国家自然科学基金资助地理学科立项(2010-2019)大数据分析

曹 伟， 李仁杰*， 梁荣清， 常咏梅， 连冠一

(1. 广州大学 地理科学与遥感学院， 广东 广州 510006； 2.山东建筑大学 建筑城规学院， 山东 济南 250101)

基于国金资助立项情况考察被资助学科发展态势，诸多学者在医药、建筑、农业和计算机等学科领域均有涉及，为了解相关学科发展态势以及基金申报工作提供了重要支撑[4-7].改革开放以来，伴随经济社会发展的浪潮以及人口、资源和环境等可持续发展问题的出现与恶化，在“3S”技术和相关数学模型等定量化研究方法的支撑下，中国地理学迅猛发展[8].进入到21世纪，地理学科在国家自然科学基金资助的推动下，知识结构趋于复杂，学科分支逐渐多样，研究方法走向综合，研究内容显著扩充，密切关注城镇化、全球环境变化、温室气体、生态系统、人地关系以及土地利用等热点和前沿领域，培养了大批青年科技后备人才的同时推动地理学理论、方法和技术成为解决人类社会可持续发展问题的重要基础[9-11].

近年来，国金资助规模和强度渐趋提高，大批地理科研工作者在其资助框架下自主选题开展基础研究并取得巨大成效，引发学者们对地理学科国金资助的强烈关注.张朝林等[12]对地理学科国金资助审批工作逐年进行了系统的梳理与总结；范闻捷等[13]通过梳理近三十年地理学青年科学基金资助情况，认为青年基金资助项目紧跟前沿热点，重视方法和手段创新，不断助推地理学往定量化和融合化发展；其他学者对人文地理[14]、文化地理[15]、旅游地理[16]、政治地理[17]以及区域可持续发展[18]等学科分支的资助现状与研究态势及其热点进行规律挖掘分析，从而奠定了坚实的基础，而地理学宏观和动态的资助规律研究较为缺乏.本文梳理近十年地理学科国金资助规律与发展态势，以期为地理学科建设和基金申报相关工作提供科学参考.

1 数据来源与研究方法

本研究以国金资助地理学科立项情况作为研究对象，数据来源于国家自然科学基金大数据知识管理服务门户(http://kd.nsfc.gov.cn/)，其下设有资助项目检索、结题项目检索和科研成果检索三类基础数据查询功能，通过检索2010-2019年地理学(D01)分属自然地理学(D0101)、人文地理学(D0102)、景观地理学(D0103)、自然资源管理(D0104)、区域可持续发展(D0105)、遥感机理与方法(D0106)、地理信息系统(D0107)以及测量与地图学(D0108)共八个学科分支的资助数量、金额、类型、依托单位以及资助课题等属性情况，共采集数据7 730条，通过Excel数据清洗，分类汇总地理学及其分支逐年资助数量和金额动态变化、各资助类型逐年资助数量和金额动态变化、高等院校和科研机构逐年资助数量和金额动态变化以及累计立项数量排名、各高等院校资助数量的阶段增长情况及其学科分支立项数量排名、各学科分支的研究热点及其变化，最终利用Origin函数绘图软件、词云图等工具进行可视化分析.

2 结果分析与基本结论

2.1 资助数量和金额波动提高，学科内部层级分化明显

资助数量和金额是刻画被资助学科发展态势最直观且具有重要参考价值的指标.近十年来，地理学科资助数量总体保持波动增长态势(图1)，阶段特征明显：2010-2013年伴随着经济社会快速发展以及三级申请代码的渐趋完善，国金资助规模和强度均有提高的背景下，各学科申请数量猛增，地理学科资助数量飞速发展，年均增长率为11.3%；2013-2016年处于基金资助调整的转折点和震荡期，面对日益激增的申请数量，基金委实施了最为严格的“二停一”限制申请措施，有效抑制了激增势头并使地理学科资助数量趋稳[19]；2016-2019年地理学科资助代码逐渐完善，资助数量和金额波动增长，但在2018年地球科学部申请代码发生重大调整，对于申请量较少、学科关联度较大的部分研究方向进行整合调减，资助金额大幅降跌，到2019年地理学科开始实施新的申请代码，重点突出地理要素资助体系的整体性以体现学科综合性以及更好地服务于国家战略需求，资助数量和金额均回归到增长态势[20].

图1 近十年地理学及其分支资助数量变化Fig.1 Changes in the quantity of geography and its branches in recent ten years

学科内部而言，自然地理学作为地理学的基础学科，资助数量始终占据首位，呈现持续增长趋势，其发展历程悠久，研究范式趋于成熟，在学科生态中处于高势位，具备核心竞争力.人文地理学、地理信息系统以及遥感机理与方法资助数量紧随其后，共筑地理学科资助的主体架构.受到上世纪西方地理学“计量革命”深刻影响，国内地理学研究范式逐渐转向质性和实证相结合，彼此间相互借鉴呈现综合集成的发展趋势.人文地理学以社会空间作为首要研究对象，通常借助遥感处理和空间分析等技术手段强化可信度和科学性，开展多尺度的人地交互模式、内在机制以及空间规律研究.地理信息系统和遥感技术的应用有赖于地学理论的发展从而强化其理论支撑以及构建相应的话语体系，且相关研究必须依托人文或自然要素及其空间属性作为研究载体[21].景观地理学、自然资源管理、区域可持续发展和测量与地图学是地理学、生态学、测绘学和区域科学等学科交叉的新兴领域，发展历程较短并且尚未形成系统的理论方法和模型，主要依靠吸收其它学科的知识溢出，发展仍处于起步阶段.

资助金额方面(图2)，近十年来地理学科总体呈现起伏上升趋势，2014-2015年由于资助数量下降，资助金额同比下降40%和13.7%.自然地理学资助金额始终高于其它分支，但其增长过程具有波动性和周期性.人文地理学、地理信息系统和遥感机理与方法紧跟其后，资助金额相近并且近年来伴随资助数量趋于平稳而表现出增长乏力的状况，表明其学科体系成熟，科研队伍逐渐固化稳定.新兴的大数据、云计算和人工智能等技术为人文地理学和地理信息系统带来强烈反响，尽管其是否属于科学研究新范式尚有待讨论，相关的研究案例较多，有效推动地理学科的量化研究进展的同时亦使其面临破碎化、空心化和信息化的挑战[22].景观地理学、自然资源管理、区域可持续发展以及测量与地图学相较于前者而言资助金额较低，但伴随对于人居环境的重视以及区域可持续发展的迫切需要，该类分支充分融合生态学、系统科学以及测绘学等学科进行交叉融合的综合性研究，发展前景良好.

图2 近十年地理学及其分支资助金额变化Fig.2 Changes in the amount of geography and its branches in recent ten years

2.2 面上和青年项目占据主导，资助类型呈现极化发展

国家自然科学基金资助体系发展至今，以面上项目、地区项目及重点项目为代表的项目资助板块和以青年项目、优青项目及杰青项目为代表的人才资助板块，共同构成地理学科资助基本架构.近十年来，地理学科资助数量和金额总体呈现“规模增加，强度提高”的总体格局(图3)，面上项目和青年项目比重最高、影响最大，占据地理学国金资助体系的主导.面上项目累计资助3 113项，占总资助的40.3%；青年项目累计资助数量3 488项，占比为45.1%.资助金额方面(图4)，面上项目和青年项目差距悬殊，近五年来面上项目项均金额达62.4万元，青年项目仅为22.9万元.近十年面上项目资助金额累计超过20亿元，占所有资助类型总金额的49.3%，青年项目累计资助金额占总金额19.9%，仅次于面上项目.段培新等[23]根据项目经费合理性的审查，认为当前地理学科资助规模和强度的适宜性有待调整，应当收拢面上项目的资助强度和青年项目的资助项数，亟需提高青年项目的资助质量.

例如，在“二元一次方程组”的教学过程中，教师不应该只针对这一课程内容进行讲解，而应该引导学生以数的方法和形的方法同时解答问题，让学生充分意识到运用消元法求得的方程组的解就是利用这个方程组所表示的直线交点。这样，学生对于同一个问题的解答既从数的层面实现了理解，也从形的维度实现了理解，能够让学生更加深刻与全面的理解数学知识，帮助学生对二元一次方程组的相关知识进行深刻记忆。

图3 近十年地理学各资助类型资助数量变化Fig.3 Quantity changes of funded types of geography in recent ten years

图4 近十年地理学各资助类型资助金额变化Fig.4 Amount changes of funded types of geography in recent ten years

地区项目、国际项目和重点项目资助数量较少，但相较其余类型占比较高，对于推动资助空间均衡、扶植地方科技人才、引进国外领先成果以及学科前沿理论探索和创新等方面作用不可小觑.地区项目是科研薄弱的广大中西部地区开展基础研究工作的重要保障，亦是西部地区高校的主要项目来源.方勇等[24]通过统计发现，西部高校逐年获得立项的基金大部分来自于地区项目，本质上稳定和发展了西部地区的科研队伍.重大项目、杰青项目和优青项目以及其余资助类型近十年累计资助数量加和占比为3.1%，各类近十年累计资助总量均不超过50项，其立项数量和要求把控极为严格，部分年度零资助，但其平均资助金额远高于面上、青年和重点等资助类型，对于推动科技后备人才培养、科研队伍建设方面作用重大.资助金额方面，地区项目近十年累计资助金额占比为5.9%，重点和重大项目占所有类别资助总金额的9.9%和5.3%，其资助规模小但强度高，近五年其平均资助金额分别超过300和555万元.重大研究计划、创新研究群体项目、杰青项目和优青项目等资助类型主要服务于国家重大发展战略与现实需求，关注国际前沿理论创新和方法探索，从而带动人才队伍建设和学科发展，因此，资助数量极其稀少，金额占比因而也相对较少.综合而言，国家自然科学基金目前已经形成“青年项目—优青项目—杰青项目—创新研究群体项目”为基本构造的完整人才资助体系，其中，青年项目作为培育青年科技后备人才最基础、量最大、面最广的“种子基金”，在推动学科基础发展、培养青年科学人才和形成学术研究梯队等方面发挥着重要作用，并与重点项目、面上项目等互为支撑，助推基础研究优秀人才的快速成长[25-26].

2.3 高校和科研院所构成双主体，内部鸿沟及区域失衡明显

高等院校和科研院所是国金资助最重要的两类主体，但两者职能存在差异性.高校主要发挥教育、科研和社会服务功能，侧重基础知识的传承和创新；科研机构更加重视科学研究与实践应用，以解决国家重大需求为驱动[27].高校是开展地理基础研究工作的大部队和推动地理学科稳步发展的主力军，其资助数量始终高于科研院所，时序演变趋势具有显著的阶段性：2010-2013年资助数量高速增长，年均增长率为17.7%；2014-2015年资助数量略有缩减；2016-2019年资助数量持续增长，年均增长率为12.8%.科研院所2010-2013年资助数量缓慢增加，年均增长率为11.8%；2014-2019年资助数量触及天花板趋于平稳，发展逐渐呈现疲软态势，与高校间的数量差距逐渐拉开.资助金额方面，高校总体保持增长态势，科研院所金额波动性较大，围绕其平均水平上下起伏，与高校间的金额差距逐渐扩大(图5).

图5 两类依托单位近十年地理学资助数量与金额变化Fig.5 Quantity and amount changes of two kinds of supporting institution in recent ten years

高等院校包含大学、学院、独立院校和专科院校，其内部层级鸿沟明显，高水平院校占据国金资助的主导地位(表1).资助数量方面，武汉大学和北京师大高居首位，其次为南京师大、北京大学、南京大学、中山大学、华东师大和兰州大学，中国地大(武汉)、河南大学、东北师大和陕西师大等高校紧随其后，共同构成我国地理学科国金资助的首要高校群体.累计资助数量排名前30位的高校内含有10所“985工程”院校、19所“211工程”院校和21所“双一流”建设高校，综合型和师范类高校成为获得地理学科国金资助较多的两类主体，此外，云南师大、西北师大、福建师大和广州大学等“三非”院校地理学科实力较强，资助数量较多.空间分布特征方面，前30位的高校中含有16所东部地区高校、7所中部地区高校和6所西部地区高校，总体呈现与经济发展水平相似的由东向西梯度递减规律.

科研机构包括中央和地方研究院所、事业单位以及行政机构.资助数量方面，中央所属科研院所占据主导地位，形成中国科学院一家独大，地方科研单位遍地开花的格局.近十年来累计资助数量排名靠前的科研院所依次为：中国科学院地理科学与资源环境研究所、中国科学院遥感与数字地球研究所和中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，这些机构研究领域各具特色.地理所研究领域较为全面，涉及陆表系统动力、人地地域系统机理、区域可持续发展以及地信技术与数据集成研究等；寒区所地域特色明显，侧重于冰冻圈与全球变化、沙漠冻土与高原大气物理以及寒区旱区水土保持等方面的研究；遥感所专业偏向性明显，侧重于遥感信息科学与技术研究、遥感信息工程与应用等方面的研究[28].中央所属科研院所内部存在差异，中国科学院占据主导，中国农业科学院、中国林业科学院、中国测绘科学院和中国环境科学院等院所以及北京市农林科学院、上海社科院等地方科研单位资助数量少但不可或缺.

表1 近十年各依托单位地理学累计立项数量及其占比Table 1 Cumulative quantity and ratio of supporting institution in recent ten years

2.4 高校学科发展速度差异悬殊，各分支强校集中化明显

国金资助有效推动了近十年来各大高校地理学科及其基础研究的迅猛发展，但其内部存在差异，对比2010-2014年和2015-2019年两个时间段资助数量方面的差异(图6).

图6 各高校前后五年地理学资助数量和金额变化Fig.6 Quantity and amount changes of universities in geography between the former and latter five years

中国地大(武汉)和武汉大学资助数量增长最快，分别增加35项和34项，其次为广州大学、南京信息工程大学和中山大学；华中师大、南京大学、深圳大学和西北大学紧随其后，前后五年保持增长势头；华东师大、同济大学和兰州交大等其余高校前后五年进步非常明显.北京师大资助金额增长最快，南京大学、中国地大(武汉)紧随其后，其次是广州大学、武汉大学、同济大学和南京信息工程大学等高校进步明显，华东师大、浙江大学和天津大学等保持增长态势.此外，中国地大(武汉)、南京大学和广州大学增长数量和金额均位列前五，地理学基础研究综合实力具有较大提升.总体看来，国金资助数量和金额发展进步较快的高校群体中总体呈现东密西疏、南多北寡的空间集聚现象，北京、上海、江苏、广东和湖北作为经济先发地区、高校密集区和现代地理学的核心研究区，所属高校成为所在区域国金资助的主体对象以及地理学基础研究的核心贡献者，其他进步明显的高校则广泛分布在各省省会.

国金资助框架下地理学共分为八类学科分支，高校各有自身的优势分支并且通过资助数量差异有所体现，从而形成“百家争鸣”的总体格局(表2).自然地理学资助数量排名靠前的院校依次是兰州大学、北京师大和北京大学，学科集中度较高，前十位高校中仅有福建师范大学为“双非”院校.人文地理学资助数量排名靠前的院校分别为中山大学、华东师大和北京大学，河南大学、安徽师大、广州大学和云南师大等“双非”院校实力较强，均进入前十行列.北京师大的景观地理学、自然资源管理以及区域可持续发展三个分支的资助数量皆居首位，旗下设有地理学和环境科学两个国家重点学科；北京大学、南京大学、兰州大学、云南大学和河南大学等综合类高校以及河海大学、中国农大和江西财大等专向类高校实力不俗.武汉大学的遥感机理与方法、地理信息系统以及测量与地图学三个分支资助数量皆居首位，旗下设有测绘和资环两大相关学院，拥有地球物理学、测绘科学和技术世界一流建设学科以及地图学与地理信息系统国家重点建设学科；北京大学、南京大学、同济大学、南京师大、解放军信息工程大学、南京信息工程大学和中国地大(武汉)等在信息地理学领域实力突出；电子科大、河海大学和浙江大学的遥感机理与方法、中山大学、深圳大学的地理信息系统以及桂林理工、西南交大和中南大学的测量与地图学均有区域性的影响和知名度.

表2 各高校地理学科分支资助数量排名(前10位)Table 2 Ranking of the number of funded projects in geography branches for universities (top 10)

2.5 各大分支内容方法本同末异，走向外部交叉内部集成

地理学科以人地关系地域耦合系统作为研究核心，各学科分支的研究主题和热点理应顺应不同时期经济社会的发展规律和学科发展的总体态势，从而呈现时间演变特征(图7).各分支总体围绕地理学科内核即人地交互作用及其空间分异规律开展基础性研究工作，研究均遵循经验科学、实证科学和系统科学等研究范式，彼此趋于学科综合集成与深刻化(表3).

表3 近十年地理学科分支研究热点变化(前10位)Table 3 Research hot topics of geography branches in recent ten years (top 10)

图7 近十年地理学各学科分支研究热点Fig.7 Research hot topics of geography branches in recent ten years

2.5.1 自然地理学:面向全球变化与发展需求

自然地理学作为地理科学的基础学科，主要以地球表层环境的物质组成、功能结构和时空分异规律作为核心研究对象，对于解决我国实际发展问题，提升学术国际地位具有重要意义[29].近十年来，我国自然地理学研究主题涵盖影响、机制、响应、变化、过程、土壤、流域、环境和生态等核心关键词，存在明显的地域特征，即西部地区侧重研究山区地质和灾害以及冰川、冻土、青藏高原和全球气候变化等“第四纪”研究内容.进入21世纪，伴随地球进入“人类世”以及受到宏观地理学“文化转向”影响，自然地理学研究内容趋于深化，逐渐从传统的自然地理格局研究过渡到自然地理环境的微观机理和宏观格局的耦合以及发展的可持续性问题上来，同时将人居环境、环境感知、环境伦理以及景观修复和生态设计等人文领域纳入研究范围，研究方法逐渐走向地理学“整体论”角度的综合化和定量化，利用交叉融合化的理论方法以缓解人口、资源与环境间的尖锐矛盾[30-31].与此同时，海岸带等特定地区和关键地带的土地利用、生态安全以及永续发展问题成为关注热点，生态敏感地区的人地交互表现形式、作用机制以及生态环境外部效应等诸多难点有待攻克，其既要面向全球环境变化等不确定性因素，亦要结合人类经济社会发展需要，探索应用新的理论、方法与模型[3].

2.5.2 人文地理学:兼通学科转向与破界凝核

人文地理学作为地理学科的重要分支，通常以人地关系交互理论作为基础，研究各种人文现象的地理分布、扩散模式和演变机理以及人类活动地域空间结构的形成发展规律[32]，空间、城市、机制、演化、效应、旅游、区域、模式、经济、产业和发展是其近十年主要涵盖的研究主题.“空间”和“地方”作为人文地理学的两大核心概念，向来是其研究的重要领域.受到20世纪末西方人文地理学“社会文化转向”“制度转向”和“神经转向”的影响以及进入21世纪以来全球化、信息化和社会网络化纵深发展，“空间”的内涵正面临从科学空间到人性空间、从物质空间到网络空间、从单维空间到复杂空间以及从外部空间到内部空间的嬗变，而“空间”在不断被赋予社会文化意义的结果便是“空间”逐渐转变为“地方”，由此形成的“地方认同”“地方嵌入”和“地方性”等主题成为人文地理尤其是社会文化地理学研究的重中之重[33-35].与此同时，人文地理学逐渐呈现出多元化和跨学科融合的发展总体态势，学科边界趋于模糊，研究领域通过结合经济、社会、环境等学科延伸出创新知识网络、新自由主义和健康地理等诸多新兴领域，其发展迅猛，深度结合大数据、机器学习和“3S”技术等手段加强学科研究的科学性，最终服务于经济社会发展和国家重大战略[36].

2.5.3 环境地理学:协调生态环境与人类福祉

景观地理学、自然资源管理以及区域可持续发展共同构成环境地理学，都将区域人类发展需求与资源环境承载的协调耦合作为研究领域.景观地理学作为综合自然科学和人文艺术学科基础的应用性学科，研究主题涵盖了景观、格局、影响、生态、效应等核心关键词，最初主要研究自然景观的区域分异，后期逐渐融合地理学人地交互作用与生态学、系统学中的功能结构关系，兼顾自然与人文因素研究人类作用影响下多维时空尺度的景观格局与过程、机理与效应以缓解“人地关系”矛盾[37].自然资源管理研究主题涵盖空间、利用、生态、优化、土地、资源、机理、配置和机制等核心关键词，重点关注自然资源及能源的评价利用、管理规划以及空间优化配置，总体方向逐渐从水、土地、生物、生态和矿产资源能源的空间分异规律与利用方式的优化策略发展为自然资源系统与生态环境系统、社会经济系统之间相互耦合关系与内在机制方面.区域可持续发展关注人类发展需求和生态环境保护的供需矛盾，研究主题涵盖机制、生态、影响、利用和调控等核心关键词，研究热点逐渐从资源环境承载力等单维要素的利用管控发展为生态系统综合视角下的区域可持续性度量、区域生态系统服务和人类福祉、自然灾害与风险管理、区域可持续性模拟以及区域可持续性评价[38].

2.5.4 信息地理学：趋于学科交叉和内部集成

信息地理学由遥感机理与方法、地理信息系统以及测量与地图学三大分支构成，各分支研究热点相似的同时亦存在内部差异：遥感机理与方法近十年来研究主题涵盖遥感、模型、方法、数据、反演、影像、光谱和机理等核心关键词，重点关注遥感成像机理、遥感建模、遥感定标和地物光谱特征量测等理论领域以及遥感数据预处理、遥感图像处理与增强、遥感图像分类、目标识别与信息提取、变化检测和定量反演模型等方法构建[39].地理信息系统近十年来研究主题涵盖数据、方法、遥感、时空、模型、尺度、监测、环境、模式和机制等核心关键词，重点关注地理空间信息的获取、存储、处理、分析、管理和表达，通过结合遥感分析、互联网、自动化以及大数据挖掘等技术，逐渐向集成化、模块化、“组件式GIS”和“万维网GIS”趋势发展，成为支撑其他分支学科研究重要的技术、方法和手段[40].测量与地图学近十年来研究主题涵盖方法、模型、地图、数据、高精度、地图、激光、影像和测量等核心关键词，重点关注三维空间目标的位置、形态、关系和演变等信息的感知、传输、处理和表达以及现实空间目标的时空信息精准探测、实时感知、动态建模、可视表达和个性服务等领域[38].遥感机理与方法、地理信息系统以及测量与地图学紧密联系、互为支撑，彼此走向学科内部综合集成，共同构成开放复杂的地理信息科学，支撑地理学的人地关系研究发展[41].

3 讨论与展望

3.1 讨论

本文研究数据源于国家自然科学基金委数据共享平台，地理学科经过若干次的学科代码调整，部分年份数据略有差异，但不妨碍从宏观层面对地理学科近十年来的发展态势作具有科学性和参考性的研判，但仅通过资助立项的单维视角进行分析难免存在偏向性以及片面性，不仅对于地理学总体的发展态势难以把控，容易陷入“就事论事”的旋涡，同时可供分析的切入点十分有限，因而今后可结合结题项目、成果绩效等属性进行深度化的特征挖掘.

3.2 展望

(1)国家自然科学基金资助规模总体与区域经济发展水平存在空间相关，内部的层级鸿沟和空间上的集聚性是地理学科国金资助的主要特征[42].根本而言，由于地理环境更加多样丰富，中西部相比东部地区更具地理研究价值，但其资助总体偏少，部分东部高校资助立项课题会以西部案例作为研究对象，可能造成恶性循环，形成强者恒强的马太效应.短期内国金资助的区域非均衡现象仍将维持，如何破除资助的区域梯度差异是未来值得关注的话题.

(2)地理学科发展至今，学科内部的综合集成与学科外部的交叉融合已然成为不可逆转的趋势.内部而言，地理学逐渐回归整体论，研究主题渐趋多元化和综合化，强调陆地表层人地交互耦合系统的综合研究.外部层面，核心理论的缺失导致地理学科逐渐边缘化，自然地理学面临破碎化，人文地理学面临空心化，地理信息系统面临信息化的严峻挑战，对于其他学科的理论输出和技术渗透偏少，主要通过学科外的理论方法解决综合问题.因此，国金资助体系框架之下如何审视、梳理和调整现有地理学的学科布局，构建符合未来发展并且满足地理学前瞻性、科学性和可行性的学科布局[38]，形成合理基础研究资助格局，促进学科均衡发展，鼓励学科交叉和发展新兴方向，仍是地理学亟待解决的问题[43].

致谢：由衷感谢唐艺文、靳新磊、黄禧同学在数据收集过程中提供的帮助.