赵军复杂海洋过程机制解析

职称:副研究员
学科专业:海洋生物地球化学
办公电话:0571-81963223
行政职务: 无
导师: 硕士研究生导师
电子邮件:jzhao@sio.org.cn
通讯地址:浙江省杭州市保俶北路36号 1#704
个人主页: https://scholar.google.com/citations?user=g8eWMrwAAAAJ

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  • 个人简介

    赵军,男,1982年生,山东乳山人,党员。博士,副研究员,硕士研究生导师。《极地研究》编委,《Frontiers in Marine Science》客座编辑,国家自然科学基金通讯评审专家,南、北极考察活动行政许可评审专家,2023年第三季度入选“发现最美浙江人·浙江好人榜”,2026年荣获“中国极地考察先进个人”荣誉称号。主要从事南极海洋有机生物地球化学研究。

    2001-2011年就读中国海洋大学环境科学专业,获理学学士学位和工学博士学位;期间2009-2010年受国家留学基金委资助赴美国德克萨斯农工大学留学1年。2011年7月起,在自然资源部第二海洋研究所工作;2017-2018年受国家留学基金委资助赴美国佛罗里达大学访问1年。多次参加中国南极考察,担任中国第37次南极考察首席科学家。正在主持国家自然科学基金面上项目1项;完成南极重点海域对气候变化的响应与反馈项目子专项2项,国家自然科学基金面上项目1项,国家自然科学基金青年科学基金项目1项,国家海洋局第二海洋研究所基本科研业务费专项团队项目1项、个人项目1项,中国极地科学战略研究基金青年项目1项。在L&O、JGR、SCES、FMS、MC、MPB、AOS、CSR等主流期刊发表学术论文88篇,其中SCI收录58篇,以第一/通讯作者身份发表33篇;参与出版专著2部。教授硕士研究生课程《海洋沉积物地球化学》。

  • 教育经历

    2005年9月 – 2011年6月     博士, 中国海洋大学环境科学

    2009年9月 – 2010年8月     联合培养博士研究生, 美国得克萨斯农工大学海洋系

    2001年9月 – 2005年6月     学士, 中国海洋大学环境科学

  • 工作经历

    2016年7月 – 今                   硕士研究生导师, 自然资源部第二海洋研究所

    2014年12月 – 今                 副研究员, 自然资源部第二海洋研究所

    2017年9月 – 2018年9月      访问学者, 美国佛罗里达大学地质系

    2011年7月 – 2014年12月    助理研究员, 国家海洋局第二海洋研究所

  • 主要业绩

    长期从事海洋生物地球化学、海洋碳循环与极地海洋学研究,重点关注南大洋、南极普里兹湾、阿蒙森海、罗斯海、宇航员海等海域的生源要素循环、颗粒有机碳输出、铁与沉积有机碳埋藏、浮游植物群落及营养盐动力学等。

    • 科研项目:主持国家自然科学基金面上项目、青年科学基金项目、南大洋专项子课题/子专题、基本科研业务费专项等;作为单位负责人承担国家重点研发计划政府间科技创新合作项目。

    • 航次经历:多次参加中国南极考察,曾任中国第37次南极考察首席科学家、中国第42次南极考察首席科学家助理,并多次担任海洋化学组组长、大洋队党支部书记等。

    • 学术论文:发表SCI论文及中文核心论文多篇,研究成果发表于 Limnology and Oceanography、Journal of Geophysical Research: Oceans、Science China Earth Sciences、Marine Chemistry、Marine Pollution Bulletin、Frontiers in Marine Science、Acta Oceanologica Sinica、Advances in Polar Science等期刊。

    • 荣誉奖励:获2026年中国极地考察先进个人、2023年“发现最美浙江人·浙江好人榜”、2021年自然资源部第二海洋研究所优秀共产党员,以及多次中国南极考察优秀考察队员等。

    • 学术服务:担任《极地研究》编委、南/北极考察活动行政许可评审专家、国科大杭州高等研究院环境学院行业导师、浙江工商大学本科生实务导师、Frontiers in Marine Science客座副主编、国家自然科学基金通讯评审专家、多家期刊审稿人等。

    • 人才培养:指导硕士研究生、博士研究生及博士后多名;讲授《海洋沉积物地球化学》课程。


  • 近五年主持承担的主要科研项目

    项目名称项目来源/类别起止时间编号经费角色
    南极阿蒙森海秋冬季颗粒有机碳高效输出的动力-生态耦合驱动机制国家自然科学基金面上项目2027.01—2030.124267632150万主持人
    南极罗斯海碳沉降通量季节变异的动力—生态主控因素研究自然资源部第二海洋研究所基本科研业务费专项一般项目2025.09—2026.12SOEDZZ25085万主持人
    西南极海域痕量金属铁的源汇格局及示踪国家重点研发计划-政府间科技创新合作“中国和美国政府间合作项目”2023.01—2025.122022YFE0136500200万,其中本单位60万单位负责人
    水体环境调查南大洋专项“南极重点海域对气候变化的响应和影响”子专题2022.01—2024.12IRASCC01-01—主持人
    特殊生境评估南大洋专项“南极重点海域对气候变化的响应和影响”子专题2022.01—2024.12IRASCC02-02155.8万主持人
    水体化学环境调查南大洋专项“南极重点海域对气候变化的响应和影响”子课题2022.01—2024.12IRASCC01-01-02A480.7万主持人
    低初级生产力对底栖物质来源的供应机制南大洋专项“南极重点海域对气候变化的响应和影响”课题2020.01—2021.12IRASCC02-02-0164万主持人
    活性铁促进南极普里兹湾沉积有机碳埋藏的机制研究国家自然科学基金面上项目2020.01—2023.124197622865万主持人


  • 代表性学术论著

    • 赵军*, 胡信, 张海峰, 等. 冰海为幕,生命为诗:南大洋生物地球化学研究综述. 海洋学研究, 2026, 44(1): 30-47.

    • Lishi Chen, Jun Zhao*, Changfeng Zhu, et al. Dynamics of dissolved nutrients in the Antarctic Cosmonaut Sea in austral summer: spatial heterogeneity, inter-monthly variability, and long-term trend. Acta Oceanologica Sinica, 2026, 45(7): 1-18.

    • Yunshang Geng, Jun Zhao*, Haifeng Zhang, et al. Phytoplankton- and physical-regulated dissolved inorganic nutrient dynamics in the Amundsen Sea during austral summer. Journal of Ocean University of China, 2026, 25(2): 702-716.

    • Wenhao Huang, Jun Zhao*, Xiaoze Guo, et al. Highly reactive iron in Ross Sea surface sediments: spatial heterogeneity, environmental controls and implications for Antarctic shelf deposition. Science China Earth Sciences, 2025, 68: 2253-2266.

    • Dong Li, Jun Zhao*, Ji Hu, et al. Spatial dynamics of phytoplankton assemblages and organic carbon stock in the highly productive Amundsen Sea Polynya and adjacent seasonal ice zone. Acta Oceanologica Sinica, 2025, 44(4): 101-120.

    • Changfeng Zhu, Yufei Ding, Wenhao Huang, Jun Zhao*, et al. Influence of austral summer sea ice melting timing on particle fluxes and composition in Prydz Bay, East Antarctica. Acta Oceanologica Sinica, 2025, 44(4): 35-47.

    • Bin Jiang, Jun Zhao, Dong Li, et al. Molecular composition evolution of dissolved organic matter with water depth in Prydz Bay of East Antarctic: Carbon export implications. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2024, 129: e2023JC020571.

    • Wenhao Huang, Xiaoze Guo, Jun Zhao*, et al. Low content of highly reactive iron in sediments from Prydz Bay and the adjacent Southern Ocean: controlling factors and implications for sedimentary organic carbon preservation. Frontiers in Marine Science, 2023, 10: 1142061.

    • 赵军. 中国第37次南极科学考察简报. 极地研究, 2021, 33(3): 469-471.

    • Dong Li, Jun Zhao*, Peng Yao, et al. Spatial heterogeneity of organic carbon cycling in sediments of the northern Yap Trench: Implications for organic carbon burial. Marine Chemistry, 2020, 223: 103813.

    • 李栋, 赵军*, 刘诚刚, 等. 超深渊生境特征及生物地球化学过程研究进展. 地球科学, 2018, 43: 162-178.

    • Jun Zhao, Xuwen Feng*, Xiaolai Shi, et al. Sedimentary organic and inorganic records of eutrophication and hypoxia in and off the Changjiang Estuary over the last century. Marine Pollution Bulletin, 2015, 99: 76-84.

    • Jun Zhao*, Hans-Ulrich Peter, Haisheng Zhang, et al. Short- and long-term response of phytoplankton to ENSO in Prydz Bay, Antarctica: evidence from field measurements, remote sensing data and stratigraphic biomarker records. Journal of Ocean University of China, 2014, 13(3): 437-444.

    • Jun Zhao, Thomas S. Bianchi, Xinxin Li, et al. Historical eutrophication in the Changjiang and Mississippi delta-front estuaries: stable sedimentary chloropigments as biomarkers. Continental Shelf Research, 2012, 47: 133-144.

    • Jun Zhao, Peng Yao, Zhigang Yu*, Thomas S. Bianchi. Orthogonal design for optimization of pigment extraction from surface sediments of the Changjiang River Estuary. Acta Oceanologica Sinica, 2011, 30(4): 33-42.

  • 成果分享

    海洋碳化学研究团队发文阐释南极罗斯海沉积活性铁空间异质性及其控制机制

    2025年7月,自然资源部第二海洋研究所海洋生态系统动力学重点实验室(MED)海洋碳化学研究团队在地学一区Top期刊《Science China Earth Sciences》上发表了题为《Highly reactive iron in Ross Sea surface sediments: Spatial heterogeneity, environmental controls and implications for Antarctic shelf deposition》的研究论文。该研究利用中国南极考察多个航次采集的罗斯海表层沉积物,顺序提取了铁的不同相态,测定了总有机碳(TOC)、总铁(FeT)、粒度、比表面积和主量元素,计算了化学蚀变指数(CIA)以定量评估化学风化程度,表征了高活性铁(FeHR)含量和组成的空间异质性特征,揭示了化学风化强度、基岩性质与冰川融水输入对FeHR特征的协同调控机制,阐明了FeHR与TOC的相互作用及其对沉积环境的指示意义。中国地质大学(北京)和我所联合培养的2023级博士研究生黄文浩为论文第一作者,陈建芳研究员和赵军副研究员为通讯作者。

    海洋沉积物中的FeHR是铁-碳耦合生物地球化学循环的关键驱动因子,但其相态组成与环境调控机制在气候敏感的西南极地区仍缺乏系统认知。该研究表明,罗斯海表层沉积物中FeHR含量和组成差异显著。东部的CIA值和FeHR/FeT比值高于西部的,这受控于低沉积速率对强化学风化形成的细颗粒物质的选择性富集。西南部虽具有研究区域内最低的CIA值,却呈现最高的FeHR/FeT比值,这意味着火成岩基岩贡献及冰川融水/下降风输入塑造了弱风化环境中的FeHR特征。将罗斯海结果纳入全球数据发现,虽然FeHR/FeT比值与CIA值及FeT含量仍呈显著正相关,但罗斯海的空间异质性明显(图1)。这表明化学风化强度仍然是高纬度地区FeHR含量和组成的主控因素,也强调了南极地区独特的冰川融水和岩性特征可显著改变局部FeHR特征。

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    图1  全球范围高活性铁相对含量(FeHR/FeT)与化学蚀变指数(CIA)和总铁(FeT)的关系


    TOC/FeHR比值进一步反映了不同海域迥异的沉积环境特征(图2)。罗斯海西南部和西部的TOC/FeHR比值显著高于东部的,表明在罗斯海,相较于FeHR含量,初级生产力和沉积物TOC含量是这一比值的主控因素。与南极其他海域比较发现,尽管均具有较高的初级生产力和TOC含量,罗斯海西南部和西部的TOC/FeHR比值却显著低于普里兹湾的,这突显了东、西南极海洋沉积物化学风化程度和/或外源FeHR输入差异的控制性影响。相反,水深较浅的罗斯海东部却与南大洋深海类似,均具有较低的TOC/FeHR比值,这表明罗斯海东部沉积环境可能受控于开阔大洋,呈现强化学风化FeHR生成与强TOC再矿化的双重特征。该研究较为全面地揭示了南极不同海域沉积环境的显著差异及其对FeHR特征、铁-碳耦合过程的影响,为深入理解极地铁和碳循环提供了新见解。

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    图2  不同特性沉积物中总有机碳(TOC)含量与高活性铁(FeHR)的关系示意图


    该研究得到了国家重点研发计划项目(2022YFE0136500)、国家自然科学基金项目(41976228)、国家“南极海洋对气候变化的影响与响应”专项(IRASCC 01-01-02A和02-02)和中国留学基金委项目(201704180017)联合资助。


    论文引用:
    Huang, W., Zhao, J.*, Guo, X., Li, D., Hu, J., Zhang, H., Zhu, C., Pan, J., Chen, J.*, 2025. Highly reactive iron in Ross Sea surface sediments: Spatial heterogeneity, environmental controls and implications for Antarctic shelf deposition. SCIENCE CHINA Earth Sciences 68, 2253-2266. https://doi.org/10.1007/s11430-024-1592-1
    黄文浩, 赵军*, 郭晓泽, 李栋, 胡佶, 张海峰, 朱长凤, 潘建明, 陈建芳*, 2025. 罗斯海表层沉积物中的高活性铁: 空间异质性、环境控制因素及其对南极陆架沉积的指示. 中国科学:地球科学 55, 2329-2343.
    https://doi.org/10.1360/N072024-0215

  • 卫星海洋环境监测预警全国重点实验室

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