1. 저도 예산이 사용되는 방식은 궁금하던 부분이라 방금 찾아보았습니다.
여기에 비교적 자세하게 잘 나와있군요.
http://www.aip.org/fyi/2013/069.html

크게 보아, 31억 불 중 교육부(Department of Education)에서 8.1억불을, 자연과학재단(NSF)에서 12.4억불을 사용합니다.
교육부는 초중고를, NSF는 대학 이상을 주로 담당한다고 되어 있고, NSF의 경우 다시 초중고(K12)를 위해 2.7억불, 학부생을 위해 5억불, 대학원생을 위해 4.5억불을 사용하는 군요.
이 기사에서 숫자가 잘 맞지 않는데, 교육부/NSF를 제외한 나머지 10억불과 가장 아래의 STEM-related program 의 관계가 모호하군요.

대략적으로 볼 때 초중고(K-12)를 위한 예산이 가장 크고, ideal 님의 분류에서는 가장 위의 항목(K-12, undergraduate)이 대부분일것 같습니다.
개인적으로도 STEM 을 이야기하면서 대학원생이나 포닥을 언급하는 것은 별로 보지 못했네요.

2. 네, 저도 주변에서 생물학을 하시는 분들의 그런 상황을 많이 보았습니다. 그런 경향이 차츰 다른 분야에서도 조금씩 관찰되는 것 같구요.

한편으로는, 생물학에 그만큼 많은 사람이 몰리면서도 그것이 유지되는 이유가 가장 연구비가 많이 있기 때문이 아닌가 하는 생각도 합니다. 또 개인적 관찰과 사견으로는 부가 고령층에 편중되어 있기 때문인 것 같은 느낌도 있구요.

맞습니다. 세분화된 논의가 매우 중요하겠지요.

간단한(그러나 실제로는 간단하지 않은) 해결책은 결국 시장이 잘 작동하도록 만드는 것이라고 생각합니다. 곧 직업을 선택하는 시점에서 개인이 판단을 내리고, 그 판단에 대한 책임은 개인이 지면 되겠지요. 합리적인 판단을 위해 충분한 정보를 주는 것과, 책임이 너무 크지 않도록 다양한 안전망(효율적인 career transition)을 정부가 제공할 수 있다면 좋을 것 같습니다.

한편 (생명)과학 분야의 박사학위자들이 다른 영역으로 진출하는 것이 얼마나 사회에 득이 될지, 사회가 투자할만한 가치가 있을지, 과학 교육에 투자를 하는 방식으로 그런 목표를 달성하고자함이 것이 과연 효율적인지. 이런 질문들에 대한 논의도 필요하다고 생각합니다.