调查南海鸟岛生态、对海鸟粪、含粪土沉积物等进行元素、有机和同位素地球化学分析,对沉积层进行AMS(14)C精确定年,探索鸟类聚散、气候与海平面变化及其相关信息,建立几千年来南海鸟类生态对全球变化的响应模式。为研究全球变化及其区域生态响应提供科学依据,将生态、环境与地质联系起来,推动“地球化学生态学”的形成和发展。
在对南海西沙八个岛屿生态系统开展野外调查的基础上,运用多学科交叉的研究方法,对东岛、金银岛等鸟岛的湖泊沉积物、土壤、海鸟、岩石、植物、水样品进行了深入研究,从历史演化的角度探讨了南海红脚鲣鸟种群数量变化、气候演变、海平面变化以及人类活动之间的相互关系。此外,对鸟类古生态演变进行了新方法与新技术探索,并初步对比了高、低纬度的研究结果。主要成果包括识别出南海海鸟粪土沉积层的标型元素组合,恢复出过去1300年来海鸟数量和植被连续变化历史;证明了过去5700年来东岛四次沉浮历史,为研究海平面变化、岛屿浮沉历史以及生态演化提供了新方法;判识出东岛1100年来有效降雨量和热带气旋数出现逐渐增加的趋势;揭示东岛在1024AD前后遭受到一次强台风袭击;识别出西沙群岛岛水的五个主要控制因素;揭示出距今大约2000年来的南海岛屿海鸟粪中汞、铅记录与亚太文明历史具有密切关系;测定了近100个AMS14C 年龄数据;确认东岛目前红脚鲣鸟(Sula sula)数大约有35500对,是西太平洋最大的红脚鲣鸟聚居地,并认为东岛黄牛对鸟类生态系统产生了严重危害。上述研究成果进一步推动和丰富了生态地质学研究内容。