首席科学家基本信息
姓名:高树基
职称:教授
学术头衔:国家高层次人才,基金委创新研究群体学术带头人
代表性学术成就:
高树基教授长期从事海洋科学研究,主要聚焦海洋碳氮循环与稳定同位素示踪,在海洋氮循环研究领域具有重要国际影响力。他建立了国际先进的氮同位素技术平台,为我国海洋氮循环过程解析和同位素方法发展提供了重要支撑。
先后承担国家自然科学基金委创新研究群体项目、重大研究计划重点项目、国际合作重点项目等国家级科研项目10余项;在Nature系列期刊等国际重要学术期刊发表SCI论文260余篇,相关成果推动了国际海洋碳氮循环研究的发展。连续四年入选爱思唯尔“中国高被引学者”榜单。在人才培养方面,已培养研究生80余名,许多毕业生已成长为厦门大学、自然资源部第二海洋研究所、海南大学等高校和科研院所的科研骨干。
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团队科研方向与重点任务
团队面向全球变化背景下海洋碳氮循环的重大科学问题,聚焦过程机制、深时演变及资源环境效应,构建多圈层、多尺度、多方法交叉融合的研究体系。重点开展三个方向的研究:
1.海洋碳氮循环过程机理:综合应用δ¹⁵N-δ¹³C联合示踪、生物地球化学观测和深度学习方法,揭示碳、氮、磷等关键元素在海洋多圈层系统中的耦合与解耦机制,解析多重环境胁迫下的生态系统临界阈值响应;
2.深时碳氮循环与海洋资源:融合构造-沉积-生物地球化学过程与cGENIE和UVic等地球系统模型,重建南海及邻区深时至千年尺度碳氮循环演变过程,解析其海洋资源环境效应;
3.同位素示踪与生态耦合:依托国际领先稳定同位素技术平台,研究陆海界面污染物迁移转化机制,发展多源数据融合与AI驱动的海洋环境动态评估方法。
南海是连接西太平洋与印度洋物质和能量交换的重要枢纽,也是我国海洋权益维护、气候治理和蓝碳战略实施的关键海域。团队立足海南、面向南海,围绕蓝碳潜力评估、海洋碳汇增汇路径探索和海洋生态环境治理开展系统研究,服务国家“双碳”目标和海洋强国战略。同时,团队通过本研贯通培养和国际联合培养,培育具有全球视野和交叉创新能力的海洋科学人才,为海南深海科技创新高地建设和可持续海洋治理提供科学支撑。
代表性科研成果
1. Tong, S., Shen, H., Han, L.-L., Tang, J.-M., Wan, X.S., Zheng, Z.-Z.*, Kao, S.-J.*, 2026. Ammonia oxidizers offset acidification stress via adaptive substrate affinity in aquatic ecosystems. Nature Communications 17, 2083.
2. Lu, L., Zheng, X.*, Weber, M.E., Peck, V., Reilly, B.T., Chen, Z., Yan, W., Chen, T., Yan, H., Gong, X., Wu, S., Zheng, L., Wan, S., Du, Y., Tauxe, L., Yang, Q., Brachfeld, S., Williams, T., Martos, Y.M., Du, Z., Garcia, M., Pérez, L.F., Yang, H., Huang, B., Warnock, J., Kao, S.-J.*, 2025. Extremely poleward shift of Antarctic Circumpolar Current by eccentricity during the Last Interglacial. Nature Communications 16, 8869.
3. Jiang, S.*, Cui*, Y.*, Wang, Y., De Palma, M., Naafs, B.D.A., Jiang, J., Hu, X., Wu, H., Chu, R., Gu, Y., Wang, J., Huang, Y., Ingalls, M., Bralower, T.J., Yang, S., Zachos, J.C., Ridgwell, A., 2025. Millennial-timescale thermogenic CO2 release preceding the Paleocene-Eocene Thermal Maximum. Nature Communications 16, 5375.
4. Tan, E.*, Yan, X., Du, M., Chen, B., Chang, Y., Zou, W., Zheng, L., Middelburg, J.J., Wan, X., Huang, Z., Zheng, Z., Xu, M., Zhao, H., Han, Y., Kao, S.-J.*, 2025. Sedimentary Nitrate Respiration Potentially Offsets the Climatic Benefits From CO2 Uptake by Marginal Seas. Geophysical Research Letters 52, e2024GL112790.
5. Hetharua, B., Xu, M.*, Sun, S., Zhang, K., Yang, H., Liu, H., Kao, S.-J.*, 2025. Temperature-driven nitrogen mixotrophy shapes marine cyanobacteria Prochlorococcus and Synechococcus latitudinal distribution pattern. Communications Earth & Environment 6, 149.
6. Shen, H., Wan, X. S., Zou, W., Dai, M., Xu, M. N.*, & Kao, S.-J*., 2024. Light-driven integration of diazotroph-derived nitrogen in euphotic nitrogen cycle. Nature Communications 15(1), 9193.
7. Wan, X.S., Sheng, H.-X., Dai, M., Casciotti, K.L., Church, M.J., Zou, W., Liu, L., Shen, H., Zhou, K., Ward, B.B., Kao, S.-J.*, 2023. Epipelagic nitrous oxide production offsets carbon sequestration by the biological pump. Nature Geoscience 16, 29-36.
8. Su, J., Cai, W.*, Brodeur, J., Chen, B., Hussain, N., Yao, Y., Ni, C., Testa, J. M., Li, M., Xie, X., Ni, W., Scaboo, K. M., Xu, Y., Cornwell, J., Gurbisz, C., Owens, M.S., Waldbusser, G.G., Dai, M., Kemp, W.M., 2020. Chesapeake Bay acidification buffered by spatially decoupled carbonate mineral cycling, Nature Geoscience 13:441–447.
9. Tan, E, Wenbin Zou, Zhenzhen Zheng, Xiuli Yan, Moge Du, Ting-Chang Hsu, Li Tian, Jack J. Middelburg, Thomas W. Trull, Kao, S.-J.*. 2020. Warming stimulates sediment denitrification at the expense of anaerobic ammonium oxidation, Nature Climate Change, 10: 349-355.
10. Zheng, Z.-Z., Zheng, L.-W., Xu, M.N., Tan, E., Hutchins, D.A., Deng, W., Zhang, Y., Shi, D., Dai, M., Kao, S.-J., 2020. Substrate regulation leads to differential responses of microbial ammonia-oxidizing communities to ocean warming. Nature Communications 11, 3511.
育人成效
团队构建了“本研贯通、多学科交叉、国际化协同”的人才培养体系,持续推动本科生早进课题、早进实验室、早进科研团队。通过本科生科研训练项目,累计支持40余名本科生参与科研训练和课题研究。
近五年来,学生深度参与国家自然科学基金创新研究群体项目、重大研究计划等重要科研任务,在海洋碳氮循环、稳定同位素示踪和海洋生态环境演变等方向接受系统科研训练。研究生以第一作者或共同第一作者在Nature Communications、Environmental Science & Technology、Geophysical Research Letters等国际重要期刊发表多篇高水平论文。多名学生获得国家奖学金、省级优秀学位论文、全国海洋生态与气候变化论坛优秀报告奖等荣誉。
团队重视国际化培养,聘请南加州大学、波恩大学、牛津大学、GEOMAR等国际知名机构近20位学者担任合作导师,为学生提供联合指导、国际交流和海外研修机会,并计划持续选派本科生和优秀研究生赴境外开展6至12个月联合培养。
本科生毕业后继续深造比例较高,多数进入厦门大学、同济大学、中国科学院、自然资源部第二海洋研究所等国内知名高校和科研院所。已毕业博士生中,绝大多数已成长为高校和科研院所科研骨干,形成了具有国际视野和持续发展潜力的海洋碳氮循环后备人才梯队。
导师阵容
姓名 | 简介 |
谭萼辉 | 研究员,国家级青年人才,沉积物生物地球化学团队负责人。研究方向为:全球变化下陆海关键水体和沉积物中的氮生地化循环及其气候反馈。秉持“探海求真,修己达人”育人理念,践行课堂理论与实验实践相结合。 |
姜仕军 | 教授,海洋地质年代学团队负责人。研究聚焦“过去的海洋”——探索海洋生命、全球气候与碳循环的内在联动。足迹遍及高山与深海,诚邀对地球历史、生命演化及气候变化感兴趣的同学加入。坚持在实践中培养跨学科思维、独立分析与创新能力,鼓励尽早参与野外采样与实验室研究。 |
郑旭峰 | 教授,海南大学极地与海洋地质团队负责人。研究方向为海洋地质与古气候变化,聚焦南大洋、北太平洋古环流演变及大气-海洋-冰盖相互作用。指导特色为跨学科、国际化、重成果、育优才。 |
李大伟 | 教授,海洋生物标志物与有机碳循环研究团队负责人。聚焦冰期-间冰期海洋碳循环与气候变化偶联关系解析有机碳源汇过程及生源要素对生物泵的调控,发展同位素与生物标志物新指标。坚持问题导向、方法创新、严谨务实。 |
马新东 | 研究员,海洋有机化学与地球循环团队负责人。主要从事新污染物方法学、环境行为与归趋、多介质模型及入海通量预测与评估研究。指导特色为重方法、强模型、育实用型人才。 |
徐敏 | 研究员,海洋科技协同创新中心培育团队负责人。从事海洋生物地球化学循环研究,聚焦河口-近海-开阔大洋氮转化动力学过程及其对全球变化的响应机制研究。指导特色为多技术融合、育创新人才。 |
刘建安 | 研究员,放射性同位素海洋化学团队负责人。主要从事近海放射性同位素海洋学与生物地球化学研究,聚焦海底地下水排放(SGD)驱动的陆海界面物质循环。注重多学科交叉,引导学生独立设计研究方案。 |
罗笠 | 研究员,海洋科学协同创新中心培育团队负责人。主要从事气溶胶源解析、二次气溶胶形成机制、大气沉降生态效应、海气交换及其气候效应。融同位素溯源-大气过程-生态效应,育交叉创新人才。 |
苏剑钟 | 副研究员,碳循环与全球变化团队负责人。研究河口近海碳循环及其对富营养化、缺氧、酸化的响应,聚焦温室气体源汇、碳酸盐体系及碳稳定同位素。聚焦碳循环前沿,解析多环境胁迫响应,锻造海洋化学创新后备人才。 |
招生计划与意向
招生专业:
面向海洋科学、生态学、环境科学、材料科学与工程、海洋生物学、计算机科学与技术、化学、农学、数学与应用数学、应用物理学、电子信息工程、人文地理与城乡规划等相关专业招生;
选拔方式:
学业成绩位列所在班级前10%(以本科生院或学院盖章的成绩单为准)。
综合考察维度(在达标学生中择优选拔):
1. 科研潜质:有参与科研项目、学科竞赛或实验室经历者优先;对海洋化学、地质、生态等方向有浓厚兴趣。
2. 学科基础:海洋科学、环境科学、化学、地质学、生物学等相关专业核心课程成绩优异。
3. 综合素质:具备团队协作精神、抗压能力及创新意识;有野外调查或实验技能者加分。
4. 面试环节:每位导师/团队负责人可结合研究方向进行5-10分钟专业面谈,重点考察逻辑思维与科学热情。
选拔流程:学生自主申请(附成绩单、个人陈述)→团队统一初审(筛选前10%)→导师组联合面试或分团队面试 →公示入选名单。
联系与互动渠道
招生联系人:王老师
联系电话:15521327899