本文应用生态地质学的基本原理和方法，以“海洋→海鸟→海岛”这一特殊的生物地球化学循环过程为核心，对我国南海西沙群岛多个岛屿近2000年来岛屿生态演化和鸟类数量变化的历史及其影响因素进行了研究，获得了关于西沙珊瑚鸟岛海鸟生态环境的大量新认识。 本文的主要研究内容包括： Ⅰ 探讨了西沙群岛东岛表层土壤的元素含量与分布特征，并对其影响因素进行了分析；结合岛屿植被的环带状分布特征，研究了元素空间分布对植被的控制作用，在此基础上初步探讨了西沙东岛“土壤—植被—鸟类”的相互依存关系。 Ⅱ 根据东岛牛塘表层沉积物的元素和C／N同位素变化特征，获得了黄牛登陆东岛和我国先民开发岛屿的新证据，探讨了野牛对岛屿生态系统的影响；根据沉积物同位素和元素地球化学特征，识别出受到海鸟粪影响的湖泊沉积层，在精确的AMS¹⁴C定年的基础上，利用湖泊沉积物中生物标型元素组合和特征元素比值的方法，恢复了1800a B．P．以来东岛海鸟生态和海鸟数量变化的历史，并探讨了其对于植被演化、气候变化、人类活动的响应关系。 Ⅲ 在西沙群岛东岛东北海岸有保存完好的珊瑚砂砾屑灰岩露头，结合化学分析、偏光显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱仪等宏观、微观方法，分析了东岛海滩珊瑚砂砾屑灰岩磷质胶结物微细层理的结构和元素分布特征；利用数字影像学的基本原理，建立了描述微纹层发育特征的数值化方法，对不同时期形成的胶结物纹层的基本发育特征及其环境意义进行了初步探讨。提供了一种新的方法来探索岛屿鸟粪磷质胶结物的结构和生态环境意义。 Ⅳ 利用西沙金银岛风成堆积剖面和石岛海蚀龛中保存完好的鸟粪颗粒、鸟蛋壳、骨头等鸟类活动遗迹或残体，恢复了金银岛和石岛1800a B．P．海鸟数量变化曲线。在综合对比东岛、金银岛和石岛海鸟数量变化的基础上，建立了西沙群岛近2000年来海鸟数量的四阶段演化过程。 Ⅴ 利用金银岛保存完好的古鸟粪颗粒中指示海洋上升流活动的元素Cd的含量，恢复了1800a B．P．年来南海西部海区上升流和生产力变化的历史；通过上升流与西沙海鸟数量变化曲线的对比，探讨了南海西部气候与海鸟数量的耦合机制。利用鸟粪颗粒中1800aB．P．来Pb、Cd含量变化及其相关性，区分了历史时期大气沉降与海洋上升流对南海Pb的贡献；将历史时期南海大气沉降的Pb曲线与南极法尔兹半岛企鹅粪、西沙东岛红脚鲣鸟粪的Pb记录进行了对比，探讨南海Pb污染与人类文明的对应关系。