国家自然科学基金资助现状与效果分析——基于国家重点实验室的视角

王 辉，刘 佳，2，钟永恒，孙 源，勇美菁，2

（1.中国科学院武汉文献情报中心/科技大数据湖北省重点实验室,湖北武汉 430071；2.中国科学院大学经济与管理学院图书情报与档案管理系，北京 100190）

1 研究背景

国家重点实验室是国家科技创新体系的重要组成部分，是国家组织高水平基础研究和应用基础研究、聚集和培养优秀科技人才、开展高水平学术交流、拥有先进科研装备的重要基地［1］。《2016 年国家重点实验室年度报告》显示，2016 年我国国家重点实验室和试点实验室获得国家自然科学基金（National Natural Science Foundation of China，NSFC）资助项目15 724 项，占当年全国NSFC 立项总数的38.49%，较2015 年提高1.99 个百分点；获得NSFC 项目经费420 566 万元，占当年全国NSFC 立项经费总额的18.82%，较2015 年提高0.12 个百分点［1］。NSFC资助国家重点实验室力度较大，且呈上升趋势。

NSFC 管理部门越来越重视项目的产出绩效及其评估，国内学者对NSFC资助效果也展开了系列研究，主要集中在领域或区域维度的NSFC 项目数量统计或NSFC 论文产出的比较分析，如李英［2］、牟燕等［3］分别对图书情报与档案管理学领域、卫生政策与管理领域的NSFC 立项数量、立项单位、项目负责人、研究主题等进行了统计分析；刘源等［4］对我国食品科学学科近5 年以来NSFC 立项数量、立项单位、立项领域、研究人员队伍结构展开了研究；刘静等［5］基于NSFC 项目数据以及项目SCI 产出论文数据分析我国管理科学部的研究进展；马廷灿等［6］、钟永恒等［7］基于我国NSFC 立项数量、立项单位、项目负责人等数据分析了省域基础研究竞争力；毛献峰等［8］、李志兰［9］分别对江苏省、浙江省获NSFC资助情况进行了统计分析。

可见，目前以NSFC 资助国家重点实验室效果为研究对象的相关研究成果较少。本文从国家重点实验室的视角，研究NSFC 对国家重点实验室的资助效果，对2014—2018 年我国国家重点实验室发表SCI 论文数及其被引频次、篇均被引、1 区论文数等进行统计分析，研究NSFC 资助国家重点实验室效果的地区分布、学科分布和机构分布特征，探讨NSFC 对国家重点实验室的科研效率、科研影响力和科研水平的影响，以期为相关管理部门制定合理的学科发展规划提供依据，从而促进我国国家重点实验室整体科研水平和国际科技地位不断提高。

2 研究思路与方法

2.1 分析框架

论文是科研活动的主要产出形式，科睿唯安集团开发的SCI 引文数据库已成为国际上广泛应用的科研绩效评价工具，因此，SCI 引文数据库收录的NSFC 产出论文的数量和影响力可以作为NSFC 资助效果的评价指标。本文基于SCI 论文产出构建NSFC资助国家重点实验室效果评价指标体系（见表1），分为科研生产力、科研影响力和科研创新力3 个一级指标。其中，科研生产力采用NSFC 资助的SCI发文量和每个实验室平均发文量衡量；科研影响力采用SCI 论文总被引和篇均被引次数衡量；科研创新力采用SCI 论文中的1 区论文数衡量。

表1 国家自然科学基金资助国家重点实验室效果评价指标体系

本文设计“区域-学科领域-机构”的三维分析框架（见图1），分析与比较NSFC 对各省（区、市）国家重点实验室的资助效果、对各学科领域国家重点实验室的资助效果以及对单个国家重点实验室的资助效果。

图1 国家自然科学基金资助国家重点实验室效果分析框架

2.2 研究对象

本文以2014—2018 年间科技部发布的历次NSFC 评估结果中涉及的259 个国家重点实验室为研究对象（以下简称“样本实验室”），其分布于25个省（区、市）8 个学科领域（见表2、图2）。

表2 2014—2018 年我国国家重点实验室的地区分布

图2 2014—2018 年我国国家重点实验室的学科领域分布

2.3 数据集构建

本文分两步构建数据集。首先，从SCI 引文数据库收集样本实验室近5 年的文献数据，检索策略 为：AD=((state key lab* or nation* key lab*) same china)，文献类型为论文（article），发文时间为2014—2018 年，共得到328 578 篇文献，检索时间为2019 年3 月28 日。其次，利用R 语言进一步清洗数据，通过基金资助机构（FO）字段筛选出样本实验室产出的全部SCI 论文共计204 127 篇（以下简称“样本论文”）。其中，“NSFC”有多种英文写法，本文选取National Nature Science Foundation of China、National Natural Science Foundation of China、national natural science foundation China、National Nature Science Foundation China、nature science foundation China、national nature science China、China nature science foundation、national science foundation、national nature science foundation、NSFC、NSF 等拼写形式。

3 结果与分析

3.1 国家重点实验室SCI 论文产出总体情况分析

3.1.1 SCI 论文产出类型

本文将国家重点实验室的SCI 论文产出分为3种类型，分别是NSFC 资助国家重点实验室产出SCI论文(NSFC-SCI 论文)、其他基金资助国家重点实验室产出SCI 论文(OF-SCI 论文)、非基金资助国家重点实验室产出SCI 论文(NF-SCI 论文)。如图3 所示，NSFC-SCI 论文是样本实验室SCI 论文的主要产出来源，样本实验室的NSFC-SCI 论文产出数量占其SCI论文产出数量的比重均大于50%，超过其他两种类型SCI 论文产出总量，且呈逐年上升趋势。

图3 样本实验室各类SCI 论文产出数量的年度分布

3.1.2 被引频次TOP10 的SCI 论文及其资助来源

样本论文中，被引频次最高的10 篇NSFC-SCI论文（以下简称“TOP10 论文”）及其资助来源具体如表3 所示，可见TOP10 论文均同时受到NSFC和其他基金资助，这一方面反映了NSFC-SCI 论文与OF-SCI 论文、NF-SCI 论文相比具有更高的学术质量和国际影响力，在一定意义上体现了我国NSFC的资助成效，另一方面也反映了多类基金同时资助一篇论文的现象较普遍，基金重复支持科研项目的比例较高。

表3 样本实验室2014—2018 年间TOP10 论文主要情况

表3（续）

3.2 国家重点实验室NSFC-SCI 论文产出地区分布

通过对国家重点实验室NSFC-SCI 论文的生产力、影响力和创新力进行统计分析，可以了解国家自然科学基金资助国家重点实验室效果的区域差异（见表4）。具体分析如下：

（1）生产力。北京市国家重点实验室的NSFCSCI 论文发文量全国排名第一，共49 152 篇，遥遥领先于排名第二的上海市，这与北京市拥有的国家重点实验室数量密不可分；排名前5 位的地区依次是北京市、上海市、江苏省、湖北省和陕西省，可以看出各地区国家重点实验室的NSFC-SCI 论文发文量相差悬殊。从单个实验室的发文量来看，山东省平均发文量达1 233.75 篇，全国排名第一，这一方面可以直接反映山东省国家重点实验室的科研生产力较强，另一方面反映国家自然科学基金对山东省国家重点实验室科研生产力产生了重要作用；平均发文量排名前五的地区依次是山东省、福建省、陕西省、河北省和广东省。

（2）影响力。科研论文的被引频次是指论文发表后被引用的次数，反映了科研论文被使用和重视的程度，及其在学术交流中的地位和作用［20］，由此可体现NSFC 的资助效果。样本论文的总被引为2 258 391 次，篇均被引为11.06 次，各地区国家重点实验室NSFC-SCI 论文的总被引和篇均被引如表4所示。其中，北京市国家重点实验室NSFC-SCI 论文被引共565 639 次，排名第1 位，但是篇均被引仅11.51 次，排名第13 位；篇均被引前5 位的地区依次为吉林省、福建省、湖南省、上海市和安徽省。

（3）创新力。《中国科学院文献情报中心期刊分区表》（以下简称“中科院期刊分区”）是中国科学院文献情报中心科学计量中心的科学研究成果，根据目前SCIE 核心库加上扩展库期刊的影响力等因素，以年度和学科为单位对SCIE 期刊进行4 个等级的划分［21］，目前国内高校和科研机构普遍以中科院期刊分区作为学术论文水平的评价依据。样本实验室NSFC-SCI 论文中1 区论文共34 929 篇，占比为17.11%；排名前五的地区依次为北京市、上海市、江苏省、吉林省、湖北省，这些地区是我国经济、文化和教育水平相对较高，高等院校和科研机构较为密集的地区。

表4 2014—2018 年样本实验室NSFC-SCI 论文的区域分布情况

表4（续）

3.3 国家重点实验室NSFC-SCI 论文产出学科分布

样本实验室共分布于8 个学科领域，各学科领域的NSFC-SCI 论文产出情况如表5 所示。对样本论文中NSFC-SCI 论文产出的学科分布情况具体分析如下：

（1）生产力。NSFC-SCI 论文数排在前3 位的学科领域分别是化学、工程和地学，分别为35 751篇、34 313 篇和31 238 篇；材料领域的年均NSFCSCI 论文产出最高为1 391.48 篇，其次是化学领域为1 375.04 篇。

（2）影响力。NSFC-SCI 论文被引总次数排在前3 位的学科领域分别是工程、材料和化学，篇均被引次数排在前3 位的学科领域分别为化学、材料和数理，其篇均被引均大于13 次，说明我国对化学、材料和数理领域的关注和重视程度较高。化学领域的NSFC-SCI 论文发文量、被引总数、篇均被引数、1 区论文数均显著高于其他学科领域，凸显了我国化学领域国家重点实验室的论文数量和质量较高，在学术界的影响力也较高。

（3）创新力。NSFC-SCI 论文中，化学学科领域的1 区论文共11 927 篇，占比为33.36%。

表5 2014—2018 年样本实验室NSFC-SCI 论的学科领域分布情况

3.4 国家重点实验室NSFC-SCI 论文产出机构分布

对国家重点实验室NSFC-SCI 论文产出机构分布进行分析，有利于从微观层面反映某一国家重点实验室的科研效率、科研影响力和科研水平，客观地反映各国家重点实验室的科研绩效和发展潜力。样本实验室中，NSFC-SCI 论文发文量TOP50 的国家重点实验室（以下简称“TOP50 实验室”）的发文量及其论文的总被引、篇均被引和1 区论文数如表6 所示。具体分析如下：

（1）生产力。TOP50 实验室分布于我国16 个省级行政区，分别为上海市（8 个）、北京市（9 个）、吉林省（5 个）、陕西省（4 个）、广东省（4 个）、江苏省（5 个）、四川省（3 个）、湖北省（3 个）、湖南省（2 个）、浙江省（2 个）、甘肃省（2 个）、福建省（2 个）、辽宁省（2 个）、山东省（2 个）、天津市（2 个）、黑龙江省（1 个）。从其依托单位来看，除了部分为中国科学院外，其余均为高校，说明高校是国家重点实验室NSFC-SCI 论文产出的重要基地和NSFC 资助绩效的主要贡献者。从单个国家重点实验室NSFC-SCI 发文量的绝对数量来看，南京工业大学材料化学工程国家重点实验室的发文量最多，该实验室有3 名院士，其中徐南平院士是实验室主任；该实验室的固定人员中，副教授以上职称的占比为84.04%，说明实验室具备雄厚的科研实力和较高的科研水平。

（2）影响力。武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室NSFC-SCI 论文篇均被引24.36 次，远高于样本实验室NSFC-SCI 论文篇均被引的平均水平（11.06 次）。该实验室的研究方向包括薄膜与涂层技术、生命复合材料、光电功能材料与器件、有机-无机纳米复合材料、生物医用材料、高性能热电材料及器件、金属有机催化功能材料、燃料电池、功能生物界面材料、半导体光催化材料、梯度复合技术与新材料等，均围绕新材料领域展开，与经济社会发展重大需求紧密结合。近几年，材料技术领域研发面临新突破，新材料和新物质结构不断涌现，全球新材料技术与产业发展迅猛，新材料技术成为各国竞争的热点之一［22］，该实验室半导体光催化材料领域学术带头人余家国教授的H 指数为64，单篇最高SCI 他人引文800 余次，在领域内具有极高的影响力。

（3）创新力。在样本实验室发表的1 区论文中，TOP50实验室共发表19 643篇，占比为56.24%。其中，样本实验室发表的NSFC-SCI 论文中1 区论文数量占比最高的5 个实验室依次是固体表面物理化学国家重点实验室、聚合物分子工程国家重点实验室、化学生物传感与计量学国家重点实验室、金属有机化学国家重点实验室、超分子结构与材料国家重点实验室，其占比分别均大于40%。可以看出，国家重点实验室不仅仅追求NSFC-SCI 论文的产出数量，同时注重研究成果的质量和水平。

表6 2014—1018 年TOP50 实验室NSFC-SCI 论文产出主要情况

表6（续）

4 结论与建议

随着我国国家财政对基础研究投入的加大，NSFC 资助国家重点实验室的项目数量和项目经费均有了大幅提高，这对我国国家重点实验室的科研论文产出数量、科研影响力和科研创新力的提高发挥了积极的推动作用，国家重点实验室不仅仅追求NSFC-SCI 论文的产出数量，同时注重研究成果的质量和水平；同时，NSFC 资助国家重点实验室的效果在地区分布、学科分布和机构分布上存在以下特征：

（1）在论文的地区分布上，NSFC 资助国家重点实验室的效果呈现不均衡态势。NSFC 资助国家重点实验室的效果与各地区的经济发展和文化教育水平密切相关，北京市、上海市、江苏省、湖北省、陕西省、广东省、吉林省、浙江省、辽宁省等地的经济和科技较发达，同时也聚集了大量的国家重点实验室，这些地区的国家重点实验室的NSFC-SCI论文发文量和论文总被引频次、1 区论文数均明显高于经济发展欠发达地区；广东省、吉林省、浙江省、福建省等地区的国家重点实验室的NSFC-SCI 论文平均发文量、论文篇均被引频次在全国排名中均进入前10 位，反映出这些地区的国家重点实验室发展水平较平衡。建议NSFC 管理部门适当鼓励欠发达地区的国家重点实验室积极开展创新活动，重视科研成果的数量与质量；同时，欠发达地区的国家重点实验室不能过分依赖NSFC 资助，应积极争取多元化的经费资助。

（2）从论文的学科分布来看，各学科领域的国家重点实验室均受到了NSFC 的资助，但是受资助的强度不均衡。建议NSFC 管理部门对化学、材料等优势学科、重点学科领域优秀的国家重点实验室给予持续性支持，使若干领域跨入世界先进行列；同时，适当扶持弱势学科领域，提升国家重点实验室的整体创新水平。

（3）从论文的机构分布来看，国家重点实验室在发展过程中都有相对稳定、特色鲜明的研究方向。具有特色的研究方向是一个实验室的学术生命线，国家重点实验室是凝聚和培养优秀人才的重要基地，重视和留住人才是提升国家重点实验室科研生产力、影响力和创新力的有效途径。建议NSFC 管理部门和国家重点实验室依托单位重视和加强国家重点实验室的研究方向和人才队伍的稳定性。