 4  梁山慈竹与其他物种密码子偏好性比较
    Figure 4  Comparison of codon preference between D. farinosus and other species

    将梁山慈竹的51个叶绿体基因的基因功能分为光合系统基因、遗传系统基因、其他基因和未知功能基因四大类,在计算RSCU的基础上将各个基因分布到59维的向量空间。对应分析结果(图5)显示:前4个向量轴分别存在18.3%、16.8%、15.6%和15.4%的差异,前4向量轴累计差异为66.1%,4个轴对密码子均有不同程度的影响;第1轴的值大于其他轴,说明第1轴对梁山慈竹叶绿体基因组密码子偏好性的影响较大。对第1轴与CAI、CBI、FOP、ENC和GC3s等指数进行进一步的相关分析发现:梁山慈竹基因在第1轴上的坐标值与CAI (r=−0.001 7,P<0.01)、CBI (r=0.099 0,P<0.01)、FOP (r=0.083 0,P<0.01)、ENC (r=0.112 0,P<0.01)、GC3s (r=−0.145 0,P<0.01)间具有极显著的相关关系,其中CAI和GC3s第1轴具有负相关关系,表明基因组密码子的偏好性不止受单一因素的影响,自然选择、基因突变均有可能影响梁山慈竹基因组密码子使用偏好性[18]

    图 5  梁山慈竹基因组密码子RSCU的对应性分析
    Figure 5  Correspondence Analysis on RSCU of D. farinosus

    本研究对梁山慈竹叶绿体基因组密码子进行使用偏好性分析,筛选出51条CDS序列,分析表明:GC1>GC2>GC3,密码子在3个位置上的分布并不均匀,密码子偏好使用以A或U结尾的碱基,且梁山慈竹叶绿体基因组的ENC均值为49.51,表明其叶绿体基因组密码子使用偏好性较弱。这与乳油木Vitellaria paradoxa[19]和二乔玉兰Magnolia soulangeana[20]等植物叶绿体基因组密码子偏好性相似。

    对梁山慈竹叶绿体基因组密码子进行中性绘图、ENC-plot分析、PR2-plot分析和对应分析。在中性绘图分析中,回归系数为0.412 8,说明密码子偏好性更多受到自然选择的影响;在ENC-plot分析中,多数基因离标准曲线距离较远,实际ENC和预期ENC有差距,表明该部分基因的密码子偏好性主要受自然选择的影响;在PR2-plot绘图分析中,大部分基因位于平面图的右下方,即T>A、G>C,表明其密码子的使用更多受自然选择的影响。综上所述,影响梁山慈竹叶绿体基因组密码子偏好性的主要原因是自然选择。该研究结果与巨桉Eucalyptus grandi[21]、灰毛浆果楝Cipadessa cinerascens、酸枣Ziziphus jujuba var. spinosa[22]和云南油杉Keteleeria evelyniana[23]等叶绿体基因组密码子偏好性研究结果基本一致;但在对4种蔷薇科 Rosaceae果树[24]和银白杨Populus alba[25]的研究中发现:突变是影响密码子偏好性的主要因素。这说明密码子的使用偏好性受自然选择或基因突变因素影响。基于RSCU的对应分析表明:梁山慈竹的密码子使用变异原因除了突变和自然选择之外,还有其他的因素,这其中光合系统基因和遗传系统基因分布相对集中,各类基因密码子使用偏好性较为接近。该结论与木薯Manihot esculenta[26]和高山松Pinus densata[27]的研究结果一致。密码子使用频率比较结果显示:梁山慈竹与禾本科牡竹属的植物密码子偏好性相似,在基因选择外源系统表达时,可以选择密码子偏好性差异相对较小的酿酒酵母,在选择大肠埃希菌、烟草和拟南芥作为外源表达宿主时,需要根据密码子使用偏好性进行碱基优化,从而使基因在宿主体内更好地表达。

    最优密码子分析表明:梁山慈竹叶绿体基因组有GCU、GAU以及GGU等18个最优密码子,最优密码子大部分以A或U结尾。该结果与抽筒竹Gelidocalamus tessellatus[28]和毛竹Phyllostachys edulis[29]叶绿体基因组最优密码子分析结果一致,这可能与亲缘关系相近,但不同物种之间叶绿体基因组进化过程中的相对保守性有关系[21]。通过筛选获取梁山慈竹偏好使用密码子,可进一步对目标基因进行密码子优化,提高梁山慈竹的竹笋产量和造纸纤维含量,以及利用新一代精准基因编辑工具CRISPR/Cas9优化梁山慈竹密码子,从而改造梁山慈竹基因组编辑的Cas9基因,提高该基因在梁山慈竹中的表达水平[30]

    本研究通过分析梁山慈竹叶绿体基因组的CDS序列,对梁山慈竹的叶绿体基因组进行生物信息学分析,筛选出梁山慈竹叶绿体基因组有GCU、GAU以及GGU等18个最优密码子。研究结果表明:影响梁山慈竹密码子偏好性的主要因素是自然选择。研究结果为后续在分子层面上利用基因工程开发梁山慈竹优良资源提供参考。

  • 图  1  乡村空间活力和各子系统活力的空间分布

    Figure  1  The rural spatial vitality and the spatial distribution of the vitality of each subsystem

    图  2  泰顺县乡村空间活力发展类型空间分异

    Figure  2  2 Spatial differentiation of rural spatial vitality development types in Taishun County

    表  1  泰顺县乡村空间活力发展类型划分原则

    Table  1.   Classification of rural spatial vitality levels in Taishun County

    是否存在
    主导活力
    是否存在
    短板活力
    主导活力项数/项活力发展类型活力发展亚类
    0<N<3主导发展型按主导活力类型划分
    0<N<3极化发展型主导活力-短板活力
    N=0欠缺发展型按短板活力类型划分
    N=0或N=3或n=3综合发展型N=3,则为强综合型;若N=0,则为弱综合型;若n=3,则为协调综合型
      说明:N为主导活力项数,n为非主导活力项数;−表示不确定,需根据综合发展类型判断。
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    表  2  乡村空间活力指数评价体系

    Table  2.   Evaluation system of rural spatial vitality index

    目标层准则层指标层性质指标意义权重系数
    乡村空间活力生活空间活力
    (0.385)
    美丽乡村精品村占比/%+精品村数量/行政村总数[来源泰顺县人民政
     府网]
    0.043
    文化旅游体育与传媒支出占
     总支出比重/%
    +文化旅游体育与传媒支出/政府财政总支出[来
     源人民政府部门决算公开]
    0.065
    人均一般公共预算收入/(元·人−1)+一般公共预算收入/2020年户籍人口0.073
    金融服务水平/家+万人拥有金融机构网点数0.082
    医疗服务水平/家+万人拥有医疗机构数0.050
    生活服务水平/个+万人拥有商店、超市、农贸市场数0.045
    教育服务水平/个+万人拥有学校数0.027
    生态空间活力
    (0.206)
    植被覆盖率/%+(林地面积+草地面积)/县域总面积0.031
    3A景区村庄数占比/%+3A景区村庄数/行政村总数0.037
    地均生态服务价值/(元·hm−2)+区域生态服务价值总和/镇域面积0.056
    土地开发强度建设用地面积/镇域面积0.016
    休闲农业基础设施保障/万元+区域农林水务投入0.066
    生产空间活力
    (0.409)
    人均耕地面积/(hm2·人−1)+耕地面积/2020年户籍人口0.048
    村均经营性集体经济/(万元·村−1)+村经营性集体经济总量/行政村总数0.125
    农林水事务支持强度/(万元·hm−2)+农林水事务支出/耕地面积0.054
    休闲旅游功能/个+万人拥有农家乐个数、观光园个数0.055
    工业企业个数/个+工业企业的户数0.126
      说明:指标性质相对于目标层而确定,其中+表示正向指标,−表示负向指标。地均生态服务价值通过谢高地等[25]方法计算,2020年户籍人口根据2019年户籍人口预测。
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    表  3  泰顺县各乡镇乡村空间活力发展类型统计

    Table  3.   Statistics of spatial vitality development types of villages and towns in Taishun County

    活力发展类型活力发展亚类乡(镇)现状特征乡镇数量/个
    综合发展型强综合型竹里畲族乡、罗阳镇各类活力水平较为均衡,乡村空间活力水平高2
    弱综合型大安乡、雪溪乡各类活力水平较为均衡,乡村空间活力水平低2
    主导发展型生活主导型泗溪镇各类公共服务和配套设施完善,民生福祉不断增进1
    生态主导型司前畲族乡境内竹木、水力资源丰富,生态环境较好1
    生产主导型龟湖镇、雅阳镇区位优势突出,乡村集体经济和工业发展较好2
    极化发展型生态主导-生活滞后型筱村镇、包垟乡具有丰富的自然、人文资源,主要以农业为主,但公共服务和基础设施建设水平较低,对居民文化生活的关注略显不足2
    生态主导-生产滞后型百丈镇生态环境优越,以农业生产为主,但农村收入较低,产业发展存在一定问题1
    欠缺发展型生活滞后型彭溪镇生活配套设施建设较为落后1
    生态滞后性柳峰乡、仕阳镇生态环境较差,整体乡村生态空间活力也居于末位2
    生产滞后型南浦溪镇、三魁镇、西旸
     镇、凤垟乡、东溪乡
    工业和休闲旅游业务发展均较弱5
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-09-20
  • 修回日期:  2024-03-13
  • 录用日期:  2024-03-18
  • 网络出版日期:  2024-07-12
  • 刊出日期:  2024-07-12

山区县域乡村空间活力评价指标体系构建与测度分析

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230478
    基金项目:  国家社会科学基金资助项目(19BSH109)
    作者简介:

    王杰(ORCID: 0009-0007-1726-9179),从事城乡生态与乡村振兴研究。E-mail: 648329795@qq.com.com

    通信作者: 郑国全(ORCID: 0009-0002-2604-1188),副教授,博士,从事城乡生态与乡村振兴研究。E-mail: zhenggq@zafu.edu.cn
  • 中图分类号: F320.3

摘要:   目的  在乡村振兴和共同富裕背景下,探索提升不同地域类型乡村空间活力的具体路径,为乡村发展提供科学依据。  方法  以浙江省泰顺县为研究对象,从乡村生活、生态、生产活力3个维度系统构建乡村空间活力指数评价体系,应用综合评价法研究乡村空间活力发展的空间差异,利用纵横对比法识别各乡(镇)主导活力和短板活力,探索各类型区差异化提升路径。  结果  ①泰顺县乡村空间活力空间分异特征明显,总体呈“局部高值,北高南低”,大部分乡(镇)的活力水平比较低;各项子系统活力不尽相同,乡村生活、生态、生产空间活力分别呈现“局部低值,西高东低”“北高南低” “局部突出,四周高中间低”的空间分布特征。②以主导活力和短板活力为划分原则,将泰顺县划分为综合发展型、主导发展型、极化发展型和欠缺发展型四大类,并根据不同地域类型提出活力提升策略:综合发展型应高效利用各自的优势资源,形成强对弱的对点帮扶,联合活化,推进泰顺县乡村空间活力的跨越式提升;主导发展型应发挥自身优势活力整合协调其他活力;极化发展型应在提升主导活力的基础上重点考虑积极探索特色发展道路,补齐短板活力;欠缺发展型应深入挖掘文化、生态等核心资源,明确发展定位。  结论  泰顺县乡村活力水平整体较低,各乡(镇)也有不同的优劣势,体现了活力水平发展的不平衡不充分特征。提出差异化提升路径以期对泰顺县实现乡村振兴发展有一定的指导作用。图2表3参25

English Abstract

魏亚楠, 龚明贵, 白娜, 等. 梁山慈竹叶绿体基因组密码子偏好性分析[J]. 浙江农林大学学报, 2024, 41(4): 696-705. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230498
引用本文: 王杰, 郑国全. 山区县域乡村空间活力评价指标体系构建与测度分析[J]. 浙江农林大学学报, 2024, 41(4): 850-860. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230478
WEI Ya’nan, GONG Minggui, BAI Na, et al. Analysis of codon preference in chloroplast genome of Dendrocalamus farinosus[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2024, 41(4): 696-705. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230498
Citation: WANG Jie, ZHENG Guoquan. Construction and measurement analysis of evaluation index system for rural spatial vitality in mountainous counties[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2024, 41(4): 850-860. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230478
  • 自1979年以来,中国乡村空间结构经历着剧烈的重构与分离,导致了生活空间、生态空间、生产空间的分散化、无序化、污损化等问题[1]。在面临大量内外刺激的变动中[2],乡村振兴战略[3]是当前乡村空间活力提升与重构的政策导向[4]。然而乡村振兴战略实施以来,是否推动了乡村可持续发展还犹未可知[5]。探索乡村空间活力的内涵和评价方法,并因地制宜提出活化策略,是中国解决乡村空间发展不平衡不充分问题的迫切需要。

    在此背景下,针对乡村空间活力,国内外学者主要从乡村空间理论研究、乡村空间活力维系与提升、乡村公共空间活力评价、国际经验借鉴[68]等方面开展了系统研究。随着对乡村空间特征与所面临问题的深入探索,学界把关注重心逐步转向了定量研究。从研究内涵上看,将重点从乡村振兴内涵目标[9]、城乡融合[10]、乡村性[11]及乡村发展潜力[12]角度展开;从研究方法上看,采用“定性+定量”“主观+客观”的方法,一般涉及专家打分法、层次分析法、熵值法、因子分析法[1315];从研究尺度上看,学者大多以全国、省(市)域等宏观层面为主[11],近年来有向县域、村域等微观尺度深入的趋势[9, 12]。乡村发展评价一直是政府和学术界关注的焦点,国外较早开展系统性的乡村发展评价研究[1618],其中,乡村空间活力评价作为诊断乡村振兴状态、制定乡村政策、指导乡村科学发展的重要技术手段,在英国、日本、德国已得到广泛应用[6]。然而,中国有关乡村空间活力内涵及其评价研究目前还较为欠缺,且缺乏对发达省份的欠发展区域的研究。

    为了深入解析山区县域乡村空间活力,本研究以浙江省典型山区县泰顺县为例,根据各乡(镇)调研数据,构建乡村空间活力评价指标体系,评价分析泰顺县各乡(镇)的乡村空间活力特征与差异,并因地制宜地提出差异化提升策略,旨在为推进县域乡村振兴战略实施、山区跨越式高质量发展提供参考,以期早日实现共同富裕目标。此外,本研究对浙江省相对欠发达地区实现乡村振兴发展有一定的指导作用,在一定程度上也完善了乡村空间活力理论与评价研究。

    • 泰顺县地处浙江省最南端,温州市西南部,地理区位特殊,自然条件复杂,生态环境脆弱,经济发展和城镇化水平较低,区域发展差异大。在浙江省提出高质量发展,建设共同富裕示范区背景下,泰顺县实施乡村空间活力提升,促进乡村振兴发展在整个浙江省相对欠发达地区具有重要意义。

      本研究范围为泰顺县全域12镇7乡,包含罗阳镇、司前畲族镇、百丈镇、筱村镇、泗溪镇、彭溪镇、雅阳镇、仕阳镇、三魁镇、南浦溪镇、龟湖镇、西旸镇12镇和包垟乡、东溪乡、凤垟乡、柳峰乡、雪溪乡、大安乡、竹里畲族乡7乡,总面积为1 768 km2

      考虑研究区数据的可获得性、科学性和代表性,选取2020年作为时间断面,涉及数据主要包括空间矢量数据、遥感影像数据、统计数据和实地调查资料,空间矢量数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心(https://www.resdc.cn/);遥感影像数据来源于地理空间数据云2020年10月Landsat 8卫星遥感影像(http://www.gscloud.cn/);统计数据及相关指标数据来源于高德开放平台、浙江省人民政府网(http://www.zj.gov.cn/)、泰顺县人民政府网(http://www.ts.gov.cn/)、2020年温州市、泰顺县统计年鉴以及通过遥感影像数据运算后得到的结果。

    • 乡村空间活力指数评价体系由多种指标构成,为了提高数据统计结果的可信度,先对所有评估指数进行极大值标准化处理,以消除各数据集的量纲影响,其计算过程参考相关研究成果[1920]。正向指标:

      $$ {R}_{ij}'=\frac{{R}_{ij}-\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\left({R}_{ij}\right)}{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}\left({R}_{ij}\right)-\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\left({R}_{ij}\right)}。$$ (1)

      逆向指标:

      $$ {R}_{ij}'=\frac{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}\left({R}_{ij}\right)-{R}_{ij}}{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}\left({R}_{ij}\right)-\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\left({R}_{ij}\right)}\mathrm{。} $$ (2)

      式(1)~(2)中:$ {R}_{ij}' $为ij项指标数据标准化值;$ {R}_{ij} $为实际值;$ \mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}\left({R}_{ij}\right) $和$ \mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\left({R}_{ij}\right) $分别为ij项指标的最大值和最小值。

      采用熵值法确定各个指标权重$ {w}_{j} $,其计算过程参考相关研究成果[12, 19],并计算各乡(镇)乡村空间活力指数(Vi):

      $$ {V}_{i}=\sum _{j=1}^{n}{R}_{ij}\times {w}_{j}\mathrm{。} $$ (3)

      式(3)中:$ {w}_{j} $为j项指标权重;$ {V}_{i} $为乡村空间活力指数,数值越大表明乡村空间活力越高。

      最后利用ArcGIS 10.6将数据按自然间断点分级法把乡村空间活力指数水平等级划分为匮乏区(0.11<Vi≤0.18)、一般区(0.18<Vi≤0.28)和活力区(0.28<Vi≤0.53) 3类。数值越高,乡村空间活力越高。

    • 乡村空间活力提升路径探索必须首先明确乡村地域特征与差异,在科学划分类型的前提下,分类施策、精准发力。基于乡村空间活力内涵解读和乡村空间活力评价结果,并参考龙花楼等[11]、张利国等[21]乡村类型识别方法,深入分析乡村空间活力类型特征,进而能够更加有效推动不同类型山区乡村空间活力的提升,促进山区人民走向共同富裕。具体判断过程如下:

      $$ \left\{\begin{array}{*{20}{c}}\dfrac{{R}_{p}}{{A}_{p}+{S} _{p}}\geqslant 0.75 & 第p项活力为该乡(镇)主导活力\\ 0.5\leqslant \dfrac{{R}_{p}}{{A}_{p}+{S} _{p}}<0.75 & 第p项活力为该乡(镇)非主导活力\\ \dfrac{{R}_{p}}{{A}_{p}+{S} _{p}}<0.50 & 第p项活力为该乡(镇)短板活力\end{array}\right.。$$ (4)

      式(4)中:Rp为该乡(镇)第p项活力值;Ap 为所有乡(镇)第p项活力的均值;Sp 为所有乡(镇)第p项活力的标准差。识别主导活力、非主导活力及短板活力之后,按表1的划分原则对各乡(镇)乡村空间活力类型进行划分。当3种空间活力同时为某类活力时,划分为综合发展型。在此条件下,若3种空间活力同时为主导活力则划分为强综合型,若同时为短板活力则划分为弱综合型,若同时为非主导活力则划分为协调综合型。当存在且少于3种主导活力时,按是否存在短板活力划分为极化发展型和主导发展型,并以较强的主导活力或更弱的短板活力划分亚类。当不存在主导活力且存在多个短板活力时,划分为欠缺发展型,以更弱的短板活力划分亚类。

      表 1  泰顺县乡村空间活力发展类型划分原则

      Table 1.  Classification of rural spatial vitality levels in Taishun County

      是否存在
      主导活力
      是否存在
      短板活力
      主导活力项数/项活力发展类型活力发展亚类
      0<N<3主导发展型按主导活力类型划分
      0<N<3极化发展型主导活力-短板活力
      N=0欠缺发展型按短板活力类型划分
      N=0或N=3或n=3综合发展型N=3,则为强综合型;若N=0,则为弱综合型;若n=3,则为协调综合型
        说明:N为主导活力项数,n为非主导活力项数;−表示不确定,需根据综合发展类型判断。
    • 生物的活力是由自身的生存能力和外部环境的相互作用所决定的。现如今,“活力”概念已被广泛应用,如城市活力、人才活力等[2223]。而生活空间、生态空间、生产空间(“三生”空间)是中国建立陆地空间规划体系所要涉及的首要概念,是衔接、整合与协调各层级规划的核心[24]

      “乡村空间活力”是以乡村“三生”空间为载体,以乡村地域空间发展状况以及各个空间系统发挥的效能为载体,且相互作用所表征出来的能量形式,是一个复杂的综合性概念。本研究将乡村空间活力划分为乡村生活空间活力、生态空间活力、生产空间活力等3个子系统。其中,乡村生活空间活力所对应的载体——生活空间,是乡村空间活力存续的核心,是以培育乡村发展社会行为主体(人)、完善公共服务和社会保障体系、传承乡土文化、缩小城乡差距为主要内涵[1];乡村生态空间活力所对应的载体——生态空间,是乡村空间活力存续的先决条件,始终是各类型空间及其相互作用发展的根本立足点,提供生活、生产活动的空间载体,既养育了人,也塑造了相应产业;乡村生产空间活力所对应的载体——生产空间,是乡村空间活力的驱动因素,以产业培育为核心,并随着乡村经济基础能力的提高,为生态空间活力、生活空间活力提升创造物质基础。

      激活乡村空间活力是实现乡村振兴战略的重要保障,亦是乡村振兴的关键路径,其核心是构建生态空间、生活空间、生产空间的耦合格局,促进其协调共振发展。在当今乡村转型发展的关键时期,应当首先认识和探索乡村空间活力的内涵和评价方法,构建一套科学合理的评价体系,评价并探析乡村空间活力的特征与差异,进而因地制宜地实施活化策略。通过主体的干预与调控,重组乡村要素、优化空间结构、提升地域功能,以实现乡村生态空间、生活空间和生产空间的协调重构与活力提升,最终使乡村振兴乃至共同富裕目标得以实现。

    • 为全面体现研究区域内乡村空间活力水平的实际状况,按照科学性和代表性等指标构建原则,本研究在参考冯旭等[6]、何焱洲等[20]的研究以及《美丽乡村建设指南》《国家乡村振兴战略规划(2018—2022)》《国家质量兴农战略规划(2018—2022)》《浙江省山区26县跨越式高质量发展实施方案》等综合设置的基础上,以城乡规划学科的研究视角,基于“三生”空间理论,以乡村振兴战略总要求为指导,从生活空间活力、生态空间活力、生产空间活力等3个维度构建乡村空间活力指数评价体系,包括17个指标(表2)。①乡村生活空间主要是乡村居民日常生活的场所,乡村空间的宜居性以及居民幸福感是生活空间活力的核心需求。乡村空间人居环境、设施建设的完善程度、人文活动的开展情况等是乡村生活空间活力的根本体现。选取美丽乡村精品村占比、文化旅游体育与传媒占总支出比例、人均一般公共预算收入、金融服务水平、医疗服务水平、生活服务水平、教育服务水平等7项指标综合体现乡村生活空间的活力水平和宜居程度。其中,美丽乡村精品村占比表明乡村生活整体水平;文化旅游体育与传媒支出占总支出比例、人均一般公共预算收入代表政府的经济实力与扶持力度,数值越大说明乡村生活水平具有更大的提升潜力;金融、医疗、生活、教育服务水平从各个方面展现县域对乡村设施的支持能力,同时也能说明村民的生活便利程度。②乡村生态空间活力主要体现为乡村本底自然生态资源条件以及生态资源的保护利用程度,因此,植被覆盖率、3A景区村庄数占比、地均生态服务价值、土地开发强度、休闲农业基础设施保障等5项指标表现乡村生态空间的活力。指数值越高,生态空间的稳定性与价值转换的可持续性越高。其中,3A景区村庄占比表明整体乡村生态水平;植被覆盖率、地均生态服务价值表明乡村本底自然资源条件;土地开发强度、休闲农业基础设施保障代表乡村自然资源利用程度与能力。③乡村生产空间的核心任务在于牢牢守住保障国家粮食安全和不发生规模性返贫2条底线。农业的稳产增产能力和一二三产业的融合发展水平是乡村生产空间活力的重要表征内容,因此选取人均耕地面积、村均经营性集体经济、农林水事务支持强度、休闲旅游功能、工业企业个数等5项指标表征乡村生产空间活力,其值越高,说明越有利于维持乡村生产空间系统的稳定。其中,人均耕地面积体现农业的发展水平与潜力;工业企业个数表明乡村第二产业的发展情况;村均经营性集体经济、农林水事务支持强度、休闲旅游功能则用来综合体现乡村一二三产业的融合发展水平。

      表 2  乡村空间活力指数评价体系

      Table 2.  Evaluation system of rural spatial vitality index

      目标层准则层指标层性质指标意义权重系数
      乡村空间活力生活空间活力
      (0.385)
      美丽乡村精品村占比/%+精品村数量/行政村总数[来源泰顺县人民政
       府网]
      0.043
      文化旅游体育与传媒支出占
       总支出比重/%
      +文化旅游体育与传媒支出/政府财政总支出[来
       源人民政府部门决算公开]
      0.065
      人均一般公共预算收入/(元·人−1)+一般公共预算收入/2020年户籍人口0.073
      金融服务水平/家+万人拥有金融机构网点数0.082
      医疗服务水平/家+万人拥有医疗机构数0.050
      生活服务水平/个+万人拥有商店、超市、农贸市场数0.045
      教育服务水平/个+万人拥有学校数0.027
      生态空间活力
      (0.206)
      植被覆盖率/%+(林地面积+草地面积)/县域总面积0.031
      3A景区村庄数占比/%+3A景区村庄数/行政村总数0.037
      地均生态服务价值/(元·hm−2)+区域生态服务价值总和/镇域面积0.056
      土地开发强度建设用地面积/镇域面积0.016
      休闲农业基础设施保障/万元+区域农林水务投入0.066
      生产空间活力
      (0.409)
      人均耕地面积/(hm2·人−1)+耕地面积/2020年户籍人口0.048
      村均经营性集体经济/(万元·村−1)+村经营性集体经济总量/行政村总数0.125
      农林水事务支持强度/(万元·hm−2)+农林水事务支出/耕地面积0.054
      休闲旅游功能/个+万人拥有农家乐个数、观光园个数0.055
      工业企业个数/个+工业企业的户数0.126
        说明:指标性质相对于目标层而确定,其中+表示正向指标,−表示负向指标。地均生态服务价值通过谢高地等[25]方法计算,2020年户籍人口根据2019年户籍人口预测。
    • 图  1  乡村空间活力和各子系统活力的空间分布

      Figure 1.  The rural spatial vitality and the spatial distribution of the vitality of each subsystem

    • 匮乏区的乡(镇)占泰顺县的42.11%,集中分布于泰顺县南部,乡村活力差异相对较小;一般区的乡(镇)占泰顺县的47.37%,包括位于东北部的百丈镇、包垟乡等8个乡(镇)和西南部的龟湖镇;活力区的乡(镇)仅占泰顺县的10.53%,包括活力最高的竹里畲族乡和县政府驻地罗阳镇。从整体上看,呈“局部高值,北高南低”的空间分布特征。生产空间活力指数总体均值为0.073 (13个地区未达到均值),生态空间活力指数总体均值为0.061 (12个地区未达到均值),生活空间活力指数总体平均值为0.063 (12个地区未达到均值),综合活力水平为0.229 (12个地区未达到均值),大部分乡(镇)都未达到平均水平,说明泰顺县乡村空间活力总体比较低,生态空间活力、生产空间活力和生活空间活力均较低(表3图1A)。

      表 3  泰顺县各乡镇乡村空间活力发展类型统计

      Table 3.  Statistics of spatial vitality development types of villages and towns in Taishun County

      活力发展类型活力发展亚类乡(镇)现状特征乡镇数量/个
      综合发展型强综合型竹里畲族乡、罗阳镇各类活力水平较为均衡,乡村空间活力水平高2
      弱综合型大安乡、雪溪乡各类活力水平较为均衡,乡村空间活力水平低2
      主导发展型生活主导型泗溪镇各类公共服务和配套设施完善,民生福祉不断增进1
      生态主导型司前畲族乡境内竹木、水力资源丰富,生态环境较好1
      生产主导型龟湖镇、雅阳镇区位优势突出,乡村集体经济和工业发展较好2
      极化发展型生态主导-生活滞后型筱村镇、包垟乡具有丰富的自然、人文资源,主要以农业为主,但公共服务和基础设施建设水平较低,对居民文化生活的关注略显不足2
      生态主导-生产滞后型百丈镇生态环境优越,以农业生产为主,但农村收入较低,产业发展存在一定问题1
      欠缺发展型生活滞后型彭溪镇生活配套设施建设较为落后1
      生态滞后性柳峰乡、仕阳镇生态环境较差,整体乡村生态空间活力也居于末位2
      生产滞后型南浦溪镇、三魁镇、西旸
       镇、凤垟乡、东溪乡
      工业和休闲旅游业务发展均较弱5
    • 从生活空间活力水平分析来看(图1B),总体呈“局部低值,西高东低”的空间分布特征。共有13个乡(镇)的乡村生活空间活力为活力区和一般区,占全县的68.42%,其中活力区的乡(镇)只有竹里畲族乡和罗阳镇,而包垟乡、大安乡等6个乡(镇)的乡村生活空间活力均较为匮乏,且差距较大。罗阳镇和竹里畲族乡的分值高达0.221和0.254,第3位的泗溪镇仅为0.129。可以发现泰顺县整体的基础设施和公共服务设施建设分布不均,例如罗阳镇、泗溪镇万人有医院数为17.09、10.59家,而竹里畲族乡、东溪乡、雪峰乡均为0,万人拥有商店、超市、农贸市场数亦是如此,罗阳镇高达20.21家,雪溪乡低至0.99家。

    • 从生态空间活力水平来看(图1C),总体呈“北高南低”的空间分布特征。活力区集中连片,包括罗阳镇、百丈镇等5个乡(镇),这些乡(镇)地均生态服务价值均高于平均值3.11万元·hm−2,百丈镇优势最为显著,其值高达4.86万元·hm−2。此外,活力区的休闲农业基础设施保障也较为完善,区域农林水事务支持强度为221.28万元·hm−2,远高于研究区均值161.22万元·hm−2。在投入过程中积极融合当地的畲族文化和生态资源,并与全域旅游相互衔接,为激发当地乡村空间活力提供了坚实的保障。一般区与匮乏区大都位于泰顺县南部,生态条件较北部略显欠缺,且生态保护与开发投入不足,区域农林水务投入和地均生态服务价值均值仅为139.78、2.96万元·hm−2

    • 乡村生产空间活力水平总体呈“局部突出,四周高中间低”的空间分布特征(图1D)。活力区位于罗阳镇、竹里畲族乡和龟湖镇,各自都有产业发展优势。乡村生产空间活力匮乏区占泰顺县的一半以上,高达63.16%,包括东溪乡、凤垟乡、大安乡等12个乡(镇),这些乡(镇)的工业与休闲旅游业发展能力十分薄弱,工业企业个数和农家乐观光园个数平均为12.75、2.18个,与活力区(77.00、3.75个)相差悬殊,缺少支柱性特色产业与产业发展引导,且正处于旅游开发的初期,未能形成完善的产业体系,导致村集体经济发展落后(活力区和匮乏区村均经营性集体经济均值分别为0.58和0.17万元·村−1),村民收入低,人口流失严重,使得这些乡(镇)的乡村生产空间活力在全县处于弱势。

    • 通过上述划分原则,最终确认活力发展类型共4类,包括活力发展亚类10类,各类活力发展类型乡(镇)统计和现状特征如表3所示,其空间分异特征见图2

      图  2  泰顺县乡村空间活力发展类型空间分异

      Figure 2.  2 Spatial differentiation of rural spatial vitality development types in Taishun County

    • 综合发展型乡(镇)是指生活空间、生态空间、生产空间活力水平较为均衡的乡(镇)。研究区的综合发展型乡(镇)共4个,分布较为分散,主要位于泰顺县北部和南部的边界处,与其他县域、省域相邻。因活力水平层次存在较大差异性,又将综合发展型划分为强综合型(2个)和弱综合型(2个)。强综合型乡(镇)各类活力均为主导活力,而弱综合型乡(镇)各类活力均为短板活力。对于这类乡(镇),应高效利用各自的优势资源,形成强对弱的对点帮扶,联合活化,推进泰顺县乡村空间活力的跨越式提升。①强综合型。该类乡(镇)有2个,包括竹里畲族乡和罗阳镇,都位于泰顺县北部,紧邻G235国道,交通便利且地势较为平坦。这2个乡(镇)的乡村空间活力水平均较高,医疗、教育、金融等公共服务与基础设施建设完善,农业发展水平较高,生态资源以及人文资源均十分优越,提前依靠自身优势进行全域旅游开发,推进一二三产业融合发展,形成了具有特色的产业发展带。依托其区位交通优势,立足共同富裕的长远目标,制定合理的活力提升路径既有助于扩大自身活力优势,也能发挥辐射带动作用,助推周边地区乡村空间活力提升。未来应以全域旅游快速发展为基础,依托现有优势生态资源,推动当地发展医疗、康养等健康产业;高效利用各自的优势资源,积极与周边区域融合发展、联合活化;利用好现有产业园、特色小镇等平台,并建设具备项目孵化、人才引进等平台载体,推动返乡创业、就近就业、创业带动就业。②弱综合型。该类乡(镇)有2个,包括大安乡和雪溪乡,总体活力水平(0.130)远低于平均值(0.229),与强综合型乡(镇)形成鲜明两级对比。这类乡(镇)的乡村空间活力提升难度较大,需要大量的资本、人力推动发展,同时也需要周边乡(镇)的协同融合发展。因此,可以重点从以下几方面展开:鼓励支持强综合型乡(镇)与弱综合型乡(镇)的结对帮扶,尽快完善基础设施、公共服务设施、医疗卫生体系、社会保障体系建设;发展山区特色生态农业,植入农业观光、采摘等低成本体验型业态,带动当地村民就地就业;因地制宜推广“大搬快聚富民安居”工程,推进撤村并居,走出以中心村为发展核心,以一般村为补充的具有山区特色的乡村振兴之路。

    • 主导发展型乡(镇)是指有一类活力具有较强的发展优势,其他各类活力相对协调且不存在短板活力的乡(镇)。研究区该类乡镇共有4个,沿泰顺县边界呈点状分布,整体活力较高,其乡村空间活力均值(0.262)仅次于强综合型乡(镇) (0.352),根据乡(镇)的主导活力又划分为生活主导型(1个)、生态主导型(1个)和生产主导型(2个)。对于这类乡镇,应发挥自身优势活力整合协调其他活力,带动乡村全面协调可持续发展。①生活主导型。该类乡(镇)仅有泗溪镇。泗溪镇位于泰顺县东南部,是浙南闽北的重要交通枢纽,各类乡村空间活力,尤其是乡村生活空间活力水平均较高。随着泗溪镇15 min品质文化生活圈、残疾人之家工程、泰顺县人民医院泗溪分院迁建工程等社会事业的推进建设和各类配套设施的完善,民生福祉不断增进。未来,面对苍泰高速带来的发展机遇,应积极拓展发展空间,搭建重大产业平台,加快镇域高质量发展;在此基础上以“美好生活”为目标,进一步推进人居环境政治和文明创建工作,让居民的生活品质更进一步。②生态主导型。该类乡(镇)仅有司前畲族镇,位于泰顺县北部,境内竹木、水力资源丰富,生态环境较好,植被覆盖率达89.06% (研究区平均为80.66%),地均生态服务价值为3.39万元·hm−2(研究区平均为3.10万元·hm−2)。司前畲族镇利用自身生态优势,以乌岩岭景区和白鹤山庄为依托,融合畲族文化、森林、乌饭等元素,形成了乡村特色民宿、竹林康养、畲族风情体验等业态,带动了乡村空间活力协调发展。未来要进一步保障生态空间规模,提升生态资源质量,把生态产业作为增强乡村空间活力的核心,建设特色的产业体系,打造绿色富民“金钥匙”。③生产主导型。该类乡(镇)有2个,包括龟湖镇和雅阳镇,位于泰顺县南部,是重要省际边贸地区,区域优势突出,人均耕地面积为0.06 hm2·人−1(研究区平均为0.05 hm2·人−1),村均集体经济和工业企业数均较高,生产空间活力远远超过其他乡(镇)。近年来,依靠叶蜡石、有机茶等特色资源与旅游产业的融合,积极推动文化产业园、全域景区化等提升项目,快速带动了该区域的乡村产业空间活力。未来应坚持把特色资源作为核心,谋划布局“一镇一品牌、一村一产业” ,建成现代农业园区,通过改造低效旱地,重点发展特色经济作物种植,并发挥龙头企业带头作用,持续打响特色农业品牌,适当拉长产业链,进一步激发乡村产业空间活力。

    • 极化发展型乡(镇)是指存在主导活力的同时也存在短板活力的乡(镇)。研究区这类乡(镇)共有3个,分布集中连片,位于泰顺县北部,与生态主导型乡(镇)司前畲族镇和强综合性乡(镇)紧密相连,其生态空间活力均较高(均值为0.086,在四大类中分值最高),但因受其他短板活力的影响,整体乡村空间活力较低。因此根据这类乡(镇)的短板活力将其划分为生态主导-生活滞后型和生态主导-生产滞后型。对于这类乡(镇)应利用自身优势资源,进一步提升主导活力。在此基础上应积极探索特色发展道路,补齐短板活力,实现各类乡村空间活力协同发展。①生态主导-生活滞后型。这类乡(镇)共2个,为筱村镇和包垟乡,具有丰富的自然、人文资源,周边旅游资源丰富,拥有丰富的历史古村古民居和名木古树。目前,这类乡(镇)主要发展生态果林无公害蔬菜、规模养殖和绿化苗。但公共服务和基础设施建设水平较低,对居民文化生活的关注略显不足。未来,应重点发展社会事业,加快改善基础设施,持续提升公共服务水平,促进各类乡村活力协同发展。此外,应利用生态优势挖掘古民居文化、非遗文化等,丰富和创新相关旅游业态,发展乡村文化旅游;以“一户一策一干部”帮促低收入农户,对产业、就业、安居、医疗、就学等多方面实施帮扶;大力发展来料加工业,实现家门口就业,全面促进农民增收,提升生活品质。②生态主导-生产滞后型。这类乡(镇)仅有百丈镇,位于泰顺县北部飞云湖南岸,拥有7 667 hm2生态公益林,生态环境优越,农业主要以种植杨梅Myrica rubra、茶Camellia sinensis为主,但农民收入较低,产业发展存在一定的薄弱环节。未来应进一步强化生态空间涵养能力,提高生态系统服务效益,并积极创新生态补偿及财政转移支付等政策措施,在不损害生态环境的基础上,积极发展生态旅游业;不断探索农体旅融合发展,引导农企合作,深入挖掘培育飞云湖茶、杨梅等产业品牌,开展标准化生产、品牌化营销,有效提高农产品品牌附加值。

    • 欠缺发展型乡(镇)是指没有主导活力且存在短板活力的乡(镇)。这些乡(镇)虽然具备一定的资源,但因其缺乏正确的发展定位与产业布局,乡村空间活力难以提升。研究区这类乡(镇)共8个,是整个泰顺县占比最高的活力发展类型,集中分布于泰顺县南部。根据短板活力类型将其划分为生活滞后型、生态滞后型和生产滞后型。对于这类乡(镇)应首先立足于全县长远目标,深入挖掘该类乡(镇)潜在的文化、生态等核心资源,明确发展定位,精准打造一批“金名片”,助力乡村振兴发展。①生活滞后型:这类乡(镇)只有彭溪镇,彭溪镇是泰顺县东部中心镇,作为县域东大门入口,工业企业个数仅次于罗阳镇,工业较为发达,但生活配套设施建设较为落后。镇区应以提升完善公共服务配套和基础设施配套为主,并通过文化节庆和有机特色农产品丰富旅游休闲度假,提升乡村空间活力的整体协调;还需加强农村思想道德和公共文化建设,改善农民精神风貌,提高乡村社会文明程度,焕发乡村文明新气象。②生态滞后型。这类乡(镇)共有2个,为柳峰乡和仕阳镇,位于泰顺县南部,与福建省接壤,植被覆盖率仅为71.41% (研究区平均为80.66%),生态环境较差,乡村生态空间活力整体居于末位。未来应立足绿色发展,推进生物多样性保护和可持续利用,积极完善森林生态效益补偿机制,大力推进生产方式绿色低碳循环化改造,健全生态综合保护利用机制;在此基础上,加快推进旅游保护开发,依托仕阳梯田、土楼等特色资源,构建全域旅游新格局。③生产滞后型。这类乡(镇)共5个,包括南浦溪镇、三魁镇、西旸镇、凤垟乡和东溪乡,境内森林覆盖率高,污染少,生态环境较好,旅游资源丰富,但工业和休闲旅游业发展均较弱,人均耕地面积也低于平均水平。未来应特色发展山区生态农业,加大粮食功能区和高标准农田建设支持力度,培育壮大南浦溪果酒、东溪茶文化等特色产业,并植入农业观光、采摘等低成本体验型旅游业态,带动当地村民就地就业,提高收入水平,推动乡村生产空间活力提升。

    • 本研究基于乡村空间活力内涵及理论框架的解析,从乡村生活空间活力、生态空间活力、生产空间活力3个方面构建乡村空间活力指数评价体系,测度了浙江省山区县泰顺县19个乡(镇)的乡村空间活力水平,开展了空间特征分析,并通过识别各乡(镇)主导活力和短板活力,探索了各类型区差异化提升路径,以主导活力和短板活力为原则划分活力发展类型,分别提出相应的提升策略。首先,从整体上看,泰顺县乡村空间活力总体呈“局部高值,北高南低”的空间分布特征,大部分乡(镇)的乡村生态空间活力、生产空间活力和生活空间活力均较低。其次,各项子系统活力不尽相同,乡村生活空间活力总体呈现“局部低值,西高东低”的空间分布特征;乡村生态空间活力总体呈“北高南低”的空间分布特征;乡村生产空间活力总体呈“局部突出,四周高中间低”的空间分布特征。最后,将泰顺县各乡(镇)划分为综合发展型、主导发展型、极化发展型和欠缺发展型四大类,并根据不同地域类型提出活力提升策略,旨在为加快推进山区县域乡村振兴与共同富裕提供决策参考,在一定程度上也完善了乡村空间活力理论与评价研究。

      泰顺县是浙江省共同富裕示范区的加快发展县——山区26县的重点区域。与国内相关研究对比,泰顺县具有较强的典型性,对其进行实证研究与时空特征分析,既能很好地明确共同富裕示范区的乡村空间活力特征与差异,在比较优势的基础上理性揭示乡村发展的区域异质性,研判乡村发展阶段与问题,进而开展有针对性的政策设计。同时以县域为研究尺度,有利于科学划分乡村活力发展类型,从而对各个乡(镇)精准施策。

      本研究仍存在不足:①乡村空间活力自提出以来便是以政策为导向,发达国家的实践探索也证明了其有效性。近年来,在中国的区域背景下,围绕乡村发展与乡村活力相继提出了美丽乡村建设、乡村振兴、共同富裕等概念,应进一步完善乡村空间活力理论体系,将乡村活力与中国乡村发展政策内涵有效衔接,确保乡村活力理论体系的系统性、包容性与发展性,积极为政策落实与指导做出贡献。②由于数据获取等问题,只选取了泰顺县进行分析,在其他区域的实用性可能会受到一定的限制,难以涵盖广大山区县域特征的多样性。下一步可从全国范围选取不同地域类型的山区县域进行横向对比分析,提出更具有针对性的乡村发展策略建议。此外,所采用的研究方法、研究思路及所建立的评价指标体系也有待进一步完善。③乡村发展有自身的规律,不同的社会经济发展阶段会有不同的活力发展状态,呈现发展、维持或衰退的状态,而在相同的环境下,也会呈现不同的状态,造成这种现象的原因有待进一步研究。通过对不同社会经济形态不同地域空间格局的乡村发展核心影响因素进行量化研究,找到影响乡村发展的关键要素,才能准确研判乡村活力状况,进一步预测或决定乡村未来的发展。

参考文献 (25)

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