國家自然科學基金資助的層級鴻溝與空間集聚

□ 姚 昊 馬立超

(華東師范大學 教育學部, 上海 200062)

國家自然科學基金是資助基礎科學研究的重要經費來源,在科學研究資助體系中發揮舉足輕重的作用。然而,層次區隔、地域差異等因素致使資金配置產生集聚效應,呈現“強者更強、弱者更弱”的現象[1],這將會進一步擴大區域間、高校間基礎研究發展的“不均衡”以及科研能力積累的相對劣勢,“馬太效應”與“優勢累積”將愈發嚴峻[2]。面對科研資助差序模式,如何制定科學合理的科技發展戰略,是科研基金管理工作必須直面的問題。本文旨在探究國家自然科學基金的層級分布與空間差異,為優化基金配置結構、制定科技管理戰略、統籌區域科研發展提供實證依據與理論參鑒。

一、研究方法與設計

(一)數據來源

本文研究從層次級別與地理空間雙重維度進行分析,以2019年31個省級行政區(不包括港澳臺地區)獲得國家自然科學基金資助的情況為分析對象,主要變量包括各單位獲得的基金立項數、資助金額、單位類型、隸屬關系、所在地區、學校層次等。基礎數據來源于青塔發布的《2019國家自然科學基金項目立項情況統計》,提取的統計數據包括高校、科研院所、其他等共計1 403家單位立項數及資助金額等。

(二)統計方法

首先,采用描述性統計分析,呈現國家自然科學基金在各單位、各地區的分布格局,揭示基金資助的分化程度;其次,基于ArcGIS地理信息系統處理區域項目數量、金額總量的地區分布,測算Moran’s I指數來反映空間全局自相關和局部自相關。其中,全局測算指標用于分析整個區域基金的空間分布模式,局部測算指標則計算全國各空間單元與臨近空間單位屬性的相關度。測算整體空間相關性的全局莫蘭指數計算如下:

此外,用于測算局部空間相關性分析的局部Moran’sI計算如下:

Ii=Zi∑Wi jZi j

其中,Zi和Zj分別對應屬性Xi、Xj與均值的離差。

二、國家自然科學基金資助的“層級鴻溝”

(一)國家自然科學基金在不同機構之間的“鴻溝”

表1顯示,2019年國家自然科學基金共立項42 516項,總項目金額高達2 138 207萬元,全國共有1 403個單位獲得項目資助,包括高等院校、科研院所、醫院、行政機構、公司及其他等六類,其中高等院校數量最多,高達700個,承接的立項數量和項目金額均超過80%,分別為36 237項和2 138 207萬元,意味著高等院校是從事自然科學研究工作的核心力量,在促進科學發展的過程中發揮“主力軍”角色。其次,有569家科研院所獲得資助,承擔項目數量有5 742個,占比為13.51%,獲得的項目總基金占比15.63%。然而,醫院、行政機構、公司、其他機構所占比例非常小,獲資單位所占比例的總和尚未達到10%,立項課題總數也僅占所有立項的1.28%,項目金額只有1.14%。簡言之,國家自然科學基金資助在不同機構之間存在明顯的差異與鴻溝,高等院校占據絕對優勢,其次要屬科研院所,醫院、行政機構、公司和其他機構的競爭力則明顯落后。

表1 國家自然科學基金在不同機構的總體分布

(二)國家自然科學基金在科研院所內部的“層級鴻溝”

從總體上看,中央科研院所獲得資助的機構數、立項數、資助金額均低于地方科研院所。第一,中央科研院所共有116家機構獲得資助,占比20.39%,而地方層面共有453家單位獲項目資助,占比將近80%;第二,中央科研院所立項3 455項,占37.57%,而地方科研院所則有5742項課題,占比高達62.43%;第三,中央科研院所獲得的資助總額也低于地方科研院所。因此,從科研院所內部來看,地方科研院所由于數量龐大,故而在基金資助整體分布上高于中央科研院所。

然而,值得關注和反思的是,中央科研院所平均每個單位所獲得的立項數約30項,資助金額高達1 946萬元,但地方科研院所的平均立項數僅為12.68項,平均資助金額僅有738萬元,充分表明中央科研院所的平均實力明顯優于地方科研院所。

(三)國家自然科學基金在高校內部的“層級鴻溝”

1.不同層次水平高校獲取基金資助的“鴻溝”

不同層次水平、不同隸屬關系高校所獲得的國家自然科學基金資助情況如表2所示。從高校層次看,高等院校的層次與水平越高,獲取國家自然科學基金項目資助的競爭力就越強。首先,就學校數和立項數來看,42所一流建設高校均獲得課題資助,占課題總數的41.35%;一流學科建設高校中有91所獲得資助,共立項8 621項,占23.87%;盡管普通本科立項總數占34.71%,但由于學校數量眾多(高達550所),因此平均實力與一流建設高校、一流學科建設高校存在較大差距;高職高專院校競爭力最弱,僅有10所擁有國家自然科學基金項目,立項數占比不到1%。其次,從項目資助金額來看,一流建設高校和一流學科高校分別占47.21%和23.91%,普通本科和高職高專院校的總占比尚未超過30%,意味著將近70%的科研經費被壟斷在高水平大學。最后,從校均立項數和校均資助金額來看,一流建設高校遙遙領先,一流學科建設高校緊隨其后,而普通本科院校實力相對較弱,高職高專院校獲得的資助金額更是微乎其微。另外,通過對比不同院校的數據發現,一流高校的校均立項數是一流學科院校的3.75倍,是普通本科的15.48倍,是高職高專院校的178倍;一流高校的校均資助金額也穩居第一,是一流學科高校的4.28倍,是普通本科院校的21.43倍,更是高職高專院校的265倍。總之,國家自然科學基金資助在不同層次高校之間分布差異懸殊,存在明顯的“層級鴻溝”,科研經費主要集中在少數高水平院校。

表2 國家自然科學基金在不同層次高校的分布特征

2.不同隸屬關系高校獲取基金資助的“鴻溝”

表2數據顯示,從高校隸屬關系來看,央屬高校獲得的立項數量和資助金額也明顯高于非央屬高校。盡管只有101所央屬高校獲得基金資助,但其總立項數高達19 300項,占比超過50%;而非央屬高校中有592所擁有國家自然科學基金,但立項總數卻只有16 809項。從校均立項數和校均資助金額來看,央屬高校的平均立項數為191項,是非央屬高校的6.82倍,校均資助金額是非央屬高校的8.84倍;同時,央屬高校的立項成功率也比非央屬高校高出4.5%,顯示出央屬高校在獲取國家自然科學基金項目資助時具有的相對優勢。事實上,由于央屬高校受中央各部委直接管轄,更易于得到中央政策與財政支持,同時,央屬高校一般是高水平重點大學,擁有良好的生源、師資隊伍和先進的實驗基地、技術設備、教學儀器、資源平臺等,這些都決定了央屬高校在促進科技進步方面所具有的顯著優勢。

3.不同類別高校獲取基金資助的“鴻溝”

一方面,從獲得國家自然科學基金的學校數量來看,共有206所理工類院校獲得資助,位居第一;其次是綜合類院校,獲得資助的有187所學校;師范類院校和醫藥類院校緊隨其后,分別有93所和80所院校獲得基金資助;財經類、農林類中獲得基金資助的學校數在35-45所之間;然而,軍事類、民族類、語言類、政法類、體育類和藝術類高校所獲得的基金資助非常少,均不超過20所院校,尤其是藝術類院校,僅有1所學校獲得資助。另一方面,從立項數量來看,綜合類院校均排在第一位,且遙遙領先,不論是立項數量還是資助金額都接近排在第二位的理工類院校的2倍;醫藥類院校擁有4140項基金,位居第三;師范類與農林類院校的立項數和資助金額比較接近,立項數在2100-2150項之間;軍事類、財經類院校的立項數量相對較少,均未超過800項;而語言類、政法類、體育類、藝術類院校所獲得的自然科學基金資助更是微乎其微,立項數據都沒有達到30項。這既充分顯示了國家自然科學基金在不同類別學校間分布的不均衡,也表明理工科院校在競爭國家自然科學基金時凸顯的優勢。

三、國家自然科學基金資助的“空間集聚”

(一)國家自然科學基金資助的“省域集聚”

如表3所示,除青海、西藏以外,其余各省的立項數盡管差異懸殊,但均高于100項。北京、江蘇的立項數量均超過4 000項,科研經費資助也高于200 000萬元,分別居于第1～2位;其次是上海、廣東,立項數量居于3 000～4 000項之間;湖北、陜西、浙江、山東緊隨其后,立項數量處在1 500～2 500項之間;立項數量低于500項的有10個省份,分別是甘肅、河北、山西、貴州、內蒙古、新疆、海南、寧夏、青海、西藏,尤其是青海和西藏的國家自然科學立項數量遠遠低于平均水平。

表3 國家自然科學基金在不同省份之間的分布

從經費投入數額及所占比例看,北京、江蘇、上海獲得的經費資助最高,占比均高于10%;廣東、湖北、陜西、浙江的立項總額也較多,基本處于70 000～150 000萬元,占比高于4%;然而,有8個省份立項總額所占比例尚未達到1%,表明科研經費在不同區域的分布呈現明顯的兩極分化態勢。北京、江蘇、上海、廣東、湖北等五省份獲得的經費資助已超過資助總額的50%,說明有超過一半的經費集中5個省份,即科研經費分布具有集中化、壟斷化特征。

(二)國家自然科學基金資助的“區域集聚”

由于不同省份獲得的基金資助差異懸殊,故而將其進行梯隊劃分,有利于從整體上識別科研資助位于相同或相似水平的省份,直觀發現不同區域各省的分布差異(如表4所示)。數據顯示,位于第一梯隊和第二梯隊的分別有4個省份,第三、第四和第五梯隊的分別有7個、9個和7個,表明各省獲得基金資助的梯隊分布呈“金字塔式”格局,即位于頂端梯隊的省份數量相對較少,位于底部梯隊的省份則相對較多。

表4 區域獲資助金額總量的梯隊排序情況

從不同區域所擁有各梯隊的省份數量看,4個處在第一梯隊的省份全部位于東部地區;處于第二梯隊的4個省份中,有2個位于東部地區,中部和西部地區各有1個省份;第三梯隊的分布相對均衡,東部地區、西部地區均擁有兩省,中部地區有3個省份;第四梯隊有7個省份分布在中部和西部地區;第五梯隊除海南省分布在東部地區外,其余六省均屬于西部地區。簡言之,東部各省主要分布在前三梯隊,中部各省主要分布于第三和第四梯隊,而西部省份基本位于第四和第五梯隊,進一步佐證了不同區域的實力差距。

(三)國家自然科學基金資助的空間集聚程度測算

基于ArcGIS地理信息系統處理國家自然科學基金項目數量、金額總量的地區分布,測算Moran’sI指數可以反映空間“全局自相關”和“局部自相關”,觀測基金分布是否存在空間聚集性。

1.國家自然科學基金資助不存在明顯的“全局空間集聚”。“全局自相關”反映了國家自然科學基金在我國整體范圍內的集聚程度。基金資助金額的全局莫蘭指數Moran’sI=0.011(Z=0.595,P=0.551);基金立項數的全局莫蘭指數Moran’sI=0.019(Z=0.692,P=0.488)。數據表明,從全國范圍來看,國家自然科學基金的資助金額和資助數量不存在全局自相關,可能是因為空間單元與鄰近單元的屬性值差異值較大,即基金資助水平較高和較低的地區呈現出“錯落分布”的狀況,空間差異性相對較大,故不存在明顯的“全局空間集聚”。

2.國家自然科學基金的獲取水平存在一定程度的“局部空間自相關”,且東部沿海發達省份和中部地區某些省份居于優勢地位。根據省級行政區劃與其鄰近空間單位的分布差異可以分為四種典型類別,分別是HH區(高高聚值區)、LH區(低高聚值區)、HL區(高低聚值區)和LL區(低低聚值區),如表5所示。

表5 各省獲基金資助的局部空間自相關(Anselin Local Moran I)

江蘇、上海和浙江屬于“HH區”,青海、河南、安徽、江西、湖南、福建、河北等省份屬于“LH區”,北京、遼寧、山東、陜西、四川、湖北和廣東處在“HL區”,而海南、新疆、內蒙古、西藏、甘肅、云南、廣西、吉林、黑龍江等9省屬于“LL區”。總之,不論從立項數還是資助金額來看,各省份與鄰近省份之間的比較都呈現出不均衡的狀態。

四、結 論

第一,國家自然科學基金資助在不同機構之間的分布存在明顯“鴻溝”。高等院校占據絕對優勢,是從事自然科學研究的核心力量,緊隨其后的是各級各類科研院,而醫院、行政機構、公司和其他機構在獲取基金資助時的競爭力明顯落后。

第二,國家自然科學基金在科研機構內部分布存在“層級鴻溝”。盡管中央科研院所獲得基金資助的機構數、立項數量、資助總金額均低于地方科研院所,但平均實力遠遠領先于地方科研院所。

第三,國家自然科學基金在高等院校內部分布也存在“層級鴻溝”。從高校層次來看,高等院校層次與水平越高,獲得基金資助的競爭力越強,“一流建設高校”和“一流學科建設高校”明顯具有優勢;從高校隸屬關系看,央屬高校的國家自然科學基金立項數和資助金額明顯高于非央屬高校。

第四,國家自然科學基金的區域分布存在“空間集聚”現象。不論是從立項數量還是資助金額來看,北京、江蘇、上海相比其它省份均具有絕對優勢;超過一半的經費集中在5個省份,證明科研經費分布呈現集中化、壟斷化、集聚化特征。不同省份獲得的基金資助差異懸殊,兩極分化非常明顯,大致分為五個梯隊,東部競爭力明顯高于中部和西部地區。

第五,國家自然科學基金在全國范圍內不存在“全局空間集聚”,但存在“局部空間集聚”。從全國范圍來看,由于空間單元與鄰近單元的屬性值差異值較大,導致基金資助在總體空間分布的集聚態勢并不明顯;然而從局部來看,基金獲取水平存在一定程度的“局部空間自相關”,東部沿海發達省份和中部地區的某些省份居于優勢地位。□