高航 个人简历（CV） 海洋生物地球化学,海洋与地球科学学院200092上海E-mail:hgao@Tel:+86(0)21-65981631 教育经历 11/2011-目前 助理教授/讲师，同济大学海洋与地球科学学院 10/2006-10/2011 德国马普海洋微生物研究所，生物地球化学方向，理学博士中国科学院广州地球化学研究所，地球化学方向，理学博士 07/2005-09/2006 03/2004-06/200509/2000-08/2003 09/1996-07/2000 获中德DAAD项目资助于德国歌德学院(08–09/2006)和上海同济大学留德预备部(07/2005–07/2006)进行德语培训中国科学院广州地球化学研究所，地球化学专业，博士研究生中国科学院西北高原生物研究所，生物学专业，天然产物化学方向，理学硕士烟台大学，生物化学专业，理学学士 研究经历 09/2003–02/2004中科院西北高原生物研究所，研究助理 主持及参与课题项目 海岸带氮的生物地球化学循环 教育部高校博士学科点专项科研基金-潮汐作用下沉积物-水界面水体流速对沉积物脱氮作用的影响（2014-2016，主持） 2013年上海市自然科学基金-东海海岸带潮滩沉积物反硝化和厌氧氨氧化及其环境驱动机制（2013-2016，主持） 国家重点实验室自主基金-东海海岸带沉积物-水界面无机含氮营养盐通量及其与氮循环过程的关系初探（2012-2013，主持） 国家重点实验室开放基金-SedimentaryanicmatterintheYangtzeRiver -1- 个人简历（CV） Estuary:Distribution,dynamics,andrelationshiptothenitrogencycle（2012-2014，参与）国家自然科学基金-珠江口海岸带沉积物甲烷分布时间序列变化及其机理（2010-2012，参与）德国国家基金-‘WattProgram’瓦登海潮滩沉积物氮循环过程研究（2006-2010，参与）广东省博士启动基金-珠江口琪澳岛红树林保护区沉积物的脱氮作用及其影响因素（2004-2005，2007，参与）深海高温高压条件下微生物的耐受性中国科学院仪器专项-极端海底环境分子生物地球化学多极模拟反应和监测系统，开展大肠杆菌高温高压耐受性研究（2004-2005）海洋环境基线及其自然变化中科院广州地化所知识创新项目-珠江河口及邻近海域沉积界面生物地球化学循环，开展南海表层水柱浮游藻类营养盐限制作用研究（2004-2005）海洋浮游植物的光合机理研究国家973子课题-绿藻Codiumfragilesp.叶绿体类囊体膜捕光色素蛋白复合物的分离，纯化和鉴定，1999-2000生化制品的研制与开发国家产业化项目-白刺tangutorumBobr.和NitrariasibiricaPall.有效化学成分的提取，分析及其种子油的药理活性研究（2001-2003）降血脂保健品血脂康的研制与开发（2001-2003） 资助与奖项 马普协会资助（2009-2011）DAAD奖学金资助（2006-2008）中科院西北高原生物研究所优秀研究生（2002-2003）烟台大学化学生物理工学院院系优秀学生（1997-1998，1999-2000）青海省科技成果奖，编号:20020018-05 学术活动 航次与野外考察2013年12月-2014年3月，DY30航次，现场采用15N同位素对技术研究西南印 度洋热液区多金属硫化物在该区域氮循环过程的作用2013年4月、11月，东海海岸带崇明东滩的野外近海航次，研究潮滩沉积物-水 界面无机含氮营养盐通量及其与氮循环过程的关系，并利用现场模拟原位条件的柱芯培养实验，研究反硝化和厌氧氨氧化的脱氮贡献，探讨其环境驱动机制。
2006年10月，2007年3月和8月，2008年4月，2009年6月和10月，瓦登海 -2- 个人简历（CV） 野外考察，并行采用多种15N同位素单体化合物对潮滩沉积物进行了现场完整柱芯和密闭袋式培养，对氮流失和氮固定过程速率进行了测定，并分析了外界微环境对各过程的影响，评价了渗透性沉积物在全球海洋氮循环中的作用。
2007年5-6月，黑海M72/5航次，采用15N同位素对技术对黑海厌氧水柱进行现场培养，对氮流失的典型过程-反硝化和厌氧氨氧化过程进行了研究，并探究了氧气对各过程的影响。
合作研究与台湾中山大学海洋科学系助理教授林玉诗博士合作，研究东海海岸带近海潮滩碳氮元素的分布、动力学作用特征和生物地化循环过程（2012-2014）与佛罗里达州立大学的JoelEKostka教授合作，研究潮汐对瓦登海潮滩间隙水中营养盐的影响及其表征的氮流失生物地化过程（2006-2008）与马普微生物研究所数学模型组的MaciejMatyka,BoLiu,ArzhangKhalili和奥登堡大学ICBM的ThomasHBadewien,MelanieBeck合作，开发上覆水-沉积物界面含氮营养盐通量模型（2009-2011）指导学生与台湾中山大学海洋科学系助理教授林玉诗博士联合指导硕士研究生邓龙辉，开展东海海岸带近海潮滩碳氮元素的分布、动力学作用特征的研究（2012-2014）与GauteLavik博士联合指导印度Ahmedabad物理研究实验室交换生ArvindSingh，开展潮滩沉积物的氮固定过程与速率的研究工作（2010） 期刊评审活动 BiogeochemistryISMEjournal（Nature子刊）会员 -3- 个人简历（CV） 发表文章 期刊论文：
A.Canion,
J.E.Kostka,
T.M.Gihring,
M.Huettel,
J.E.E.vanBeusekom,
H.Gao,
G.Lavik,andM.M.M.Kuypers.Temperatureresponseofdenitrificationandanammoxrevealstheadaptationofmunitiestoinsitutemperaturesinpermeablemarinesedimentsthatspan50°inlatitude.Biogeosciences(the2012impactfactor:3.754,SCI),11,309-320,2014 Gao,
H.,M.Matyka,
B.Liu,
A.Khalili,
J.E.Kostka,
G.Collins,
S.Jansen,
M.Holtappels,
M.M.Jensen,
T.H.Badewien,
M.Beck,
M.Grunwald,D.deBeer,
G.LavikandM.M.M.Kuypers,IntensiveandextensivenitrogenlossfromintertidalpermeablesedimentsoftheWaddenSea,LimnologyandOceanography(the2012impactfactor:3.405,SCI),57
(1):185-198,2012 Gao,
H.,F.Schreiber,
G.Collins,
M.M.Jensen,
J.E.Kostka,
G.Lavik,D.deBeer,
H.Y.Zhou,
M.M.M.Kuypers,AerobicdenitrificationinpermeableWaddenSeasediments.TheISMEJournal(Featuredarticle,the2012impactfactor:8.951,Naturejournals,SCI),4:417-426,2010 Wang,
H.,H.Gao,
H.Y.Zhouetal.TheinvestigationonthenutrientsandChlaoftheseawaterinthemangroveintertidalregionaroundQiaoIslandatPearlRiverestuary.2005.TaiwanStrait,24:502-507(InChinese,CSCD) Suo,
Y.R.,
H.GaoandH.L.Wang.TheprotectiveeffectofNitrariatangutorumBobr.seedoilfromQaidamBasinontheliverinjuryofmice.2005.NaturalProductResearchandDevelopment.17:573-576(InChinese,CSCD) Suo,
Y.R.,
H.GaoandH.Q.Wang.ChineseNitrariatangutorumBobr.:ChemicalconstituentsofseedoilextractedbySPE-CO2.2004.NaturalProductResearchandDevelopment.16:16-18(InEnglish,CSCD) Gao,H.andY.R.Suo.AminoacidcontentandnutritionalevaluationofNitrariasibiricaPall.andNitrariatangutorumBobr.inTsaidamBasin.2002.AminoAcidandBioticResources.24:4-7(InChinese,CSCD) -4- 个人简历（CV） Gao,
H.,T.C.LiandY.R.Suo.AnalysisonmineralelementsinNitrariasibiricaPall.andNitrariatangutorumBobr.inTsaidamregion.2002.GuangdongWeiliangYuansuKexue.9:52-54(InChinese,CSCD) 会议摘要：
H.Gao,
W.M.Ma,
D.Z.Ren,
Z.J.Wu,
G.Lavik,
M.M.Kuypers,
H.Y.Zhou.N-lossprocessesintheintertidalsedimentsatPearlRiverEstuary.15thISME,Seoul,Korea，24-29Aug，2014(submitted)
L.H.Deng,
H.Gao,
J.J.Hung,
H.Y.Zhou,
Y.S.Lin.DynamicsofdissolvedcarbonandnitrogeninintertidalsedimentsofYangtzeRiverestuary.Goldschimdt.Sacramento,California,3-8Aug,2014（Oralpresentation）
H.Gao.PermeablesedimentsasamajorN-sinkintheWaddenSea.Workshop“Porewaterflowinmarinesystems”.Delmenhost,Germany,06-07Aug,2010(Oralpresentation)
H.Gao,
F.Schreiber,
G.Collins,
J.E.Kostka,
G.Lavik,D.deBeer,
H.Y.Zhou,
M.M.M.Kuypers..ImpactsofoxygenonN-lossratesinpermeableWaddenSeasediments.FinalSymposium:Reaearchgroupon“BiogeochemistryofTidalFlats”.Delmenhost,Germany,19-20May,2009(Posterpresentation) Gao,
H.,F.Schreiber,
G.Collins,
J.E.Kostka,
G.Lavik,D.deBeer,
H.Y.Zhou,
M.M.M.Kuypers.AerobicdenitrificationinpermeableintertidalsedimentsfromtheWaddenSea.EuropeanGeosciencesUnionMeeting,Vienna,Austria,1-7April,2009(Posterpresentation)
H.Gao,
J.E.Kostka,
G.Collins,D.deBeer,
G.LavikandM.M.M.Kuypers.ExtensivenitrogenlossfromintertidalpermeableWaddenSeasediments.OceanScienceMeeting,2008(Oralpresentation) -5- 个人简历（CV） 研究方向与特长 碳（C）、氮（N）、磷（P）是构成地球生命大分子必需的基本元素。
海洋浮游生物活体或来自其死体有机物矿化后释放物中的碳氮磷元素组成符合Redfield比值，即C:N:P为106：16：1（Redfield1963）。
这一相对恒定的比值，揭示了海洋中碳氮磷循环之间的密切关系。
而这三种元素之中，氮被认为是调控海洋水体初级生产力的限制性因子，并可进一步影响海洋对大气中二氧化碳的固定。
因此，海洋中氮生物地球化学循环过程的研究有助于深入理解目前全球碳循环机理。
海洋氮循环的研究在近十多年来取得了突破性的进展，使人们认识到氮流失的过程不仅是反硝化过程，厌氧氨氧化过程的贡献不可忽视，并且在有些地区，甚至处于主导地位；深海大洋也存在显著的微生物固氮作用，可有效地平衡氮固定与氮流失之间的关系；而对氮循环各过程的定性定量研究，为深入理解氮固定和氮流失过程中微生物的活性及其在地化过程中所扮演的角色提供了重要的直接地球化学证据。
对现代海洋氮循环的研究不仅有助于深入理解目前剧烈的人为干扰因素对海洋氮循环和碳循环的影响，而且还可以“将今论古”，帮助我们去追溯地质历史上的海洋氮循环与碳循环的历史。
现代海洋中氮的生物地球化学过程的研究本人在博士阶段重点对海岸带沉积物中氮的生物地球化学循环过程进行了系统 的研究。
采用稳定性同位素15N的示踪法，通过采用完整柱芯和沉积物-水混合物等多种培养方法，并模拟原位高氧含量，测定了渗透性沉积物的氮流失即反硝化与厌氧氨氧化过程的速率；同时，借助多种化学或生物传感器以及膜进样同位素质谱仪，对培养过程中的氧气浓度和氮流失过程（硝酸盐消耗量或氮气生成量）进行了在线即时监测。
通过现场分析和原位模拟实验，发现在海洋环境中存在有氧反硝化过程，打破了人们对于反硝化作用仅发生在厌氧条件下的传统认识，该项成果已于2010年发表在Nature子刊《TheISMEJournal》杂志上，被业界同行广泛引用（52次）。
在此基础上，对有氧条件下可能产生的硝化过程与氮流失反硝化与厌氧氨氧化过程的耦联进行了定性定量的研究，确定硝化-反硝化的耦联作用及其对反硝化总量的部分贡献，进一步探讨沉积物中脱氮过程对于原位氧化还原环境的生态响应（相关研究工作正在进行）。
本人还在年际野外实验研究基础之上，利用原位的物理化学监测数据发展建立了沉积物-水界面的年际硝酸盐通量模型，以WaddenSea为例证实了渗透性沉积物是海洋氮循环中极其重要的氮流失区域，这一认识改变了认为渗透性沉积物在海洋生物地球化学循环中作用微乎其微的传统观点，对于重新认识在剧烈人为干扰下的现代海洋氮循环意义重大，该论文结果发表在《LimnologyandOceanography》杂志上。
-6- 个人简历（CV） 微生物功能活性的地化证据氮循环中的各种生物地球化学过程几乎都是微生物介导的，对于生物地球化学 过程的定量和定性研究有助于推动微生物功能活性的认识。
传统上认为反硝化反应的发生是严格厌氧的，本人在博士期间在有氧条件下对 渗透性沉积物的反硝化过程的研究发现，在氧气含量达到饱和时也会有硝酸盐的消耗，而且氧气消耗过程与氮气的生成过程（即硝酸盐还原作用）是同时进行的，暗示环境中可能存在有氧反硝化细菌或能够迅速进行氧气消耗和硝酸盐还原的微生物共生群落，其具有可以快速适应渗透性沉积物中由于间隙水对流作用导致的不断频繁交替的有氧-缺氧微环境的功能。
本人在研究厌氧氨氧化反应的过程中还发现，15N-N2在有氧条件下也可生成，说明原本由烯丙基硫脲（ATU）抑制的硝化作用仍在进行，鉴于泉古菌（Crenarchaea）对ATU的耐受性要高于硝化细菌，推测可能这部分未被抑制的由硝化-反硝化产生的15N-N2是由泉古菌介导的。
对于生物地球化学过程反应速率的量化研究有助于揭示可能参与该过程的微生物的存在性，证明环境中微生物的活性功能。
在此基础上，结合相应的分子生物学手段如CARD-FISH来对所测的样品中执行相应地化反应的功能微生物进行定性定量的研究，并从基因表达水平(DNAexpression)上进行检测，可进一步获得分子生物学上的佐证。
另外，微生物群落具有特征的Biomarker，但是目前还是无法由Biomarker来直接严格地指证对应的微生物在环境中是否有活性？活性如何？如果将生物地球化学过程、环境基因和生物标记物的证据有机地结合，将有助于深入认识氮循环的过程和机理，并可望取得高水平的研究成果。
古海洋氮循环历史的反演天然界的氮主要是以14N和15N的形式存在，生物介导的同位素分馏会导致稳定同 位素15N的天然丰度（δ15N）的差异，因此，浮游生物和溶解无机氮的δ15N可追溯海洋生态系统中参与初级生产的氮源，是来自河流输入、大气沉降或是氮的生物固定？水柱中浮游生物和溶解无机氮的δ15N还可表征相应的氮的生物地化过程，大洋水柱中硝酸盐δ15N的平均值为5‰，氮固定会降低水柱中硝酸盐δ15N，而反硝化反应则会增加δ15N。
因此，水柱中的δ15N可以进一步揭示古海洋中的氮平衡状况。
水柱中的有机氮通过沉降作用包埋在沉积物中，那么沉积物中有机物的δ15N便记录了当时水柱中的氮的生物地化过程。
但是由于沉积物中的成岩作用会导致有机质降解进而引起δ15N的改变，因此，在低生产量低纬度的海域域沉积物中δ15N的记录表征古海洋水柱中的氮循环的可信度就大大降低。
近年来的研究表明，有孔虫中的δ15N不受成岩作用的影响，能够比较真实的反映当时水柱中的氮的生物地化过程。
-7- 个人简历（CV） 因此，对不同海域将沉积物和有孔虫中的δ15N的研究结合起来，将会使大洋氮循环史的重建成为可能，这将为理解冰期、间冰期氮循环的调控机理以及对大洋碳循环的调控的历史重建提供有力的证据。
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