大数据丨科研人才地理分布全景地图
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众所周知，科技是第一生产力。科技兴，则民族兴；科技强，则国家强。
大家也认同，人才资源是第一资源。人才是创新的根基，创新驱动实质上是人才驱动。
中国是人口第一大国，也是人力资源大国。据中国科协、科技部的数据， 2014年我国科技人力资源总量达到8100万人，按人头统计我国R&D人员总数为535.1万人，按全时当量统计R&D人员为371.1万人年，均居世界首位。
随着科研队伍规模快速壮大，我们进入了“不患寡而患不均”的时代，不论是政府、企业还是学术界将关注的焦点逐渐转移到科研队伍的质量和结构问题，有关科研人员的地域分布与流动趋势也愈加成为社会讨论的热点。
为此，科学家在线联合中国科协创新战略研究院，从大数据的视角，利用可靠的动态实证数据和科学的量化研究方法，深入分析中国科研人员的学术分层、领域分布、机构分布、地理分布及其流动变化趋势，探寻人才结构与科技创新、社会经济发展之间的相互关系，为政府、企业、机构和个人决策提供参考。本报告选取2006-2016年这十年之间有成果产出的科研人员作为分析对象，共计2469025人（约240万人），涉及自然科学、农业科学、医药科学、工程与技术科学、人文与社会科学等所有学科分类。
“科研人员”是指从事科研活动并取得成果专业技术人员。从职业来看，通常包括科研院所的研究人员，高校教师和研究生，企业的研究开发、设计和工程人员，医疗机构的卫生技术人员等。
“科研机构”指的是科研人员所在的组织机构。一般来说，科研机构有明确的研究方向和任务、有一定水平的学术带头人和一定数量、质量的研究人员，并且有开展研究工作的基本条件、能长期有组织地从事研究与开发活动。
“数据来源与研究方法”利用数学建模、数据挖掘和网络关系分析技术，整合众多异构来源数据，构建科研人员数据库。
下图是科学家在线建立中国科研人员数据库的系统架构。
一、从“H指数”看科研人员的学术分层
我们采用 “H指数”方法来计量科研人员的学术水平和能力。一名科学家的H指数是指其发表的N 篇论文中有H篇每篇至少被引h次，而其余N-H篇论文每篇被引均小于或等于H次。
我们按照H指数将数据库中的科研人员划分为四级：
1. H指数处于0-5定义为“其初级科研人员”，其人数为1996040人。
2. H指数处于6-15定义为“中级科研人员”，其人数为425004人。
3. H指数处于16-25定义为“高级科研人员”，其人数为38699人。
4. H指数大于25定义为“杰出科研人员”，其人数为9258人。
各阶层所占总数百分比如图所示：
全国科研人员按H指数学术能力分层
数据结果显示，我国科研队伍呈现出典型的金字塔结构：初级层次的科研人员达80%，占绝大多数；而高级和杰出层次的科研人员比例不到2%，可谓凤毛麟角。当前我国科技事业发展正从以跟踪模仿为主的“跟跑”向“并跑”、“领跑”转变，需要大批能够参与全球竞争的高素质人才，这对我国优化科研人员结构提出了更高要求。
二、近十年中国科研人员数量及层级流动趋势
近十年来，我国科研人员的总量（注：根据本研究所定义的数量）从06年的不足150万人增至15年的逾240万人，增长了惊人的60%，这反映出我国在建设创新型国家背景下，科研队伍规模快速发展，为产业结构转型升级提供了人才保证和智力支持。从人员分层来看，十年间我国杰出及高级科技人员的数量出现成倍增长，反映出我国近十年来综合科研水平和国际影响力不断上升。如下图所示：
2006年-2015年我国各层次科研人员变动趋势
下图以科研人员学术层次为维度，分别展现了2015我国初级、中级、高级、杰出、四种层次的科研人员的地理分布情况。
2015年我国初级科研人员动态分布图
2015年我国中级科研人员动态分布图
2015年我国高级科研人员动态分布图
2015年我国杰出科研人员动态分布图
从上图可以看出，我国初级与中级科研人员分布基本趋于一致。分布总体为东密西疏，主要集中于京津冀地区，山东半岛，辽东半岛，长三角地区，珠三角地区以及中原地区，高水平（高级和杰出）科研人员多集中于华北、华东、华南及东北地区。这与我国重点大学、重点科研单位的地理分布保持一致，一定程度上反映了我国在经济和科学教育上的区域不均衡发展，以及我国的科研资源的不均衡分配。
三、全国各级科研人员的地理分布和动态分析
我们截取2006、2015年两个时间节点，利用地理信息系统系统，分别对各个阶层的科研人员在全国范围内的空间分布以及流动的情况进行了动态分析。
初级科研人员：流动变化微乎其微
2006、2015年初级科研人员地域分布对比
从上图可以看到，占到全体科研人员总数80%的初级科研人员分布和总体分布是高度类似的。在两个时间节点上，相对于其庞大的基数，其流动变化可以说是微乎其微，在地图上并不能看到很明显的变化。这说明了底层科研人员想要流动上升成为具有学术影响力的科研人员非常困难。
高级科研人员：区域分布日益均衡
2006、2015年高级科研人员地域分布对比
总体上而言，除陕西以外的中西部地区都长期处于高级科研人员匮乏的状况；北京，上海，江苏，广东，陕西，武汉、浙江等地区一直较为稳定处于第一梯队上。北京高级科研人才在2006年占到了全国总数的44%，到2015年，尽管出现幅度下降，仍占27%，一骑绝尘。
但近十年来，我国高级科研人才在地域上的分布呈现显著的日益均衡发展趋势，各个地区间的相对差距在减小。东北三省所占全国高级科研人员比例逐步增加，从2006年三省合计不足4.2%到了15年的7.4%，增幅可观。同时，在山东、湖南、重庆等地区也观察到了相同的现象。
杰出科研人员：从沿海到内陆扩散
2006、2015年杰出科研人员地域分布对比
从上图可见，在2006年之初，北京、陕西，江苏，上海，黑龙江以外的地区，几乎都未能拥有杰出科研人才。随着时间推移，杰出科研人才渐渐开始从沿海向内陆扩散，相对于高级人才而言，杰出人才的扩散程度更高。而北京杰出科研人才比例上依旧占有主导地位，但是并不像高级人才领域一样占据压倒性优势。上海，江苏两地大有与其分庭抗礼之势。另一方面，广大中西部地区对最高层次的科研人才还是不具备吸引力。
四、科研人员空间分布研究：
两极分化严重，不均衡度下降
我们通过集中度指标及均衡度指标来测算我国科研人员空间分布。其中，集中度指标是用来分析某种经济或科技等活动在地理空间上集中的程度；均衡度指标是用来分析某种经济或科技活动在地里空间上均衡分布的程度。
假定均衡状态下各省市科研人员平均分布，计算出实际情况下各区域人数和分布的基尼系数，并作出洛伦兹曲线，测算结果显示如下所示：
高级科研人员空间分布：不均衡性下降
2006-2015年，高级科研人员地域分布均衡度变化
以上两张图是基于2006-2015年我国高级科研人员的地区分布而做出的洛伦兹曲线，可以明显的发现图形中的弓形面积在减小，这也就说明了我国高级科研人员在地区上分布的不均衡在下降。
杰出科研人员空间分布：不均衡性下降
2006-2015年，我国杰出科研人员地域分布均衡度变化
2006-2015年，我国杰出科研人员的地区分布的洛伦兹曲线也显现了相同减少的趋势。
全国科研人员空间分布：
两极分化严重，层次高者分化明显
2006-2015年，全国科研人员地域分布均衡度变化
借助洛伦兹曲线，我们得以计算2006-2015年来，我国高端和杰出科研人才以及总科研人员分布的基尼系数变化，结果如下表：
2006-2015年，我国高杰出科研人才以及总科研人员分布的基尼系数变化
由此可见，我国人才分布呈现着极端的两级分化现象，而且层次越高的科研人才两极分化的程度越明显。集中度和基尼系数的测算表明，我国科研人员的区域集中度均较高，区域配置存在较大的不均衡性。尤其是在高端和杰出人才的分布上，存在明显的不平等。而且越是层次高的科研人员分布越是不均衡。
小结
上述数据表明，我国科研人员的区域集中度较高，区域配置存在较大的不均衡性：科研人员多集中在经济发达的东部地区，如北京、江苏、广东、山东、上海等地区，这些地区的经济收入水平相对较高，受强市场竞争力的驱动，企业对创新人才需求旺盛，再加上科研环境和工作条件较优厚，市场对人力资源的配置能力较强，因此，对科技人员的吸引力也更强。中西部由于经济发展水平较低，企业对科技创新的重视程度还不高，政府对科技的投入力度也相对较小，因而致使科研人员的工资待遇、发展机遇和科研环境及创新氛围等均不如东部沿海发达地区，对科技人员的吸引力也较低，导致中西部地区科技人力资源十分缺乏。
另一方面，科学系统主要按科学家能力的高低和对科学贡献的大小来分配资源和奖励回报。但科研界客观存在资源不平等、产出不平等以及回报不平等。这集中表现为我国的科研人员区域不均衡，无论是质量、数量还是递增，都存在着东强西弱、少数一线城市强多数城市弱的现象。科技人员的不均衡性很大程度上决定了区域科技创新能力的不均衡性，进而传导到经济与社会发展领域，致使区域经济发展和管理呈现出巨大的不均衡性。
但是，随着时间的推移，这样的不均衡状况有着显著的缩小趋势。这表明随着教育资源进一步的合理化分配，各级政府对科技知识的重视并积极引进人才，各地中小型企业为了突破相关瓶颈而积极招揽人才等，科技人员开始逐渐向二三线城市移动，使得科研人员分布不均衡状况趋于缩小。
“科学家在线”即是针对我国科研资源及人才分布不均衡现状，通过大数据的精确匹配与线下全流程服务，着力打通科研智力供给与企业市场需求之间的信息壁垒，打破地域限制，为科研技术对接企业需求，为科研人员提供成果转化。欢迎登陆www.scientistin.com，注册或认领个人主页，一起为知识寻找价值！
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》中的部分章节，接下来，我们将陆续发布报告的其他内容，从大数据的角度为大家呈现中国科研的发展图景，敬请期待。
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