基—金资助投入与科技论文产出的实证研究——以1987—2010年国家自然科学基金为例

○雷启振

（聊城大学商学院 山东聊城 252059）

基—金资助投入与科技论文产出的实证研究
——以1987—2010年国家自然科学基金为例

○雷启振

（聊城大学商学院 山东聊城 252059）

研究基金投入与论文产出关系关乎基金绩效评价、科研人员积极性和我国科学事业发展。本文基于协整检验模型、误差修正模型、Granger因果检验等当代动态计量经济学模型，对自然科学基金资助投入与多种科技论文产出进行了实证研究，结果表明：资助投入和各种论文产出变量均是一阶单整的；资助投入与论文产出之间既存在长期均衡关系和短期波动关系，长期中各种论文产出与资助投入呈正相关关系，短期中除ISTP论文与资助投入呈负相关关系外，其它论文与资助投入也呈正相关关系，又存在短期失衡向长期均衡的修正机制；各种科技论文产出是基金资助投入Granger原因，基金资助投入不是各种科技论文产出的Granger原因。最后对结果给出合理解释，并提出相应的政策建议。

国家自然科学基金 基金资助 科技论文 协整检验 误差修正模型 Granger因果检验

一、问题的提出

国家自然科学基金委员会（以下简称科学基金委）自1986年2月成立到2013年2月已经整整27年，其主要负责全面评估国家自然科学基金（以下简称科学基金）过去和现在对中国科研创新的贡献和绩效，为将来更好地发挥科学基金在提升中国科研水平等方面的积极作用。因为这不仅仅是关系科学基金资助绩效，也关乎能否调动广大自然科学工作者的积极性、关乎我国能否在未来科技领域中占据有利的位置，更关乎能否落实十八大明确提出的“完善科技创新评价标准”、“实施创新驱动发展战略”。

自科学基金成立以来，资助金额逐年增加，累计资助数额巨大，从1986年1.09亿元增加到2010年的96.53亿元，后者是前者的88.56倍，25年年均增长率20.54%，累计资助达513.67亿元，近两年资助金额更是出现大幅增加，2011年资助金额达182.75亿元，比2010年增长89.32%，2012年据初步统计资助金额也达160.89亿元，27年累计资助857.31亿元（见图1）。

同期我国科技论文产出也呈快速增长态势。中国大陆学者在科学引文索引（ISI）收录期刊发表的论文由1987年的微不足道增加到2009年的占世界总数的10.1%。特别是自2007年起，中国已经成为仅次于美国的科学论文产出最多的国家。三大国际检索工具收录我国论文数量不断增长，首先，论文总数量从1987年的8932篇增长到2010年的300923篇，后者是前者的33.69倍，24年中年均增长率17.34%（见图1）。其次，各大检索工具收录论文的数量也迅速增加，SCI、EI、ISTP收录论文数量分别由1987年的4880篇、2278篇、1774篇上升到2010年的143769篇、119374篇、37780篇，2010年的数量分别是1987的29.46、52.40、21.30倍，24年中年均增长率分别是15.84%、18.78%、14.22%（见图2）。虽然其收录篇数都大幅增加，但是，发表EI论文增长最快，其次是SCI，最后是ISTP。从图2可知，2009年和2010年ISTP收录论文呈现明显的下降趋势，而同期的SCI、EI却仍然不断增长。

从图1、图2和图3明显可以看出，基金资助投入与科技论文产出有着紧密的相关关系，但是基金资助投入与科技论文产出在长期和短期中是否有某种关联？如有，又是怎样的关系？二者是否存在基金资助投入增加导致科技论文产出增加、科技论文产出增加导致资助投入增加，或者两者都不存在，或者两者都存在？这一系列问题都需要进行深入系统的研究。

二、文献综述

图1 1986—2010年科学基金资助投入与科技论文产出

国内外有关基金资助绩效评价或基金资助投入与科技论文产出关系方面的研究，可分为以下几种：一是科学基金对科学基金委的工作性评价。科学基金委员会编写的1986—2011年的年度报告和1986—2012年度国家自然科学基金资助项目统计资料是其它绩效评价研究最重要的资料来源。二是第三方对科学基金的专业性评价。国家科技评估中心通过资料研究、问卷调查、专家访谈、案例研究等收集证据材料，以国内准备的证据材料为基础，围绕科学基金战略定位、资助绩效、管理绩效和社会影响四个方面进行评价。三是研究人员对科学基金的学术性评价。其中主要有两类，一类是对某一机构、某学科或领域、某地区或全国的科学基金进行统计和分析，目前这类研究占绝大多数，肖向晨（2012）等对2006—2010年华南理工大学科学基金项目申请和资助情况进行了统计和分析。张璐等（2012）对1986—2010年科学基金资助的有机高分子材料领域项目从项目资助年度、项目类型、项目承接地区、承担机构等方面进行了分析。辛都强（2012）对陕西省在十一五期间获得科学基金资助情况从资助项目和经费、项目类型、机构类型等方面进行统计分析，并分析指出资助具有提升研究水平、培养科研队伍、推动学科发展的作用，最后提出政策建议。周兴明（1997）按隶属关系、单位性质、地区分布、学科分布、单位分布、年龄分布、论文分布及经费增长等方面对1982—1995年科学基金投入进行了全面系统的统计与分析。另一类是探讨科学基金投入与科技论文产出关系，这类研究很少，重要的一篇是，孟浩等（2007）利用协整理论和Granger因果检验对科学基金投入与科技产出进行了实证分析，发现科学基金投入与SCI论文产出之间存在长期稳定均衡关系，科学基金投入与SCI论文产出互为Granger原因，这一结论对以后研究将有重要参考价值，但仍有许多值得改进之处，如没有进行短期行为分析，没有研究资助投入与论文总量之间的关系，数据更新和进一步处理亟需细化和深化研究。

上述研究成果不仅为今后研究提供了重要参考，对完善科学基金管理，制定科学发展战略和政策，提高科研管理水平也都具有重要的参考价值。从研究目的看，主要是对某领域、某机构、某部门的科学基金资助情况进行总结，目的是研究基金资助趋势，提升基金申请命中率，加强基金管理等，而真正涉及研究基金资助绩效评价、探讨基金资助投入与科技论文产出之间规律的极少；从研究技术看，大量研究是统计描述性的传统定量分析，利用多个当代计量经济学模型对基金资助投入与科技论文产出之间关系进行深入系统分析的较少；从研究阶段看，有个别涉及研究基金资助绩效评价，也只是定性分析，一笔带过，即只是对基金资助促进论文发表进行探讨，没有探讨论文发表对基金资助的影响，更没有探讨基金资助投入与各层次论文产出之间的多层次内在关系，这些是目前研究极缺的，本文拟对此进行较为系统的分析。

图2 1987—2010年国际检索收录的我国科技论文

三、变量选取与数据来源

对以上五个变量取对数以消除数据中异方差，分别表示为lnfund、lnsci、lnei、lnistp、lntotal。以下检验和估计均采用Eviews6.0软件完成。

四、实证过程与结果分析

1、单位根检验

时间序列变量如果直接进行回归可能存在“虚假回归”，需对变量进行单位根检验以确定其平稳性。变量平稳性的单位根检验用ADF检验法，以确定判断变量的平稳性和单整阶数。ADF检验有三种模式，选择正确的模式是ADF检验成败的关键。本文根据（对数形式）变量和一阶差分变量（变量前加d表示）的趋势图选择适当的检验模式，见图3和图4。取样本容量的十分之一整数倍3作为最大滞后期（以下同此），并根据AIC准则确定模型最优滞后期，结合图3和图4来确定检验的具体形式，结果见表1。

由表1可知，五个变量（对数形式）水平值在5%显著性水平上存在单位根，相应变量一阶差分序列在5%显著性水平上不存在单位根，是平稳的。因此五个变量是一阶单整的，符合协整检验和Granger因果检验要求。

2、Engle-Granger协整检验

ADF检验表明可用lnfund分别与lntotal、lnsci、lnei和lnistp组成四个方程进行协整检验，以确定变量之间是否存在长期稳定的均衡关系。协整理论揭示了时间序列变量之间的长期稳定关系，具有协整关系的变量虽然在短期具有各自的变动规律，但在长期却存在着协调变化的趋势。

Engle-Granger协整检验步骤如下：

第一步，用OLS估计法对以上四个方程进行估计，求得它们的残差，结果见表2。由表2可知，四个方程拟合很好，系数和方程均通过1%显著性检验。

图3 变量（对数形式）的时间序列图

图4 一阶差分变量（对数形式）的时间序列图

第二步，检验方程残差的平稳性。从最大滞后期开始，根据AIC准则确定最优滞后期，进行单位根的AEG检验，结果见表4。表4表明四个方程残差是平稳的，无单位根，因此以上方程均为协整方程，表明它们之间存在长期稳定均衡关系。

与孟浩等（2007）的研究相比，本文检验了论文总量与资助投入之间的协整性，发现其存在协整关系，而孟浩等（2007）研究没有；其它结论有相同也有不同，相同的是资助金额与sci存在协整关系，不同的是孟浩等的结论中资助金额与EI、ISTP不存在协整关系，而本文发现它们之间存在协整关系，导致不同的原因可能是数据处理不同和样本容量不同：一是本文用1987=100定基的商品零售物价指数对资助金额平减，而不清楚孟浩等是否用定基的指数，二是本文对真实变量取自然对数，而孟浩等没有进行变换，三是本文满足检验对数据的要求。

根据表3可知，论文产出与资助投入均呈正相关关系，资助金额对论文总产出有明显积极的影响，即资助投入每增加1%，论文总产出、SCI收录论文、EI收录论文、ISTP收录论文分别增加1.0708%、1.0250%、1.1805%、1.0303%，由数据可以看出，资助投入对EI收录论文影响最大，依次是论文总产出、ISTP收录论文、SCI收录论文。

3、误差修正模型

传统经济模型通常表述的是变量之间的长期均衡关系，而实际经济数据却是由非均衡过程生成的，因此建模时需用数据的动态非均衡过程来逼近经济理论的长期均衡过程。协整检验表明了变量之间的长期均衡关系，可建立变量之间误差修正模型（ECM），以探讨变量之间短期均衡关系和短期失衡能否向长期均衡调整，如果能又如何调整。

采用Engle-Granger两步法建立误差修正模型，步骤如下。

第二步，协整关系存在，可建立四个误差修正模型。从最大滞后期开始，确保随机干扰项不存在序列相关的滞后期作为最优滞后期，检验得滞后期为2，用OLS估计以下四个方程，结果见表4。由表4可知，四个误差修正模型拟合优度都较好，都通过了F检验。

（1）误差修正机制分析。误差修正项系数均通过了t检验，全部为负，都符合反向修正机制，其中方程Ⅴ的cem't-1系数为-0.034172，表示该方程短期均衡偏离长期均衡时，将以3.42%的调整力度将非均衡拉回均衡状态，其他cemt-1的系数可类似解释，但是它们调整力度的大小不同，cemt-1系数绝对值越大调整力度也就越大，调整力度最大的是方程Ⅵ，依次是方程Ⅷ、方程Ⅶ、方程Ⅴ。

（2）变量的短期均衡分析。首先，从短期变量系数的正负来看，方程Ⅷ与方程Ⅴ、方程Ⅵ、方程Ⅶ存在明显不同。方程Ⅴ、方程Ⅵ、方程Ⅶ中，短期论文产出与前一期和前二期资助基金存在正相关关系，符合正常预期，其原因是上一年或两年获得基金资助为科研人员创造了有利的科研条件和环境，使其能专心研究发表科技论文；与相应的前一期和前二期的论文产出呈负相关关系，其原因可能是与基金申请和论文发表周期相关，科研人员在一两年内集中对某一问题进行研究，发表相应研究成果，接下来集中精力申请基金，减少论文发表。方程Ⅷ中短期ISTP论文产出与前一期和前二期资助基金呈负相关关系，不符合正常预期，其中原因或许是与ISTP收录论文中会议论文较多相关，在此期间，科研人员因忙于基金申请、参与相关活动，没有足够时间参加会议提交论文；与前一期和前二期的ISTP论文产出呈正相关关系，其中原因是，参加有关会议并发表ISTP论文的科研人员，为以后参加有关会议、发表ISTP论文积累了丰富的经验和广泛的渠道，同时也更容易受到相关会议的邀请，就更容易发表此类论文。其次，从短期变量系数的t统计量看，四个方程存在明显相同点，相应论文产出作为自变量无论是一期滞后项还是二期滞后项，和资助基金一期滞后项均没有通过检验，即表明它们对相应论文产出的短期影响很微弱，不显著，而资助基金二期滞后项均通过检验，表明滞后二期资助基金对相应论文产出的短期影响很显著，只不过论文总产出、SCI论文产出、EI论文产出与滞后二期资助基金呈正相关关系，影响程度较大，系数均大于0.4000，而ISTP论文产出与它呈负相关关系，影响程度较小，系数为0.000587，其中原因同上。综上所述，论文产出与资助投入存在短期均衡关系，其中，ISTP论文与前两期基金资助呈负相关关系，前两期资助投入每增加1%，ISTP收录论文减少0.000587%；其它论文与前两期资助投入呈正相关关系，即资助投入每增加1%，论文总产出、SCI收录论文、EI收录论文分别增加0.409471%、0.436879%、0.427281%，可见，前两期资助投入对SCI收录论文影响最大，依次是EI收录论文、论文总产出。

表1 变量的单位根检验结果

表2 方程回归的OLS估计结果

表3 方程残差的单位根检验结果

表4 误差修正模型估计结果

4、Granger Causality检验

协整检验变量之间是否存在长期均衡关系，但这种关系是否构成因果关系还需要进一步进行Granger因果检验。Granger因果检验由Granger（1969）提出后经Sims（1972）等发展和完善，现在已经成为研究统计因果关系的最重要的工具。Granger认为，X是否引起Y的问题主要看现在的Y能够在多大程度上被过去的X解释，加入X的滞后值是否使解释程度提高。

根据Granger表述定理，如果变量之间是协整的，则至少存在一个方向上的格兰杰原因；在非协整情况下，任何原因的推断将是无效的。以上已证明变量之间存在协整关系，因此变量之间至少存在一个方向的Granger因果关系。

进行Pairwise Granger Causality Test，从最大滞后期开始，确保随机干扰项不存在序列相关的滞后期作为最优滞后期，检验结果见表5。

由表5可知，基金资助不是论文总产出、SCI论文产出、EI论文产出和ISTP论文产出的Granger原因，而论文总产出、SCI论文产出、EI论文产出和ISTP论文产出是基金资助的Granger原因。总之，基金资助投入与各种科技论文产出之间存在单向因果关系（unidirectional causality），即各种科技论文产出增加导致基金资助投入增加，而不是基金资助投入增加导致各种科技论文增加。主要是因为，有较多高水平的前期研究成果的人容易获得基金资助，而影响科技论文产出的因素众多，例如研究人员的科研能力等。基金资助只是较为重要的原因之一，其中基金使用效率是关键因素，中国科协调查显示，我国六成左右的科研经费流失于项目之外。而孟浩等（2007）认为，基金投入与SCI论文产出互为Granger原因，不同结果可能是数据处理不同和样本容量不同。

五、研究的结论、建议和展望

1、结论

本文利用协整检验模型、误差修正模型、Granger因果检验等当代动态计量经济学模型，对自然科学基金资助投入与多种科技论文产出进行了实证研究，可得出以下结论。一是单位根检验表明，基金资助投入与四种论文产出的水平值存在单位根，相应一阶差分序列不存在单位根，是平稳的，五个变量是一阶单整的，符合协整检验、误差修正模型和Granger因果检验要求。二是协整检验表明，基金资助与论文总产出、SCI论文产出、EI论文产出和ISTP论文产出存在协整关系，存在长期稳定均衡关系，论文产出与资助投入均呈正相关关系，即资助投入每增加1%，论文总产出、SCI论文、EI论文、ISTP论文分别增加 1.0708%、1.0250%、1.1805%、1.0303%，资助投入对论文产出有明显响论文产出的唯一因素，加入其它变量比如科研水平能否使模型更具有解释力？需要更进一步研究。三是关于国外经验的借鉴。发达国家的基金资助制度实行时间较长，管理较为完善有效，以发达国家为例来研究它们之间的关系是否会有不同情况？需要深入讨论。积极的影响。三是误差修正模型表明，可建立四个误差修正模型，误差修正项系数均通过了t检验，全部为负，都符合反向修正机制，存在短期失衡向长期均衡的修正机制；论文产出与资助投入存在短期均衡关系，ISTP论文与资助投入（滞后两期）呈负相关关系，其它论文与资助投入（滞后两期）呈正相关关系。四是Granger Causality检验表明，各种科技论文产出增加导致基金资助投入增加，而不是基金资助投入增加导致各种科技论文增加。即具有较多前期科研论文的人员容易获得基金资助，而基金资助不是影响论文发表的关键因素。

表5 Granger Causality检验结果

2、建议

首先，国家自然科学基金应不断加大对科研活动的支出力度，促使科技人员发表高质量、高水平的原创性、国际性论文。在加大基金投入同时，必须加大对资助基金使用的管理，保障资助基金都用到科研工作，更要重视投入绩效的评估。其次，国家应鼓励，支持广大科研人员积极申报自然基金，为他们提供一个公平、公开竞争的外部环境。必须建立科学合理的科研成果评价体系，彻底扭转科研人员和所在单位“重视申报立项，轻视科研成果”的不良趋势。进一步完善基金资助政策和制度，理顺、健全科研管理机制，实现科技论文产出与基金资助投入双向互动激励机制，早日实现“创建创新型国家”的战略目标，促进我国经济社会健康科学发展。

3、展望

利用计量经济学模型对基金投入与论文产出关系的研究是一种新的尝试，有许多方面都值得进一步深入讨论。一是关于对象和变量的讨论。本文以国家自然科学基金为例，对基金投入与论文产出关系的研究，而其它基金（如国家社科基金）的情况如何？论文产出本文取三大国际检索收录论文，能否包含国内基金资助论文？需进一步讨论。二是关于计量模型的讨论。本文讨论了基金投入与论文产出的长期均衡和短期波动，二者之间的相互影响机理和过程能否利用向量自回归模型（VAR模型）之中的脉冲响应函数和方差分解来描述？另外本文把基金资助作为影

[1]国家自然科学基金委员会编：1986—2011年度报告[R]．

[2]国家自然科学基金委员会编：1986—2012年度国家自然科学基金资助项目统计资料[EB/OL]．http：//www．nsfc．gov．cn/nsfc/cen/xmtj/index．html．

[3]国家统计局、科学技术部编：中国科技统计年鉴[M]．北京：中国统计出版社，1991—2012．

[4]国家科技评估中心：科学基金资助与管理绩效国际评估综合证据报告[R]．

[5]国际评估专家委员会：科学基金资助与管理绩效国际评估报告[R]．

[6]肖向晨、马卫华、欧阳国桢：华南理工大学2006—2010年国家自然科学基金项目申报和资助情况分析[J]．科技管理研究，2012（2）．

[7]张璐、张秀梅、赵辉：1986—2010年国家自然科学基金有机高分子材料项目分析[J]．广州化工，2012（8）．

[8]辛都强：陕西省在十一五期间获国家自然科学基金资助情况分析[J]．中国科学基金，2012（4）．

[9]周兴明：科学基金制是调控我国科学资源优化配置的重要手段——1982至1995年国家自然科学基金优化配置情况的统计分析[J]．科研管理，1997，18（6）．

[10]孟浩、周立、何建坤：自然科学基金投入与科技论文产出的协整分析[J]．科学学研究，2007（6）．

[11]Engle RF，Granger C W J：Co-integration and error correction：representation，estimation，and testing[J]．Econometrics，1987，55（2）．

[12]Granger C W J．Investigating causal relations by econometric model and cross-spectral methods[J]．Econometrica．1969，37（3）．

[13]中国统计年鉴2000[M]．北京：中国统计出版社，2000．

[14]中国统计年鉴2012[M]．北京：中国统计出版社，2012．

[15]张晓桐：Eviews的使用指南与案例[M]．北京：机械工业出版社，2007．

[16]古扎拉蒂著，费建平、孙纯霞译：计量经济学基础（第四版）[M]．北京：中国人民大学出版社，2005．

（责任编辑：张琼芳）

投入用科学基金每年资助总额数据表示，资助总额是研究项目系列、人才项目系列和环境条件项目系列的资助总和。数据来源于1987—2010年度报告，单位为万元，用fund0表示。为真实反映基金资助投入对科技论文产出的影响，本文借鉴孟浩等（2007）的经验，用商品零售价格指数进行平减，以消除物价的不利影响，不用居民消费物价指数是因为基金经费虽然可能用于购买生活用品，但主要用来购置科研仪器设备，其中1987—1999年和2000—2010年数据分别来源于2000年和2012年的中国统计年鉴，直接收集指数是以1978=100的定基指数，再转化以1987=100的定基指数，用RPI表示，被物价指数平减之后的资助总额用fund表示，计算公式fund=（fund0/RPI）* 100。

科技论文产出数量选择SCI检索、EI检索、ISTP检索论文收录数量和论文总产出数量（前三种论文之和），分别用sci、ei、istp和total表示，单位是篇。结果显示，基金资助论文仍有大量未被SCI、EI、ISTP检索收录，即使被SCI、EI、ISTP检索收录也未必都得到自科基金资助。但是本文认为，被SCI、EI、ISTP检索收录的科技论文恰恰能够代表基金资助论文的总体水平和质量高低，该指标具有代表性。1987—2010数据来源于《中国科技统计年鉴 1991—2012》，见图1和图2。