NSFC/NSF海洋科学领域资助效果与SCIE论文产出比较研究*

张灿影 鲁景亮 王 琳 冯志纲**，

（1.中国科学院海洋研究所，青岛 266071；2.中国科学院兰州文献情报中心，兰州 730000）

为了推动国家科技进步与经济发展，培养研究性人员，同时吸引海外优秀人才，各国基本采用以政府资助为基础的科学基金这一制度来进行资源配置和管理［1］。中国国家自然科学基金委员会（National Natural Science Foundation of China，NSFC），是我国基础研究领域的主要经费来源之一，可以比较直观地反映出研究人员、地区和机构基础研究的水平和竞争力［2］。随着我国对海洋科技的重视，以基金形式对海洋领域的科学研究的资助力度持续增强。近十年来，NSFC在海洋领域科学基金投入保持了较快的增长，申报竞争日益激烈，其中年度申请项目数、资助项目数和资助金额分别从2010年的984项、267项和1.06亿元，增长到了2019年的2020项、460项和2.48亿元（统计数据仅包括面上、重点、青年、地区、杰青和优青项目），分别增长了105.28%、72.28%和133.68%。虽然资助经费大幅度增加，但相较于大量申请需求而言，资助金额仍然有限，NSFC近十年海洋领域项目平均资助率仅为20.04%。在资源有限的条件下，国家自然科学基金委员更加关注科学基金的资助效果［3］，这些获得资助的项目论文产出数量和影响力如何？资助论文产出与资助经费是否正相关？

论文产出量及其影响力是量化评估NSFC资助效果的主要参数［4］。目前关于科学基金资助与科研产出的研究主要分为两个方面：科研项目本身以及科研资助产出计量分析。关于项目本身一般分析指标包括资助数量、资助地区、资助学科分布、项目负责人情况、资助依托单位、资助额度、资助热点等［5-10］。目前对于科学基金项目产出的计量分析包括五个方面。1）NSFC不同项目类型资助产出对比分析，分析指标包括论文数量、影响因子、被引频次、合作论文等［11-14］；2）国内不同类型基金资助论文产出绩效对比分析，分析指标包括发文数量与被引情况分析［15，16］；3）国际基金论文产出对比分析：分析指标包括各国基金论文比例、论文篇均基金数、资助主要学科、主要研究机构、主要资助机构等［17-24］；4）某学科基金项目论文产出计量分析：分析指标包括论文数量、研究机构、研究团队、期刊分区、学科热点研究主题、高被引基金、高产基金等［25-28］；5）某机构资助产出分析：分析指标包括论文数量、被引频次、h指数、研究团队、引文影响力等［29，30］。

对以往的研究进行系统归纳和梳理后，发现目前的研究主要通过项目论文产出量及其影响力量化NSFC资助效果，NSFC对某学科领域的资助研究主要包括基金资助科技论文产出数量、高水平论文数量、合作率、被引次数和研究热点等内容，缺少NSFC与国外主要基金机构的资助效果比较。目前关于国际基金资助对比的研究主要局限于国家层面，主要分析的是不同国家SCIE论文基金论文数量、篇均基金数以及主要科学基金机构等方面。而没有对比参照机构，就不能准确评估NSFC的资助效果、项目产出成果数量与质量及其对某学科领域发展的促进作用。

美国是传统意义上的海洋强国，拥有许多世界著名的海洋研究机构以及先进的海洋科研设备。美国国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）是美国政府资助海洋科学研究的主要部门之一，总体而言，NSF在海洋领域投入经费相对保持平稳的增长态势，近十年（2010—2019年）资助经费平均增长率为0.51%、平均资助额度为3.50亿美元/年。选择美国作为我国的比较对象，分析两国海洋科学领域资助基金论文的表现异同，对于量化NSFC对海洋科学领域的资助效果、促进NSFC对海洋科学领域重要研究主题的资助，以及推进我国海洋科学高质量研究，都具有重要和积极的意义。

本研究以NSFC和NSF海洋科学领域资助项目与项目产出的SCIE论文为数据源，比较分析NSFC与NSF在海洋科学领域资助情况及其论文产出数量、质量和研究主题的差异性，从而更加客观地评价NSFC海洋科学领域的资助效果，并促进科学基金资助的最优化利用。

1 NSFC/NSF海洋科学领域资助情况对比分析

文中项目分析数据涉及NSFC海洋科学类目（地球科学部四处，资助范围：海洋科学与极地科学；申请代码：D06），统计数据仅包括面上、重点、青年、地区、杰青和优青项目以及NSF地球科学部海洋科学处（Ocean Sciences，OCE）类目下项目。

1.1 NSFC海洋科学领域资助情况

2007—2019年间，NSFC共资助海洋领域4733个项目，资助金额24.56亿元，其中面上2252项、青年2251项、地区58项、重点107项、杰青25项以及优青40项，用于资助海洋科学领域基础科学研究（表1），分析数据来源于NSFC历年资助项目统计资料［31］。

表1 2007—2019年NSFC海洋科学领域资助情况Tab.1 NSFC Funding in Marine Field from 2007 to 2019

1.2 NSF海洋科学领域资助情况

NSF是美国独立的联邦机构，成立于1950年，主要任务是通过对基础研究计划的资助，改进科学教育，发展科学信息和增加国际科学合作等办法促进美国科学的发展。NSF经费来自美国政府拨款，自成立以来，其年度预算经费逐年上升。大部分资金用于资助研究项目与教育培训项目。

NSF资助的研究覆盖了大多数科学和工程领域，针对不同的领域，NSF设立了7个科学部，每个科学部下设立若干个科学处。其中NSF地球科学部主要支持海洋科学、大气与地球空间科学、固体地球科学领域的研究以及基础设施与教育。2007—2019年间，NSF的海洋科学处共资助海洋领域5799个项目，资助金额44.50亿美元（表2），分析数据来源于 NSF项目摘要数据库［32］和资助项目统计资料在线系统［33］。

“本质是指一个事物真正所是的意思”，“是决定事物是其所是、真正所是的根本物性，是一事物的存在性与其他事物的存在性根本区别的属性”[27]。在本质的这个含义上，基于上文对于旅游起源和发生的进化论分析，现代社会的旅游是古人迁移的自然演进结果，与迁移在本质上并无二致，所不同的只是这种迁移是非生计性的。因而这种移动性区别于其他移动性的比较完备的表述，就是一种非生计性的出于对异地的向往而发生的迁移(或移动)行为。换一句比较通俗和直白的表述就是，旅游的本质是一种非生计性的见异(地)思迁(移)的移动行为。为简单起见，可以说旅游的本质就是见异思迁或迁移。

表2 2007—2019年NSF海洋科学领域资助情况Tab.2 NSF Funding in Marine Field from 2007 to 2019

美国是传统意义上的海洋强国，为保持其在海洋科技领域的领先地位，对海洋科学领域一直保持高强度的资金投入。总体而言，NSFC对海洋科学领域研究资助力度不及NSF。NSF在海洋科学领域投入经费是NSFC投入的12.17倍。但NSFC资助力度保持强劲增长势头，对海洋科学领域项目的资助总体上加大了力度，2007—2019年间投入经费有较大的起伏，年资助经费增长率平均为13.11%，NSF投入经费相对保持平稳的增长态势，资助经费增长率分别为1.01%。

2 NSFC/NSF海洋科学领域资助SCIE论文产出分析

通过调研发现，NSFC和NSF绝大多数科学研究项目资助期限为1～5年，极个别项目资助期限超过5年。2008年7月，ISI web of knowledge科学文献数据库开始对基金论文资助项目进行标注，标注内容包括基金资助机构（FO）、基金授权号（FG）和基金资助信息（FT）等基金项目检索字段。因此本研究选取2007—2014年期间立项项目，项目完结时间基本在2019年12月31日前，受资助的大部分SCIE论文均能被Web of Science数据库收录。利用项目资助编号，通过Web of Science里FG字段检索立项项目资助发文数据。

2.1 NSFC资助SCIE论文产出情况

2007—2014年间，NSFC海洋领域共立项项目2455项，资助额度12.60亿元，SCI论文产出13449篇，项目均论文产出5.48篇/项，产出论文篇均被引频次为11.29次/篇，平均资助论文效益为9.37万元/篇。从受资助项目论文产出数量、篇均被引频次和论文效益来看，基金项目发表论文数量和论文平均影响力与资助金额基于呈正相关关系，重点项目均论文产出和篇均被引频次最高，为25.75篇/项和13.75次/篇，其次是杰青项目，青年和地区项目均论文产出数量和篇均被引频次相对较低，但青年项目均论文效益最低，为5.47万/篇，杰青项目论文效益最高，为9.52万元/篇，见表3和图1。

图1 NSFC不同项目类型资助论文效益与均论文产出对比Fig.1 Comparison of the benefits and average paper output of NSFC funded papers of different project types

表3 2007—2014年NSFC不同项目类型项目产出情况1）Tab.3 Output of NSFC Projects of Different Types from 2007 to 20141）

不同年代立项项目资助额度与产出情况见表4和图2。2011年项目均论文产出量最高，为7.61篇/项，2010年立项项目论文效益最低，为6.08万元/篇。

图2 2007—2014年NSFC海洋科学领域资助项目均论文产出与论文效益变化趋势Fig.2 Trends of Average Paper Output and Paper Benefit of NSFC Funded Projects in Marine Field from 2007 to 2014

表4 2007—2014年NSFC资助项目产出情况Tab.4 Output of NSFC Funded Projects in 2007-2014

由表3～4可以看出，不同类型项目和不同年度发表论文总数均大于13449篇，说明同年、不同年代同类型和不同类型项目之间，均存在共同资助一篇论文现象。以项目授权号为基准，统计发表论文总数，可以分析论文篇均资助项目数，通过分析发现，NSFC海洋科学领域资助论文平均资助基金为4.56项。排名前三的联合资助基金包括国家重点研发计划、中国科学院和国家重点基础研究发展计划（973计划）。

近年来，中国与主要国家的科研合作规模和影响都在持续提升，NSFC资助的海洋科学领域全部论文中，国际合作论文3772篇，占全部论文的28.05%，篇均被引频次为16.66次/篇，高于全部论文的篇均被引频次11.29次/篇。美国是我国第一大科研合作国，合作发文1747篇，占整体国际合作论文的46.32%。其他合作次数较多的国家包括英国（350篇）、澳大利亚（335篇）、德国（288篇）以及加拿大（255篇）；合作模式以双边合作为主，占比82.26%。

2.2 NSF资助SCIE论文产出情况

NSF资助范围涉及海洋生物学、物理海洋学、海洋化学和海洋地质与地球物理学领域的科学研究以及教育、海洋钻探、海洋技术和设备等方面，其中海洋科学研究投入一般占比46%左右。本研究只选择其科学研究项目进行对比分析，2007—2014年间实施研究类项目2647项，共产出SCIE论文8118篇，篇均被引频次为22.91次/篇，资助项目均论文产出为3.07篇/项，篇均论文效益为14.37万美元/篇，具体各年代产出情况见表5。

表5 2007—2014年NSF资助项目产出情况Tab.5 Output of NSF Funded Projects in 2007-2014

NSF海洋科学领域资助论文均资助项目为3.28项，资助机构排名前三的基金机构包括美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）、美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）和戈登和贝蒂摩尔基金会（Gordon and Betty Moore Foundation，GBMF）。

整体来看，NSFC项目均论文产出数量高于NSF，项目产出篇均论文效益低于NSF，论文篇均被引频次远低于NSF。NSFC和NSF海洋科学领域均存在多项目联合资助情况。

3 NSFC/NSF海洋科学领域资助产出主题对比分析

论文是科研活动的主要产出形式，项目资助论文的研究主题可侧面反映基金资助方向。文章统计了2007—2019年NSFC和NSF海洋科学领域所有立项项目资助的SCIE论文的作者关键词，作为分析对比中美海洋科学领域资助主题差异性的参考依据（表6）。

表6 NSFC和NSF海洋科学领域资助SCIE论文主要作者关键词Tab.6 The Main Author Key Words of NSFC and NSF Funded SCIE Papers in Marine Field

从作者关键词可以看出，NSFC和NSF海洋科学领域资助主题差异明显。NSFC资助更加注重海洋生态污染（如重金属、海洋酸化和微塑料等）、遥感、新物种分类、基因组学以及厄尔尼诺等方向；NSF资助更加关注气候变化、海洋酸化、珊瑚礁和生物地球化学循环等方向。利用VOSviewer软件抽取研究论文的作者关键词，并根据关键词的共现及相互联系的紧密性进行聚类，将联系紧密的关键词以相同颜色划分为同一区块，其中主题词颜色越凸显表明出现频次越高。

从聚类结果看，NSFC资助海洋科学领域论文形成了9大核心研究领域（图3），分别是：1）橙色聚类：沉积物中粘土矿物特征、物源分析及东亚季风演化研究，关键词包括粘土矿物、粒度、东亚季风、沉积物来源、地球化学、气候变化、海平面、黑潮、冲绳海槽、全新世、稀土元素、大陆架等；2）蓝色聚类：海洋环流动力学过程及其气候环境效应等相关研究，关键词包括气候变化、全球变暖、上涌、数值模拟、海表温度、中尺度涡旋、ENSO、季节变化、年际变化、台风、热带气旋、黑潮、季风、台湾海峡、泸州海峡、输运等；3）黄色聚类：极地海冰研究，关键词包括遥感、海冰、北极、北冰洋、南极洲、南极、MODIS、风、风速、深度学习、沿海水域等；4）绿色聚类：重金属、多环芳烃和微塑料等污染物研究，关键词包括重金属、沉积物、分布、表层沉积物、红树林、营养物质、多环芳烃（PAHs）、微塑料、有机碳、鱼类、来源等；5）粉色聚类：浮游植物群落结构研究，关键词包括：浮游植物、浮游动物、群落结构、丰度、环境影响因子、生物量、生物多样性、细菌和空间分布等；6）砖红色聚类：物种分类学、遗传多样性及系统发育分析，关键词包括新物种、系统发育、形态学、DNA条形码技术、线粒体基因组、遗传结构、遗传多样性、控制区域、褐藻类、种群结构等；7）青色聚类：海洋酸化对海洋生物的影响及有害藻华、绿潮、富营养化等生态灾害研究，关键词包括：海洋酸化、光合作用、富营养化、浮游植物、盐度、温度、硅藻、增长、钙化、温度、二氧化碳、有害藻华、绿潮、东海原球藻、浒苔、塔玛亚历山大藻、氮、磷、毒性、检测、修复等；8）红色聚类：主要水产养殖物种基因克隆及表达特性研究，关键词包括先天免疫、免疫反应、基因表达、基因克隆、c型凝集素、细胞凋亡、mRNA表达、实时PCR、增长性能、梭子蟹、仿刺参、青蟹、巨牡蛎、海湾扇贝、栉孔扇贝、香港牡蛎等；9）紫色聚类：海洋天然产物研究，关键词包括细胞毒性、海洋真菌、海洋天然产品、防污、次生代谢产物、海绵、生物活性、抗菌活性等。

图3 NSFC海洋科学领域资助SCIE论文关键词聚类图Fig.3 Key Words Clustering of SCIE Papers Funded by NSFC in Marine Science Field

NSF资助论文形成了海洋科学领域的6大核心领域（图4），分别是：1）紫色聚类：俯冲带与大洋中脊热液喷口研究，关键词包括：热液喷口、大西洋中脊、东太平洋隆起、洋中脊、甲烷、新物种、深海、俯冲、俯冲带、地球化学、玄武岩、地幔、蛇纹岩化等；2）绿色聚类：生源要素生物地球化学循环，关键词包括：GEOTRACES、生物地球化学、稳定同位素、铁、有机质、氧、氧同位素、碳循环、氮循环、同位素、微量元素、有孔虫、生物泵、放射性碳、北极和盐度等；3）红色聚类：气候变化和海洋酸化对珊瑚礁生态系统的影响，关键词包括：气候变化、海洋酸化、温度、生物地理学、系统发育学、珊瑚礁、共生、共生关系、分类、生物多样性、生态系统、连通性、消散、捕食、食物网、保护、行为和影响等；4）蓝色聚类：富营养化和有害藻华研究：关键词包括浮游植物、浮游动物、缺氧、富营养化、有害藻华、氮、细菌、营养物质、蓝藻、反硝化作用和初级生产力等；5）青色聚类：遥感、沉积物输运与内波研究，关键词包括：遥感、河口、沉积物输运、内波、潮汐、风暴潮、海平面、数值模拟、海洋过程和混合等；6）黄色聚类：海洋湍流混合和中小尺度动力过程，关键词包括：海洋动力学、动力、海气相互作用、海表面温度、湍流、混合、上涌、锋面、变率、大陆架、模型、输送、涡流、南极绕极流、温盐环流和混合层等。

图4 NSF海洋科学领域资助SCIE论文关键词聚类图Fig.4 Key Words Clustering of SCIE Papers Funded by NSF in Marine Science Field

NSFC海洋学科领域下共设15个二级学科，历年来，生物海洋学与海洋生物资源（D0604）、海洋地质学与地球物理学（D0603）、海洋生态学与环境科学（D0605）和物理海洋学（D0601）四个学科申请量占比较高，2019年这4个代码的申请量之和占总数的62.5%［34］。从NSFC海洋科学领域资助SCIE发文作者关键词和关键词聚类结果来看，海洋生物多样性、海洋沉积学、海洋动力学以及海洋生态灾害方面发文量较高，与资助方向较为一致。

NSF的4个资助方向中，海洋生物和海洋地质＆地球物理学领域相对申请与资助数量较多，但海洋化学和物理海洋资助额度相对较高。近年来资助主要侧重全球气候变化、深海生物圈、海洋酸化、生态系统健康以及海洋化学特性等研究［35］。从NSF海洋领域资助SCIE发文作者关键词和关键词聚类结果来看，气候变化、海洋酸化、深海、海洋生态灾害以及生物地球化学循环等方面发文较多，与资助方向较为一致。

4 结论与建议

基础性研究的主要成果是科技论文和专著，从论文角度虽不能完全评判基金项目的资助效果，但可以提供一些定量数据参考。本文通过对NSFC和NSF海洋科学领域资助项目和SCIE论文产出进行了统计分析，经过比较，发现：

1）我国海洋科学领域基金经费投入虽不如美国，但十几年来，相比美国相对平稳的投入，我国投入增加幅度较大；2）我国海洋科学领域基金项目发表论文数量和论文平均影响力与资助金额呈正相关关系；3）资助项目数量和额度的增加不一定导致论文产出量的增加，NSFC资助产出数量高于NSF，但论文平均影响力与其仍有差距；4）国际合作有助于提高论文影响力，我国国际合作模式主要以双边合作为主，但NSFC资助国际合作率远低于NSF；5）NSFC和NSF海洋科学领域资助项目方向与知识产出主题均较为一致，但两者资助重点差异明显。从海洋研究地域来看，NSFC资助研究集中在南海、东海和黄海等近海海域；NSF资助研究集中在墨西哥湾、南大洋和大西洋；NSFC重点资助领域包括海洋天然产品、物种分类、遥感和生态灾害（富营养化、重金属污染、有害藻华、海洋酸化和微塑料）等，NSF重点资助领域包括珊瑚礁生态系统、气候变化、深海热液喷口、海洋酸化和生物地球化学循环等；6）NSFC和NSF海洋科学领域资助均存在项目重复资助情况，多项目联合资助现象普遍。

对于海洋科学领域而言，持续稳定的基金投入是必要的，NSFC基金资助对于我国海洋科学领域SCIE发文量具有明显的推动作用。相较于NSF，NSFC项目均产出量较高，但论文影响力一般。基金管理机构应促进和引导高水平成果的产出，提升论文产出的国际影响力，重视科研工作质量，而不只是科研论文数量。而且需要指出的是中国论文篇均资助基金数量较高，国内基金管理机构应建立联合排查机制，避免研究内容相似而多方申请重复资助情况，并规范基金项目资助论文的项目标注。

在资助主题方面，NSFC资助基本涵盖了热点海洋研究问题，如海洋酸化、微塑料污染、海洋生物多样性、有害藻华、富营养化、厄尔尼诺和北极研究等，但海洋缺氧、生物地球化学循环等问题的研究相对较弱，且目前研究主要集中于我国近海海域。未来，NSFC海洋科学领域资助应强化国际科技合作，扩大研究海域，开展全球性研究，以解决人类共同面对的世界性海洋问题。随着技术的进步，越来越多的深海生境（如深海热液、冷泉和海山等）被发现。深海蕴藏着丰富的生物多样性及矿产资源，未来将会在渔业资源、医药和能源等领域产生巨大的经济效益，从目前NSFC资助主题来看，我国在深海领域研究不足，还需开展大量工作，未来应加大资助力度。