本论文以南海北部、相对高纬度海域大亚湾石珊瑚为研究对象，通过连续3年生态调查，分析活珊瑚覆盖度、种属、年龄结构等参数，研究石珊瑚群落对全球变暖、极端事件和人类活动的响应及其在这些影响下的演变规律，旨在为珊瑚群落的保护政策制定以及未来发展趋势评估提供科学依据；石珊瑚骨骼是记录环境变化极好的材料，本论文通过分析块状滨珊瑚骨骼生长率、密度和钙化率参数，旨在从相对于群落尺度的更细微的角度论证全球变暖和海洋酸化对相对高纬度海域石珊瑚生长的影响；通过滨珊瑚骨骼Sr/Ca、Mg/Ca、重金属和磷元素地球化学分析，重建了连续、高分辨率的近50年水温变化和近20年水体污染状况，旨在了解大亚湾，乃至南海北部相对高纬度海域环境变化过程和未来趋势。　　 研究表明，大亚湾近50年来持续变暖，石珊瑚群落发育但未成礁。群落生态调查结果显示了明显退化的迹象：近25年来活珊瑚覆盖度从76.6％下降到15.3％，退化达80％，群落优势种由枝状的霜鹿角珊瑚变成块状和皮壳状的秘密角蜂巢珊瑚。群落年龄结构分析显示全球变暖有助于群落发育，但人类活动影响导致了群落的持续衰退。2008年初，大亚湾经历了近50年来罕见的极端低温事件，连续多天最低SST为12.3℃左右，低于传统认为的珊瑚“致命”温度。但针对该事件的生态调查显示，低温事件对本区石珊瑚群落没有造成明显影响，活珊瑚覆盖度没有发生明显变化，反映了大亚湾海区的珊瑚种类已经总体上适应了极端低温的环境，具有进一步发育的潜力，相对高纬度海域石珊瑚群落可望在全球变暖背景下成为石珊瑚物种的避难所。　　 对持续生长46年(1962～2007)的滨珊瑚骨骼生长率、密度和钙化率参数分析，结合水温和大气CO2含量变化，得出水温是大亚湾石珊瑚钙化的主导控制因素。在1962至1993年间，全球变暖、水温上升对相对高纬度海域大亚湾滨珊瑚生长有缓解冬季低温胁迫、促进骨骼钙化的作用；随着水温持续上升以及大亚湾核电站的运行，叠加产生的高水温对滨珊瑚骨骼形成高密度带造成不同程度的抑制作用，导致自1993年以后生长率呈下降趋势，并出现1997～2001和2006年的低谷。海洋酸化、海水碳酸钙饱和度下降导致1988～2006年滨珊瑚骨骼钙化率下降约6％，目前虽然海洋酸化对大亚湾珊瑚钙化造成的影响远小于水温，但作为“潜在因素”，未来几十年内会更加凸显出来。　　 持续生长46年滨珊瑚Sr/Ca、Mg/Ca序列很好地记录了大亚湾近50年来的气候演变。研究表明，滨珊瑚Sr/Ca、Mg/Ca呈现明显的年周期变化。Sr/Ca较Mg/Ca变化趋势更好地记录了大亚湾气候演变的过程，这与Mg元素受到除水温以外其他因素影响较大有关。滨珊瑚Sr/Ca、Mg/Ca与SST和气温呈显著相关，由此建立了大亚湾滨珊瑚骨骼Sr/Ca-SST、Mg/Ca-SST以及Sr/Ca-气温、Mg/Ca-气温线性回归方程。大亚湾与灯楼角的滨珊瑚Sr/Ca-SST回归方程相近，可能共同体现了南海北部相对高纬度边缘海的特征。Sr/Ca-SST方程重建的夏季高SST值显示，1985～1993年、1995～2007年夏季最高SST平均值分别为27.84℃和29.01℃，相差1.17℃；而不受核电站温排水影响的遮浪海洋环境监测站实测的SST在1994年前后平均值相差仅0.22℃。因此，全球变暖与温排水叠加的夏季高水温可以被滨珊瑚骨骼地球化学指标记录下来。　　 大亚湾滨珊瑚是记录该海域水体重金属和磷元素含量变化很好的指示器。研究表明，大亚湾海域Cr、V、Cu、Fe和Mn元素近20年来没有明显变化。对比其他海域，大亚湾没有受到这些重金属元素的严重污染。但Zn元素至1993年以来呈现明显上升的趋势，与北岸工业污水排放有关。Fe.Mn元素在1986～1990年含量异常，与大亚湾核电站建设和雨季相对应；而Cu元素在1986～1992年异常高值与Fe、Mn以及降雨并不相关，推测可能与惠州港建设与航道疏浚有关。通过滨珊瑚骨骼磷元素ICP-AES分析方法重建了大亚湾水体近20年来连续的磷元素变化序列，结合磷元素季节性循环特征以及作为水体限制性营养元素的结论，解释了大亚湾水体磷含量与降雨和浮游植物季节性变化以及赤潮爆发的关系。总体结果显示，大亚湾周围虽然没有大河，但雨季的陆源径流输入对水体的影响不容忽视，工程施工、砍伐树林、农田开垦等活动使得土壤剥蚀加剧，能够导致短期内的水体重金属含量急剧上升的急性污染事件。