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科学家在线大数据|中国基础研究投入产出排行

发布时间:2017/5/2 15:52:22
科学家在线”由清华-哈佛团队创建,通过1100万华人科学家大数据,致力于整合科学家知识和技术供给,精准匹配和对接产业需求,为企业转型升级提供专家服务,为政府决策提供数据支持,为知识寻找价值。平台设立赛时研究院基于大数据从事专业的研究分析,并与中国科协创新战略研究院、清华大学、浙江清华长三角研究院、哈佛大学、马里兰大学、加州大学圣地亚哥分校、东莞理工学院等高校和研究院合作,现已完成15篇研究报告。
2016年8月,科学家在线统计了国家自然科学基金近30年来对242548位科学家(项目主持人)的资助情况,形成了国家自然科学基金30年经费排行榜TOP100和各学部30年经费排行榜TOP50,当天微信文章阅读量将近万,各大媒体纷纷转载和讨论。2017年1月,发布《大数据视角下中国科研人员状况系列研究报告》中的第一篇子报告《大数据|中国科研人员地理分布全景地图》,文章阅读量达16万,转发量达60万。
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现在,科学家在线-赛时研究院联合中国科协创新战略研究院基于大数据对中科国研人员状况进行分析,形成《大数据视角下的中国科研人员状况系列研究报告》,本文是继《大数据|中国科研人员地理分布全景地图》一文后,发布的第二篇子报告,重点关注中国不同地区、不同机构和不同层级科研人员的投入、产出和效率,为相关部门政策制定提供坚实的数据支持和实证依据,以期更为科学地促进全国科研人员流动,优化不同地区、不同领域的科技创新资源配置,提高我国科技工作者的整体竞争实力。
本报告基于2006-2011年国家自然科学基金的项目数据库,以地区、机构、科研人员为分析主体,重点讨论了科研活动投入产出效率,得出如下主要结论:
1.从科研活动获得的经费投入看,全国各省区之间差异较大,且这一趋势正在进一步加剧,区域经费差异层级化的现状在进一步加固;
2.从全国范围看,科研投入、产出及效率的区域排名并不完全一致,存在有些地区科研投入高而产出效率低的现象;
3.从产出论文的质量上看,北京市期刊论文的影响因子总和位列全国第一,远超第二名上海。其中,在英文论文影响因子的排行中,北京、上海、江苏和广东依次位列全国前四;
4.从科研机构类型来看,研究经费投入前200的机构以高等院校为主;其中,985高校经费投入、科研论文产出数量和质量均领先于其他机构;
5.从项目主持人职称来看,正高级科研人员每年获得的国家自然科学基金经费投入最多,正高级与副高级科研人员在科研产出数量和质量上具有绝对领跑地位,相对效率最高;
6.从项目主持人学术层次(H因子)来看,杰出科研人员在单位论文影响因子上表现最优,初级科研人员其次;初级科研人员相对效率明显高于其他几类。
一、我国科研活动投入产出概述
(一)关于科研活动投入产出的界定
当前我国的科研人员主要是指科学家、工程师及其他R&D工作人员等。其任职单位以实验室、研发中心、高校、科研院所和企业为主。结合已有的公开数据,本报告将科研投入界定在研究经费投入、智力投入和机构投入三个方面。
此外,本报告将科研产出定义为科研人员发表的期刊论文、书籍著作、专利和奖励等,由于国家自然科学基金项目产出以期刊论文为主,因此报告将期刊论文产出作为主要分析对象,对科研活动产出规模和质量进行描述。报告定义期刊论文产出规模为科研产出总量,论文发表的期刊的影响因子为科研产出质量。考虑到中英文成果不可简单类比叠加,本报告将中英文的产出进行了区分。
(二)数据来源及介绍
本报告基于2006年-2011年国家自然科学基金项目数据库,数据涵盖了项目立项与结项时间、主持人信息、依托机构、项目经费、项目类别、项目成果。国家自然科学基金项目成果包括期刊论文、出版书籍和专利,是目前分析科研工作者投入产出较为理想的数据来源。
二、分地区科研投入产出效率情况
(一)各地区投入情况分析
北京市总经费投入远远高于排在第二位的上海市,约为上海市的两倍。经费投入最少的两个地区分别为西藏自治区和青海省。除了经费总量不均衡外,各省之间的差异也不断凸显,不同梯队间的差距进一步扩大。报告发现,各省市平均经费一直处于上升态势,说明国家对科研创新经费投入稳步提升。总体来说,按照获得国家自然科学基金立项经费总额,报告将各省级行政单位分为百亿级、十亿级、亿级和千万级四级梯队。具体梯队分类如下:
百亿级梯队:北京市;
十亿级梯队:上海市、广东省、江苏省、浙江省、河南省、辽宁省、湖北省、山东省、四川省、天津市;
亿级梯队:湖南省、陕西省、福建省、吉林省、甘肃省、重庆市、安徽省、广西壮族自治区、云南省、黑龙江省、河北省、江西省、新疆维吾尔自治区、山西省、内蒙古自治区、贵州省、宁夏回族自治区、海南省;
千万级梯队:青海省、西藏自治区。
图2.12006-2011年科研经费总和区域分布
(二)各地区产出分析
1.论文总量分析
基于国家自然科学基金成果数据库,本报告对各省级行政单位产出论文总量进行分析,结果显示,北京市六年间共发表227823篇期刊论文,远超以110004篇排在第二位的江苏省,而上海市则以106245篇名列第三;科研经费投入位于千万级梯队的青海省和西藏自治区六年间发表论文数量分别为1319和415篇。历年各省平均论文产出数量整体稳步增长,六年间增长305%。论文产量的地区差异显著,基于论文发表总量,报告将各省科研产出划分为十万级、万级、千级和千级以下四级梯队。具体梯度分类如下:
十万级梯队:北京市、江苏省、上海市、广东省;
万级梯队:浙江省、辽宁省、河南省、山东省、湖北省、陕西省、湖南省、四川省、天津市、吉林省、福建省、甘肃省、安徽省、重庆市、广西壮族自治区、河北省、黑龙江省、江西省、云南省、山西省、新疆维吾尔自治区;
千级梯队:内蒙古自治区、贵州省、海南省、青海省;
千级以下梯队:西藏自治区;
根据科研产出梯队的划分情况,可以看出十万级梯以北上广等经济发达地区为主,值得注意的是新疆维吾尔自治区以10839篇论文总量跻身第二梯队,比科研经费投入梯队更高一层。
图2.22006-2011年期刊论文产出数量区域分布
表2.1:各省份项目经费、经费效率排行榜
2.期刊论文成果产出质量分析
(1)论文影响因子总和
北京市以391935排序第一,约为第二位上海两倍,远超全国平均水平。由于中英文期刊的受众、影响力不同,有必要将项目产出的期刊论文进行中英文成果的划分,在此基础上以影响因子主要指标,对区域间项目产出质量进行评估。
(2)英文论文影响因子
报告基于汤森·路透(ThomsonReuters)提供的SCI和SSCI索引收录的英文期刊影响因子,汇总各省所有项目产出英文论文的影响因子并进行排序,结果显示,北京、上海、江苏、广东位列前四。
(3)中文论文影响因子
报告基于中国知网和中科院情报中心提供的CSSCI和CSCD检索收录的期刊影响因子,汇总各省所有项目产出中文论文的影响因子并进行排序,结果显示,排名第一的是北京市,江苏省、广东省和辽宁省分列二三四位,而上海市则排在第五。
图2.32006-2011年各区域立项期刊论文成果影响因子总和
(三)投入产出效率分析
1.各省科研投入产出相对效率分析
报告视科研投入产出相对效率值大于等于1为有效,数据结果显示,仅福建、甘肃、陕西三省科研投入产出整体达到有效水平,江苏、安徽、宁夏、吉林、江西、湖南效率值接近0.9。可以看出,全国各省市科研投入产出效率普遍较低。
图2.42006-2011年投入产出相对效率的区域分布
2.各省经费投入与相对效率分析
图2.52006-2011年各区域投入产出效率散点图
报告从东中西三个经济带划分的角度进行分析,以东部地区投入经费和科研产出相对效率之间的关系为例,随着颗牙经费投入的增加,地区科研产出效率呈现“N型“,即经历了一个先增长、后降低、再增长的效率变化趋势;西部和中部由于获得的科研经费投入较少,暂未呈现这一态势。
三、机构投入产出效率
(一)机构经费投入TOP200
图3.1科研经费前200机构分布散点
报告以2011年各机构立项情况为例,如上图所示,获得前200名的科研机构以高等院校为主,约150家,且前20的机构皆为高等院校,上海交通大学以37422万科研经费投入位列第一,浙江大学排名第二,北京大学和清华大学分列三四位。
985高校经费投入总量整体领先,然而985高校之间经费投入差异明显,这可能与高校重点学科设置和发展方向有关。
图3.2科研经费投入前100高校分布散点图
表3.1:研究机构经费投入TOP50
表3.2:高校经费投入TOP50
表3.3:非大学科研机构经费收入TOP50
(二)机构产出分析
1.机构论文产出数量TOP200
从论文产出总量的角度选取前200家机构进行分析,高等院校论文产出总量整体领先,其中985院校和211院校有91家,排名前20的机构均属于985院校。其中,上海交通大学以7883篇的论文发表总量居首位,浙江大学位列第二,清华大学和北京大学分列三四位。
图3.3论文数量排行前200科研机构散点图
表3.4:研究机构发表论文数量TOP50
表3.5:高校发表论文数量TOP50
表3.6:非大学研究机构发表论文数量TOP50
2.机构论文影响因子产出TOP200
报告对产出论文的影响因子也进行了机构间的比较和排序。论文产出影响因子排行前200的机构主要为高等院校,有141家;其中985院校和211院校共有85家。对产出主体的影响因子总和进行比较,985院校处于领先地位。报告对中英文影响因子进行了区分,其统计结果和排序如下表所示。
表3.7:研究机构影响因子产出TOP50
表3.8:高校影响因子产出TOP50
表3.9:非大学机构影响因子产出TOP50
(三)机构投入产出效率分析
本部分选择两种效率评价方法,综合考察投入经费和论文发表数量,以前200的机构作为样本对机构科研投入-产出效率进行分析。
1.科研机构TOP200投入产出效率分析
报告通过计算机构论文发表数量与经费投入的比值,得到各机构每万元科研经费投入的论文产出数量情况。总体来说,单位经费下发表的论文量集中在0.2-0.4篇,包括140家机构,其中发表量位于0.3-0.4、0.2-0.3区间的机构数分别为65和75;在0.4以上的机构仅为22家,它们是单位万元经费论文产出效率最高的机构;0.2以下的机构数为33。
图3.42011年前200机构投入产出效率散点
如上图所示,经费投入超过15000万的科研机构的产出效率基本维持在0.4到0.6之间。
图3.52011年前200机构效率图
如上图所示,机构投入-产出效率受项目数量和经费投入的影响相似,即随着项目数量的增多,该效率会维持在一个较为稳定的区间,而效率超过1的机构所获项目数量皆未超过100。值得注意的是,100以内项目数的机构效率值呈现较大起伏,机构间差异显著。
表3.10:研究机构产出效率TOP50
2.高校科研投入产出效率
从论文产出量和经费投入的比值来看,西北师范大学以约0.52篇排在榜首,江苏大学、西南交通大学分列二三位。各高校在英文影响因子与中英文影响因子总和中的排序基本一致,但与中文影响因子排序差异较大,说明高校对于中英文期刊具有不同偏好。
3.机构论文影响因子产出TOP200
本报告对机构论文产出的影响因子进行了分析,发现排行前200的研究机构以高等院校为主,约141家,其中985院校和211院校共有85家。报告还对各机构的中英文影响因子总和进行了比较,发现985院校处于领先地位。此外,各机构按英文影响因子大小的排序与按中英文影响因子的排序基本一致,但中文影响因子排序与二者的差异较大。
图3.6985高校论文产出质量
图3.7211高校单位投入论文产出效率
从图3.6、图3.7看出,985院校和211院校单位万元经费投入的英文影响因子总和显著高于中文,说明985院校和211院校以发表英文期刊为主,这可能和不同学科领域的期刊类型有关,自然学科领域国外期刊影响因子普遍高于国内。另外,科研创新成果的不确定性在国内科研机构的经费投入和论文产出效率数据中也有所体现。
表3.11:高校产出效率TOP50
四、科研人员投入产出效率
(一)按职称分析
报告采用初级、中级、副高级和正高级的分类方法对国家自然科学基金的项目主持人进行划分。从科研投入看,正高级科研人员每年所获经费投入约占所有经费的75%,超过41亿;副高级科研人员所获经费投入约20%,超过11亿;而中级和初级分别为4.13%和0.13%。从立项数量看,正高级与副高级科研人员在各类项目数量和占比中处于绝对领跑地位。
图4.1根据项目主持人职称分类的各类项目数量和占比
图4.2不同职称科研人员产出论文占比
报告根据主持人职称对所有项目进行划分,其中正高级科研人员负责的项目数量为副高级的3.4倍。从项目论文产出来看,正高级和副高级科研人员主持项目的产出占总体论文总产出的96.26%。从总体特征来看,职称越高的研究人员主持的项目产出的论文成果越多。
4.3各职称科研人员平均每年相对效率
从2006-2011年的相对效率均值来看,最大的是正高级科研人员,也是唯一一个相对效率超过1的职称级别;其次是副高级科研人员,相对效率均值仅比正高级低0.1左右,中级职称的科研人员相对效率最低。
(四)分学术层次科研人员相对效率
图4.4不同学术级别的科研人员每万元投入产出效率
图4.5各类研究人员项目产出期刊论文效率
图4.6单位论文的影响因子
图4.7各学术类别科研人员产出相对效率
报告依据项目主持人H因子的高低,依次将科研人员定义为杰出、高级、中级和初级四类。从图4.4-图4.7中可以看出,杰出科研人员的项目论文产出质量、投入—产出效率均最高;初级科研人员的投入—产出效率位居其次。从产出论文发表期刊的影响因子来看,初级科研人员的整体论文质量大于中级科研人员。在各学术类别的年平均相对效率中,初级科研人员年均相对效率最高,也是唯一一个相对效率超过1的学术类别。
小结
报告发现,在2006-2011年间,国家自然科学基金对科研创新活动的经费投入和项目投入呈现整体上升趋势。我国科研高投入、高产出集中在北上广及沿海等经济发达地区。科研经费和项目投入在区域维度和机构层面都存在较大的差距。
从机构划分来看,高等院校尤其是985高校拥有较强的科研实力,呈现出科研投入和产出均领先的态势。
从科研人员学术类别的划分来看,初级科研人员虽然获得的科研投入经费最少,但其年均相对效率却最高,也是唯一一个相对效率超过1的学术类别。
本文是科学家在线与中国科协创新战略研究院联合撰写的《大数据视角下的中国科研人员状况系列研究报告》中的第三章节,接下来,我们将陆续发布其他内容,从大数据角度呈现中国科研的研发蓝图,敬请期待。
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