海岸带是地球上最为重要的生态以及社会-经济体系之一。人类活动与气候变化压力下,近岸生态系统的衰退特征与机制是国际热点研究内容。然而,受海洋生态环境调查数据的限制,难以开展生态系统的长期演变规律研究。本研究利用古生态学技术,结合碳、氮稳定同位素及生物标志物多个参数,重建了西澳北部Kimberley地区Cygnet Bay珍珠贝养殖对生态系统的影响过程。研究结果不仅揭示了该区域长时间养殖活动对生态环境的影响,而且改进了沉积物中碳、氮稳定同位素的前处理方法。主要研究成果表述如下:（1）针对澳大利亚西海岸沉积物中富含碳酸盐的特点,改进了前处理方法,减少了酸化过程对海洋沉积物δ13C分析的影响,为分析海洋沉积物δ13C提供合理、可靠的前处理方法。研究结果表明,酸洗法中6%H2SO₃和1 mol/L H3PO4并不能完全去除较高无机碳含量样品中的无机碳酸盐;2 mol/L HCl对去除海洋沉积物中不同无机碳含量更为理想;酸蒸法并不适用于无机碳含量较高的沉积物样品,无机碳含量较低的沉积物样品,9小时酸蒸较为适宜;非原位酸洗不仅避免了水洗过程中酸溶性有机物的流失,而且降低了残留酸对样品有机组份以及仪器设备的影响,是去除海洋沉积物中无机碳较理想的方法。（2）沉积物δ13C分析的酸化过程可能会对总氮（TN）和氮稳定同位素（δ15N）分析产生偏差,影响其环境指示意义的准确性。因此,本研究选取了509个碳酸钙含量差异显著的海洋沉积物,探讨酸化过程（非原位酸洗法）对海洋沉积物TN和δ15N分析的影响。研究表明,酸化前后海洋沉积物中的碳氮及其同位素差异显著,且这种差异与样品中碳酸钙含量呈显著正相关。对于碳酸钙含量<20%的海洋沉积物,酸化后总氮流失1-40%,δ15N偏移达2‰;碳酸钙含量>20%的样品,酸化导致10-60%总氮流失,δ15N的偏移范围为1-14‰,均影响各指标的环境指示意义。因此,本研究建议分开测定海洋沉积物中的碳氮及其同位素,即使对无机碳含量相对较低的样品。（3）西澳Cygnet Bay珍珠贝养殖（Pinctade maxima）已有50多年的历史,曾被认为是生态环境安全产业。然而,寡营养盐海域生态环境脆弱,缓慢的变化经长时间积累仍可能导致生态环境的变迁。通过运用STARS（Sequential t-test Analysis of Regime Shift）分析方法比较养殖区和非养殖区生态环境差异,发现尽管珍珠贝养殖没有引起富营养化现象,但养殖区总有机碳（TOC）、TN、生物硅（BSi）和粉砂（Silt）的值在1980s后显著增加,相比于非养殖区,有机质增加了约2-3倍,生物硅增加了约2-5倍,而C/N、δ13C和δ15N值的变化,进一步证明海源有机质贡献增加,与1980s后养殖密度的增加,以及长线设施的使用有关。养殖设施（长线）使水动力减弱利于细颗粒沉积,珍珠贝的排泄物以及清理养殖设施与珍珠贝壳上的污损生物使沉积物中有机质含量增加,提供了丰富的营养盐,促进硅藻的生长。本研究结果警示我们要注意珍珠贝养殖带来的养殖区缓慢的环境演变过程,以避免突发的生态灾害。（4）多数海域的研究表明,气候变化影响海洋生态系统生产力、结构和功能。近百年来,西澳北部表层海水温度上升,降雨量显著增加,且1980s后El Ni?o事件发生频率增加。本研究利用生物标志物重建了西澳北部Cygnet Bay百年来硅、甲藻生物量变化与气候变化的响应过程。研究表明,Cygnet Bay菜子甾醇和甲藻甾醇的含量在1990s后显著增加,指示了硅藻和甲藻生物量的增加。硅藻和甲藻比例也发生了明显变化,1990s后硅藻比例上升,而甲藻比例下降。长链正构醇n-alkanols（C28+C30+C32）和长链烷烃n-alkanes（C27+C29+C31）含量相对稳定,表明陆源有机质输入变化并不显著,在1990s末期陆源有机质输入略有增加。Cygnet Bay浮游植物生产力的变化与El Ni?o事件的发生有关,当El Ni?o发生时,印尼贯穿流ITF（Indonesian Throughflow）减弱,利于沿岸上升流将底层营养盐输送到透光层,促进浮游植物生长。1980s后El Ni?o事件频发,加之年均降水量在1990s末期显著增加,速率约40-50 mm 10yr-1,陆源有机质输入增加,营养盐输入的增加促进了硅藻和甲藻的生长,尤其是硅藻。