1986-2020年度國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目資助分析

劉玉琴 桂婕 魏佳奇

1. 北京印刷學(xué)院新聞出版學(xué)院 北京 102600；2. 中國科學(xué)技術(shù)信息研究所 北京 100038；3. 燕山大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 河北秦皇島 066004

引言

自1986年國家自然科學(xué)基金委員會成立以來，它在我國基礎(chǔ)研究建設(shè)的過程中就發(fā)揮著越來越顯著的作用，自然科學(xué)基金逐漸成為國家投入基礎(chǔ)科學(xué)研究的主要資助方式[1]。作為將科學(xué)家自由探索研究活動引導(dǎo)到服務(wù)國家整體、長遠(yuǎn)目標(biāo)的重要舉措，國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目定位于面向科學(xué)前沿和國家經(jīng)濟(jì)、社會、科技發(fā)展及國家安全的重大需求中的重大科學(xué)問題，超前部署，開展多學(xué)科交叉研究和綜合性研究，充分發(fā)揮支撐和引領(lǐng)作用，提升我國基礎(chǔ)研究源頭創(chuàng)新能力。經(jīng)過近30年的發(fā)展，重大項(xiàng)目已成為科技支撐經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的重要引擎，成為引領(lǐng)我國基礎(chǔ)研究重要前沿方向和解決經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中的重大科學(xué)問題的重要支撐。

1 文獻(xiàn)回顧

一直以來，國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目得到眾多學(xué)者的關(guān)注。王岐東等[2]研究國家自然科學(xué)基金“十五”重大項(xiàng)目實(shí)施情況，對重大項(xiàng)目實(shí)施情況進(jìn)行了整體分析。江虎軍[3]介紹了國家自然科學(xué)基金“十五”重大項(xiàng)目“基因表達(dá)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究”的執(zhí)行情況。管仕平等[4]從國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目管理的基本過程和項(xiàng)目管理中所涉及的主體出發(fā)，闡述我國自然科學(xué)基金項(xiàng)目管理的主要研究內(nèi)容，提出未來的研究建議。陳領(lǐng)等[5]對國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“動物DNA條形碼基因和隱存多樣性的研究”進(jìn)行介紹，該項(xiàng)目揭示我國一些重要動物類群的隱存多樣性。劉穎慧等[6]總結(jié)國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“我國主要陸地生態(tài)系統(tǒng)對全球變化的響應(yīng)和適應(yīng)性樣帶研究”執(zhí)行與成果。胡景杰等[7]介紹了國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“畜禽重要病原的致病機(jī)理研究”。葛頌[8]對國家自然科學(xué)基重大項(xiàng)目“禾本科植物的適應(yīng)性輻射及其進(jìn)化機(jī)制”進(jìn)行介紹，該項(xiàng)目為闡明植物多樣性形成的原因與機(jī)理奠定了良好的基礎(chǔ)。詹世革等[9]介紹了國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目層狀電磁復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)與力學(xué)行為相關(guān)成果。孫瑞娟等[10]對“白血病狀態(tài)下正常造血干/祖細(xì)胞的生物學(xué)行為及其調(diào)控機(jī)制”項(xiàng)目進(jìn)行闡述，該項(xiàng)目提出了抑制白血病細(xì)胞特別是白血病干細(xì)胞生長及促進(jìn)正常造血干/祖細(xì)胞擴(kuò)增的治療新策略。褚鑫等[11]概述了國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“中國孢子植物志編研”，使得孢子植物志的編研工作取得了重大進(jìn)展。呂筠等[12]對國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“環(huán)境與遺傳因素及其交互作用對冠心病和缺血性腦卒中影響的超大型隊(duì)列研究”進(jìn)行介紹，該項(xiàng)目在生物學(xué)、行為、環(huán)境等暴露因素與疾病的關(guān)聯(lián)研究上取得了重大突破。王國彪[13]對國家自然科學(xué)基金工程與材料領(lǐng)域重大項(xiàng)目進(jìn)行回顧，提出重大項(xiàng)目良性發(fā)展的體會。楊華勇等[14]研究生物制造關(guān)鍵基礎(chǔ)科學(xué)問題，回顧生物制造領(lǐng)域在機(jī)械、醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)等學(xué)科交叉中所取得的主要進(jìn)展和成就，提煉該領(lǐng)域未來5到10年的一些關(guān)鍵科學(xué)問題，前沿研究方向和可能的科學(xué)基金資助重點(diǎn)。

從以往文獻(xiàn)來看，關(guān)于國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目的研究大多是具體項(xiàng)目的、階段性的分析。本文從資助導(dǎo)向和資助情況角度對1986-2020年間重大項(xiàng)目進(jìn)行梳理，強(qiáng)化人們對重大項(xiàng)目的認(rèn)識，為完善相關(guān)組織管理工作提供參考。

2 重大項(xiàng)目資助導(dǎo)向分析

重大項(xiàng)目最早來源于中國科學(xué)院和國家相關(guān)部門推薦的一批聯(lián)合申請項(xiàng)目，為了更好的對該類項(xiàng)目實(shí)施組織管理，國家自然科學(xué)基金委員會自成立后就設(shè)置了重大項(xiàng)目，并發(fā)布了重大項(xiàng)目的管理暫行辦法[15]。為了適應(yīng)國家不同時期的發(fā)展需求，重大項(xiàng)目的資助導(dǎo)向也隨之發(fā)生了變化。按照每個時期重大項(xiàng)目資助的重點(diǎn)不同，將其資助導(dǎo)向變化分為5個階段，即 1986-1989、1990-1994、1995-2001、2002-2014以及2015至今。

1986年國家自然科學(xué)基金委頒布了第一個重大項(xiàng)目評審管理暫行辦法，重大項(xiàng)目要擇優(yōu)資助意義重大、目標(biāo)明確、基礎(chǔ)好、可望在近期取得重要成果的重大研究項(xiàng)目，以期更有效地為四化建設(shè)做出貢獻(xiàn)[16,17]。這也成為第一階段重大項(xiàng)目資助的主要目標(biāo)。

到了1990年，第一階段打下的良好基礎(chǔ)為我國科技的進(jìn)步提供了巨大的支撐，在這一時期，國家對促進(jìn)社會發(fā)展又提出了新的要求。因此在1990年對重大項(xiàng)目管理辦法的修訂中，國家自然科學(xué)基金委指出重大項(xiàng)目的資助對象要服務(wù)于我國社會主義建設(shè)總目標(biāo)，針對經(jīng)濟(jì)、科技、社會發(fā)展中的重大科學(xué)問題，重點(diǎn)資助國內(nèi)有較強(qiáng)研究基礎(chǔ)和優(yōu)勢，近期可取得突破或達(dá)國際先進(jìn)水平，有遠(yuǎn)大應(yīng)用前景，近期可對科技、經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展有益或以關(guān)系國計(jì)民生的重大科學(xué)問題。與此同時，對于國際合作的管理也被納入了1990年的重大項(xiàng)目管理辦法中[18]。

在1995年和1996年國家自然科學(xué)基金委對重大項(xiàng)目管理辦法進(jìn)行了兩次修訂，并先后出臺了兩個相關(guān)文件，但是在1996年的管理辦法中，并沒有重新修改重大項(xiàng)目的資助導(dǎo)向，而只是對立項(xiàng)與評審提出了新的舉措，即加入了無記名投票、超過半數(shù)通過的表決方式[19]。因此在第三階段，重大項(xiàng)目的資助導(dǎo)向變化主要從1995年開始，主要資助科學(xué)發(fā)展中具有戰(zhàn)略意義，我國具有優(yōu)勢，可望取得重大突破達(dá)到國際先進(jìn)或領(lǐng)先水平的前沿性基礎(chǔ)研究[20]。同時國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展亟待解決的重大科技問題、對開拓發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)具有重要影響或有重大應(yīng)用前景的基礎(chǔ)性研究，圍繞國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)或?yàn)閲抑匾暧^決策提供依據(jù)的基礎(chǔ)性研究，以及具有廣泛深遠(yuǎn)影響的科學(xué)數(shù)據(jù)積累工作也是當(dāng)時重大項(xiàng)目的資助對象。重大項(xiàng)目的資助重點(diǎn)更加明確，且越來越滲透到我國發(fā)展所需的各類基礎(chǔ)性研究中。

2002年對重大項(xiàng)目管理辦法的修訂中又增加了新的資助對象，除了聚焦有重大意義的基礎(chǔ)性研究以外，還要吸收其他項(xiàng)目的優(yōu)秀課題，如基金面上、重點(diǎn)項(xiàng)目多年資助基礎(chǔ)上凝練出來的、需加大資助力度可望取得重大突破的重大科學(xué)問題，以期實(shí)現(xiàn)成果效益的最大化，更好的服務(wù)人類和社會。由于2012-2014年之間重大項(xiàng)目的資助范圍已滲透到幾乎所有的基礎(chǔ)性研究工作中，因此在2015年重大項(xiàng)目管理辦法中，其資助導(dǎo)向已經(jīng)由科學(xué)技術(shù)層面上升到了國家安全的層面，而且更加突出學(xué)科交叉和多學(xué)科研究的優(yōu)勢。管理辦法指出重大項(xiàng)目應(yīng)該面向科學(xué)前沿和國家經(jīng)濟(jì)、社會、科技發(fā)展及國家安全的重大需求中的重大科學(xué)問題，組織學(xué)科交叉和多學(xué)科研究，進(jìn)一步提升源頭創(chuàng)新能力。

3 重大項(xiàng)目資助情況分析

本文分析的科學(xué)基金重大項(xiàng)目數(shù)據(jù)源于中國知網(wǎng)公布的國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目簡介與國家自然科學(xué)基金委公布的資助項(xiàng)目信息，并對重復(fù)數(shù)據(jù)進(jìn)行去重處理，進(jìn)而開展分析研究。

3.1 歷年資助項(xiàng)目數(shù)和課題數(shù)分析

1986-2020年，國家自然科學(xué)基金委共批準(zhǔn)重大項(xiàng)目516項(xiàng)，包括課題2521個，如表1所示，課題數(shù)量波動較大，呈現(xiàn)出不穩(wěn)定態(tài)勢，項(xiàng)目數(shù)量則相對變化?。?010年后，項(xiàng)目數(shù)量和課題數(shù)量整體呈逐年增長趨勢，近兩年增加趨勢更為顯著，項(xiàng)目數(shù)量在2020年達(dá)到最大值46項(xiàng)。

表1 歷年資助的項(xiàng)目數(shù)和課題數(shù)

3.2 歷年受資助的依托單位情況分析

對獲得自然科學(xué)基金委重大項(xiàng)目資助的依托單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)：2010年前，歷年受資助的依托單位數(shù)量變化顯著；2010年后，依托單位數(shù)量整體呈逐年增長趨勢，在2020年達(dá)到峰值，為109家，如表2所示。

表2 歷年參與重點(diǎn)項(xiàng)目的依托單位數(shù)量

3.3 各階段學(xué)部資助情況分析

受資助學(xué)部情況如圖1所示，工程與材料科學(xué)部是資助項(xiàng)目總數(shù)、課題總數(shù)最多的學(xué)部，管理科學(xué)部資助所占份額最少。各階段學(xué)部資助情況如圖2、3所示，除1995年外，工程與材料科學(xué)部、化學(xué)科學(xué)部、數(shù)理科學(xué)部、地球科學(xué)部、信息科學(xué)部在各階段都占有較大份額且穩(wěn)定。生命科學(xué)部在最近幾年受資助的比例減少，醫(yī)學(xué)科學(xué)部增多。這和國家自然科學(xué)基金委的發(fā)展歷史存在一定關(guān)系。如國家自然科學(xué)基金委員會2009年成立醫(yī)學(xué)科學(xué)部，將原生命科學(xué)部的相應(yīng)學(xué)科劃撥醫(yī)學(xué)科學(xué)部管理，相應(yīng)的部分科研人員也因此被分流到醫(yī)學(xué)科學(xué)部申報(bào)項(xiàng)目。此外，隨著學(xué)科間的競爭不斷加劇及國家自然科學(xué)基金委員會對學(xué)科的調(diào)整和細(xì)化，部分從事交叉學(xué)科研究，可以在生命科學(xué)部申報(bào)項(xiàng)目的科研人員選擇了在其他科學(xué)部如醫(yī)學(xué)科學(xué)部、地球科學(xué)部、信息科學(xué)部和化學(xué)科學(xué)部等相關(guān)學(xué)科申報(bào)項(xiàng)目。

圖1 各學(xué)部資助的項(xiàng)目總數(shù)和課題總數(shù)

圖2 不同學(xué)部各階段資助的不同項(xiàng)目數(shù)分布

3.4 各階段資助的學(xué)科情況分析

選取學(xué)科代碼的前三位表征不同學(xué)科。1997-2019年，國家自然科學(xué)基金委資助重大項(xiàng)目的學(xué)科數(shù)量由1997年的20個迅速擴(kuò)展到1999年的54個，并進(jìn)一步擴(kuò)展為2020年的77個，如圖4所示。1997年、1998年和1999年學(xué)科門類增量大，其余年度學(xué)科門類緩慢增長。

圖4 資助學(xué)科覆蓋圖

圖3 不同學(xué)部各階段資助的課題數(shù)分布

資助學(xué)科分布的具體情況如圖5所示。工程與材料科學(xué)部在圖中的氣泡最為密集且半徑大的氣泡數(shù)量多，表明工程與材料科學(xué)部的大部分學(xué)科均受到資助，且資助項(xiàng)目數(shù)較多，說明工程與材料科學(xué)部是資助重點(diǎn)。其次是化學(xué)科學(xué)部、地球科學(xué)部、數(shù)理科學(xué)部、信息科學(xué)部的各學(xué)科，這4個學(xué)部的氣泡大小和分布密度相差不大。然后是生命科學(xué)部的各學(xué)科，僅部分學(xué)科長期受到國家自然科學(xué)基金委員會資助，且歷年資助項(xiàng)目數(shù)較少。而醫(yī)學(xué)科學(xué)部和管理科學(xué)部僅個別學(xué)科經(jīng)常受到資助。

圖5 資助學(xué)科分布的氣泡圖

1997年以來國家自然科學(xué)基金委員會資助的重大項(xiàng)目所屬學(xué)科的演化情況如圖6所示。觀察到1998年、2018年、2019年和2020年資助的重大項(xiàng)目的學(xué)科最為豐富，個別年份資助的重大項(xiàng)目的學(xué)科僅有2~3個，且規(guī)模小，如2000年、2002年和2006年。B01（無機(jī)化學(xué)）學(xué)科雖然資助規(guī)模經(jīng)常波動，但在各學(xué)科中，該學(xué)科資助規(guī)模較大，有6年位于學(xué)科資助數(shù)量排行榜前三位。D07（環(huán)境地球科學(xué)）和F01（電子學(xué)與信息系統(tǒng)）學(xué)科資助規(guī)模近年來一直穩(wěn)居前列。A02（力學(xué)）、A05（物理學(xué)Ⅱ）、B03（物理化學(xué)）、B08（化學(xué)工程與工業(yè)化學(xué)）、D02（地質(zhì)學(xué)）、F03（自動化）和F05（光學(xué)和光電子學(xué)）等學(xué)科資助規(guī)模始終處于波動狀態(tài)，其中A02（力學(xué)）、B08（化學(xué)工程與工業(yè)化學(xué)）、F03（自動化）和F05（光學(xué)和光電子學(xué)）學(xué)科近年來受到資助的規(guī)模有所擴(kuò)大。A05（物理學(xué)Ⅱ）學(xué)科有2年位于學(xué)科資助數(shù)量排行榜第一，2017年位于排行榜第一后，受資助的重大項(xiàng)目數(shù)和排名逐年下降。A04（物理學(xué)Ⅰ）學(xué)科在1998年受資助的項(xiàng)目數(shù)達(dá)到所有學(xué)科受資助項(xiàng)目數(shù)的最大值17后，在受資助的年份中一直保持較低規(guī)模。G01（管理科學(xué)與工程）學(xué)科在1999年受資助后，直到2011年才再次受到資助，隨后歷年受資助的規(guī)模不斷變動，且幅度較大。D06（海洋科學(xué)）學(xué)科僅有5年受到資助，在2019年以前的資助數(shù)量都很小，但在2019年受到重視，資助的重大項(xiàng)目數(shù)量達(dá)到12項(xiàng)，位于當(dāng)年學(xué)科資助數(shù)量排行榜第一。C03（生態(tài)學(xué)）、A04（物理學(xué)Ⅰ）和E01（金屬材料）等學(xué)科早期受到高度重視，受資助數(shù)量多，但呈現(xiàn)下降趨勢。

圖6 資助學(xué)科演化圖

3.5 資助金額分析

項(xiàng)目與課題資助金額如圖7所示，項(xiàng)均資助金額整體呈上升趨勢，課題平均資助金額自1996年以來一直保持較低水平，直到2009年平均達(dá)到200萬元以上，從2012年開始，課題和項(xiàng)目的平均資助金額相比前一年有近2倍增長，之后的平均資助金額則一直保持著較高水平。進(jìn)一步分析，化學(xué)科學(xué)部是重大項(xiàng)目資助總金額最多的學(xué)部，其次是地球科學(xué)部和工程與材料科學(xué)部，均超過8億元。受資助最少的是管理科學(xué)部。

圖7 歷年各項(xiàng)目和各課題的平均資助金額（萬元）

國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目數(shù)排名前十的依托單位如表3所示。清華大學(xué)作為獲批重大項(xiàng)目數(shù)和總金額均位居榜首，其次是北京大學(xué)。但獲批重大項(xiàng)目平均金額最多的則是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，平均為1503.5萬元。

表3 受資助重大項(xiàng)目數(shù)排名前10的依托單位

3.6 受資助科學(xué)前沿和重大需求項(xiàng)目情況分析

人工閱讀受資助項(xiàng)目題目后，將項(xiàng)目劃分為面向科學(xué)前沿和重大需求兩類，1986-2020年，國家自然科學(xué)基金委共批準(zhǔn)516項(xiàng)重大項(xiàng)目，其中有324項(xiàng)偏向于重大需求，192項(xiàng)偏向于科學(xué)前沿。如圖8所示，偏向于重大需求的項(xiàng)目數(shù)總體上多于偏向于科學(xué)前沿的項(xiàng)目數(shù)。2006年前，科學(xué)前沿和重大需求的項(xiàng)目數(shù)量波動較大，呈現(xiàn)出不穩(wěn)定態(tài)勢，時而劇增時而劇減，但近15年整體呈增長趨勢，在2020年偏向于科學(xué)前沿的項(xiàng)目數(shù)量達(dá)到歷年最大值24項(xiàng)，2018年和2019年偏向于重大需求的項(xiàng)目數(shù)量達(dá)到歷年最大值23項(xiàng)。

圖8 1986-2020年歷年資助科學(xué)前沿和重大需求項(xiàng)目數(shù)量趨勢

4 總結(jié)

通過以上對國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目資助情況的梳理和分析，總結(jié)如下：

（1）近10年來國家自然科學(xué)基金委資助的重大項(xiàng)目數(shù)、課題數(shù)、依托單位數(shù)、資助金額均呈現(xiàn)逐年增加趨勢。

（2）課題數(shù)量歷年變化大，呈現(xiàn)出不穩(wěn)定態(tài)勢，時而劇增時而劇減，項(xiàng)目數(shù)量相對變化小，項(xiàng)目數(shù)量在2020年達(dá)到最大值46項(xiàng)，2018年的數(shù)量排第二達(dá)40項(xiàng)。2010年后，項(xiàng)目數(shù)量和課題數(shù)量整體呈逐年增長趨勢，最近兩年增加趨勢更為顯著。

（3）工程與材料科學(xué)部是資助項(xiàng)目總數(shù)最多的學(xué)部，近5倍于管理科學(xué)部。生命科學(xué)部在最近幾年資助的項(xiàng)目數(shù)和課題數(shù)在減少，醫(yī)學(xué)科學(xué)部則在增加。

（4）從資助金額和資助項(xiàng)目數(shù)和課題數(shù)來看，國家自然科學(xué)基金委資助的重心在工程與材料科學(xué)部、化學(xué)科學(xué)部、數(shù)理科學(xué)部、地球科學(xué)部、信息科學(xué)部這樣的理工類，而對管理科學(xué)部的資助最少。

（5）化學(xué)科學(xué)部是重大項(xiàng)目資助總金額最多的學(xué)部，其次是地球科學(xué)部和工程與材料科學(xué)部，均超過8億元。

（6）近15年來，科學(xué)前沿和重大需求項(xiàng)目數(shù)量整體呈增長趨勢，且重大需求項(xiàng)目總體上多于科學(xué)前沿項(xiàng)目數(shù)量，但差距在縮小，2020年則基本持平。

（7）無論是科學(xué)前沿還是重大需求項(xiàng)目，項(xiàng)目獲資助的總金額整體呈現(xiàn)逐年上升趨勢，且總體上看，歷年重大需求項(xiàng)目獲資助的金額要多于科學(xué)前沿。受到資助的學(xué)科、學(xué)部種類均有所增加。地球科學(xué)部和工程與材料科學(xué)部資助重大需求的項(xiàng)目數(shù)量較多，因此在重大需求項(xiàng)目的資助金額上也較其他學(xué)部有明顯優(yōu)勢。數(shù)理科學(xué)部資助科學(xué)前沿的項(xiàng)目數(shù)量較多，且資助金額處于科學(xué)前沿項(xiàng)目的較高水平，體現(xiàn)了重大項(xiàng)目資助的學(xué)科差異以及面向國家重大需求的定位。

本文對1986-2020年度國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目資助導(dǎo)向、資助情況進(jìn)行分析?？茖W(xué)基金重大項(xiàng)目自設(shè)立以來，投入不斷增加，取得一批高水平研究成果，解決了一批經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求的重大科學(xué)問題。下一步針對國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目的典型案例進(jìn)行系統(tǒng)梳理，結(jié)合調(diào)查問卷，專家訪談進(jìn)行科學(xué)基金重大項(xiàng)目的成效分析研究。