观察 | 美国高校科研空间和设备投入现状如何？

贺飞 北京大学

近年来，科研基础设施已成为高校从事研发的基本必备资源。美国科研统计汇总的高校研发基础设施主要是是科研空间(如实验室和机房)和设备。研究空间面积和仪器数量已成为衡量美国高校科研基础设施的主要指标。本文利用美国科学基金会国家科学与工程统计中心的最新数据，揭示美国高校科研空间和科学设备投入的最新数据。

1 科研空间

• 美国高校的科研空间自1980年代以来持续增长，但近年增幅有所放缓。2013年末高校总研究空间较2011年末增长4.7%；生物学和生物医学领域的研究空间占2013年高校总研究空间的27%，是所有领域中最大的；2013年，高校81%的研究空间的报告状态为“较好”或“满意”，而有4%需要更新，其余的需要修缮；大部分实验室和研究设施的基建费用继续来自高校自身，通常在60%以上。州和地方政府通常支持超过四分之一的费用，而联邦政府提供的这类经费要大大低于10%。

   

  截止到201年底，美国高校共有2.118亿净可使用平方英尺(NASF)的研究空间，较2011年底（2.022亿NASF）增长4.7%，继续保持超过20年的增长（1990年为1.16亿NASF）。1988到2013年的两年平均增长率为5.2% (表1)。

   

  表1  高校科学与工程研究空间的变化，按2年期：1988-2013财年

NASF =净可使用平方英尺

注：两年调查周期1988到1998年每年运行，1999-2013年奇数年运行。

数据来源：科学基金会国家科学与工程统计中心，科学与工程研究设施调查。

生物学和生物医学占2013年全部高校科研空间的最大份额(27.0%, 或5720万NASF)，占比较2011年略有增长(26.6%) (附表5-8)。这一领域连同农业和自然资源科学占较2011年的960万NASF净增长的三分之二。2011-2013年间，生物学和生物医学的科研空间增长了6.5% (350万NASF)。农业和自然资源的空间增长了10.5% (290万NASF)。从2003年到2013年，生物学和生物医学的科研空间增长了58.9% (表2)；这也是唯一在自2003年来的连续5个两年调查中都保持增长的领域。健康和临床医学相关领域是2013年第二大领域，占总研究空间的17.9%，或3800万NASF。但这一总量略低于1998-2003年NIH预算投入几乎翻倍后的2005年，当年在用为3970万NASF的科研空间。2013年其他较大的领域有工程(15.8%, 或3350万NASF)；物质科学(14.5%, 或3070万NASF)；以及农业和自然资源(14.4%,或3050万NASF)。

表2  高校科研空间，按科学与工程领域：2003和2013财年

(百万，净可使用平方英尺)

注:科学与工程领域是按国家教育统计中心(NCES)使用的专业分类(CIP)。这里是NCES 2010 CIP更新版。

数据来源：科学基金会国家科学与工程统计中心，科学与工程研究设施调查。

2013年，高校报告 81%的科研空间处于很好或满意状态(表3)。15%的空间需要维修，而其余4%的需要替换。这一比例在过去10年变化很小。2003年，有79%的科研空间处于很好或满意状态,16%的空间需要维修，5%的需要替换。2013年，除两个外的其他领域的很好或满意的科研空间处于79%到85%之间。计算机和信息科学的91%的科研空间(430万NASF)处于很好或满意状态，而农业和自然资源仅有77%空间(3050万NASF)为这种状态。

表3  高校科学与工程研究空间的状态，按领域：2013财年

NASF = 净可使用平方英尺.

数据来源：科学基金会国家科学与工程统计中心，科学与工程研究设施调查，2013财年。

每年通过新建项目或改变原有空间用途增加新的科研空间。同样，部分空间停止使用或变更用途而退出。超过20年的净结果是科研空间的增加。作为上述过程的一部分，2013-13年高校动工了670万NASF的新科学与工程科研空间的建设项目，是近十年来总量最低的，这一总量较2010-11年低17.3%，较2002-03年要低56.8%(表4)。公立高校占新建空间的73.4%，范围通常在73%–78%之间。

表4  高校新建科学与工程科研空间，按领域和建设时间：2002-2013财年

* = > 0 但< 50,000 净可使用平方英尺; na = 不适用.

^a实验动物空间尽管单独列出，但也包括在每一领域的总计中。

数据来源：科学基金会国家科学与工程统计中心，科学与工程研究设施调查。

尽管新建项目增长率在过去10年下降，在此阶段高校在所有领域都有新建项目启动。2012-13年生物学和生物医学的建设项目为200万NASF，是所有领域中最大的。虽然这一新建总量自2010-11年以来保持不变，但要低于自2002—2009年的四次数据采集结果。健康和临床医学加上工程增加300万NASF，结果是这三个科学与工程领域(生物学和生物医学、健康和临床医学以及工程)占2012-13年新建科研空间的74.6%。总体上预计有880万NASF的新建科研空间计划于2014–15年建设，而这三个领域计划占接近三分之二(62.5%)。

高校基建项目的经费来源渠道多样，包括机构自有经费、州和地方政府以及联邦政府。其中高校为新科研空间建设提供绝大多数经费，通常超过总成本的60.0%。从2012-13年启动的新建科研空间看，67.5%的经费来自高校内部，26.9%来自州和地方政府，其余5.7%来自联邦政府，后者从来不是高校科研设施的主要投入者。四分之三的联邦经费(2.358亿美元)投向公立博士授予权高校。美国高校自2012-13年新建科研空间总计投入估计约55亿美元，是近10年最低的。

2012-13年高校投入37亿美元经费用于科学与工程科研空间的修缮。计划2014-15年投入34亿美元用于科研空间的修缮。超过9.01亿美元计划用于改善生物学和生物医学空间，以及超过8.17亿美元用于改善健康和临床医学空间。除以上记录的改善外，高校报告有还有54亿美元的修缮计划尚未落实资金或计划2014-15年开工。此外还有29亿美元需要修缮的被识别为仍在计划中。公立高校支出占总计37亿美元的51.6%，低于2004-2011年的平均占比56.1%。

2 科研设备

• 2014年，大约20亿美元的经费用于高校科研设备建设，按通货膨胀调整较2013年减少11%。设备支出占高校总研发支出的比例在2014年达到近30年的最低点3.1%；3个科学与工程领域占2014年设备支出的87%：生命科学(37%)、工程(33%)和物质科学(17%)；2014年，联邦支持高校研究设备的经费的占比，自1981年采集这一数据以来首次降到50%以下。2014年来自联邦的设备支持占比45.1%，较2013年的55.5%下降了10%。

   

  2014年，大约20亿当前价美元用于高校从事科学与工程研究项目所必需的可移动设备。这一支出占整个高校科学与工程研发支出637亿美元的3.1%。当按通货膨胀调整后，2013到2014年支出下降了11.3%。几十年年用于高校科研设备的支出在2004年达到峰值。科研设备支出在2011年再次达到这一水平，部分因为ARRA经费投入。在这一临时增长后，2012年支出跌到自2007年来的最低的不变价美元水平，随后2013年几乎增长10%。在2014年持续近期的波动，是自2001年来的最低不变价美元的总量。

  科研设备支出继续集中于仅三个领域，占2014年总计的87.1%：生命科学(36.9%),工程(32.9%)以及物质科学(17.3%)。这三个领域的占总设备支出的比例一贯在约80%或更多，尽管2014年年期总占比达到创纪录最大。

  
  

  当按通货膨胀调整后，2014年的工程领域的设备支出水平略小于其在2013年所达到的10年来最高水平，较2004年水平大36.7% (表5)。这一点引人注目，因为所有科学设备支出按不变价从2004到2014年减少26.7% (附表5-11)。计算机科学设备支出在2013年单年跳跃式增长，主要是因为联邦投入the Blue Waters和Stampede 超算项目，这一项目在2013年正式启动。

   

  表5 高校科学与工程科研设备的当前经费支出，按所选领域：2004-2014财年

  (2009年不变价，百万美元)

注：DGP缩减指数来自美国经济分析局。

数据来源：科学基金会国家科学与工程统计中心，高校研发支出调查，以及高等教育研发调查。

美国高校大多数科研设备投入通常来自联邦政府。这些联邦经费常常以科研项目一部分获取或者时独立的设备项目。2014年，联邦政府支持高校科学与工程科研设备经费总投入的45.1%，意味着联邦投入自1981年首次采集数据以来首次低于50%。2014年有72%的设备经费投向公立高校。公立高校获得了65%的联邦科研设备经费，和77.7%的非联邦科研设备经费。

不同科学与工程领域的联邦经费占比明显不同。仅有物理(79.8%)和大气科学(79.6%)获得大于70%的联邦研发设备经费，而有4和领域(农业科学，经济学，冶金/材料工程,以及社会学)获得的低于30%。

参考文献：

1、National Science Board(NSB). 2016. Science and EngineeringIndicators 2016. Arlington VA: National Science Foundation.

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