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本文在时间尺度上立足于人类文明盛衰多变的中、晚全新世，在空间范围内选取位于高纬度的南极长城站相邻区域若干典型无冰区的企鹅、海豹粪土层和位于低纬度的西沙群岛东岛的红脚鲣鸟粪土层进行分析，并结合南、北极和西沙群岛新鲜粪中持久性毒物的研究，应用多学科交叉的研究方法，用微观生物地球化学记录去探索宏观的生态环境变化的主题。主要研究结果如下：系统分析了采自南极长城站(63°23′S，57°00′W)、中山站(69°22′S，76°22′E)，北极黄河站(78°55′N，11°56′E)以及西沙群岛东岛(16°40′N，112°44′E)等地不同生物介质，包括海鸟粪、海兽粪、蛋壳、羽毛(或毛发)以及骨胳中重金属(包括Hg，Cu，Zn，Pb)的含量水平，研究结果表明：生物粪具有类似于生物体的污染物蓄积规律，并对区域环境有较好的指示作用，是环境污染评价的重要材料。建立了50年来南极湖泊和粪土层中的DDT、HCH记录剖面。研究发现，DDT沉积变化趋势在全球存在两类不同的区域，一类是冰水补给湖。另一类DDT沉积通量高峰仅出现在1960年左右。