第一章、 緒論
1.2 前人研究
1.2.1 標本簡介及其相關研究
本研究材料包括現生芋螺與考古遺址芋螺。芋螺為軟體動物門 ( Phylum Mollusca )、腹足綱(Gastropoda)、新腹足目(Neogastropoda)、芋 螺科(Conidae)、芋螺屬(Conus)之軟體動物。芋螺大約出現於第三紀，於 始新世時輻射演化出現今之種類(Pamela et al., 1998)。迄今估計現生種芋 螺超過 500 種以上，可能是海洋動物之間最為廣泛之種類 (Kohn, 1992;
Kohn and Perron, 1994)，是現今前鰓類軟體動物演化速度最快的一科(齊 鐘彥等人，1988)。
芋螺俗稱為雞心螺，螺體呈倒錐形，其殼體堅硬，殼口十分狹長，
多數具有一個小而窄的口蓋。由於殼體結構較堅固，保存度佳，而提供 豐富的化石記錄(Rockel et al., 1995)。芋螺大多生活在熱帶與亞熱帶的淺 水海域中(Walls, 1978)，少數可延伸至南北緯 40 度左右(熱帶到溫帶皆有
的花紋(例如：長孫東亭等人，2007)。不同種類的芋螺其形態各異，互不 相同，在分類上以形態特徵為依據，由各種的殼高、殼寬、縫合線條數、
體螺層高度、螺塔高度、縲肩部的結節狀突起有無和個數等數據，及牠 們的外觀形狀、色澤、花紋等特徵來鑑別(長孫東亭等人，2007)。
Kobashi et al. (2001)首度利用芋螺殼體的氧同位素記錄，評估始新世 熱帶溫度之變化。Kobashi et al. (2003)利用來自墨西哥灣四隻現生與兩隻 始新世的芋螺殼體連續取樣分析，由現生殼體呈現出三種不同季節性的 氧同位素剖面型態：(1)不對稱踞齒形(asymmetrical saw-tooth pattern)，表 示出現在中大陸棚的標本呈現春天生長快速，秋天生長減緩，反映出營 養鹽、生產力隨著春天的湧升流提供而增加；(2)M 形(cuspate pattern)，
標本位於最北方，殼體在冬天時有停止生長之現象。(3)不規則形(irregular 其生長速率會逐漸變慢(Kobashi et al., 2003)。
由芋螺殼體碳同位素之研究呈現出週期性變化，隨著個體成熟及代 謝作用減少而使碳同位素變小(Kobashi et al., 2003)。Gentry (2006)指出由 殼體碳同位素記錄，反映出當地季節性的水文變化。並且鹽度與海水溶
Gentry et al. (2008)由不同時間芋螺之碳同位素平均值來看，在 2003 年現 生芋螺殼體之碳同位素平均值比在 1971 年之芋螺小 1‰，反映出由於工 業革命之後人類的活動，導致 CO2增加而使海水的溶解無機碳減少。
1.2.2 4000 多年前至今之古環境研究概況
氣候之間冷暖交替的變化，會藉由自然環境中各種代用指標所記錄 下來，前人研究中 4000 多年前以來之氣候變化，其地理位置分佈如圖 1.1，依序由北而南、由西向東作分區。
圖 1.1 各研究之地理分佈範圍，依序由北而南排列。
1中國青海 2甘肅 3若爾蓋高原(青藏高原)
4成都平原 5雲南 6貴州董哥洞
7廣東湖光岩 8瓊海 9南海
10長江三角州 11沖繩海槽北部 12宜蘭地區
13花蓮七彩湖 14台東嘉明湖 15南投頭社盆地
16恆春半島
過去有許多研究顯示 4000 多年來的氣候變化，有些反映出降溫現 象，有些則為升溫之現象，結果呈現不一致的情形(圖 1.2)。
圖 1.2 4000 年前氣候之變化，箭頭向下為降溫，箭頭向上為升溫。
由表 1.1 所示，4000 多年前呈現一個較冷的氣候，由中國青藏高原 東部之若爾蓋高原的泥炭記錄顯示在全新世有多次乾冷事件，其中於 4400 年前為降溫事件(周直建等人，2001)。在 Chen et al. (2005)分析長江
1中國青海 2甘肅 3若爾蓋高原(青藏高原)
4成都平原 5雲南 6貴州董哥洞
7廣東湖光岩 8瓊海 9南海
10長江三角州 11沖繩海槽北部 12宜蘭地區
13花蓮七彩湖 14台東嘉明湖 15南投頭社盆地
16恆春半島
三 角 洲 周 圍 與 考 古 遺 址 花 粉 紀 錄 ， 認 為 在 全 新 世 大 暖 期 (Holocene optimum)後，於 4200-4000 年間為變冷氣候。張威等人(2007)對雲南小江 流域拱王山狐狸房峰南北兩側的老碳房(海拔 3597m)及石板塘(海拔 3689m)冰川湖泊沉積剖面進行地球化學元素和孢粉分析，探討全新世以 來的氣候環境，其中 4.7~2.1 ka 氣候涼濕。貴州董哥洞石筍 δ18O 的氣候 記錄顯示，4400~3900 年前時亞洲季風明顯減弱，氣候異常乾燥(Wang et al., 2005)。南海北部 1 萬 5 千年以來，來自海洋硅藻的表層海水溫度變化
Wang et al., 2005
4250 廣東湖光岩瑪珥湖 沉積物記錄 冷氣候事件 劉嘉麒等，2000
4400-3900 海南島的瓊海 珊瑚礁的發育
缺失 與氣候乾冷有關 時小軍等，2008
4000 南海北部海水 硅藻的記錄 明顯降溫事件 黃元輝等，2007
地區氣候溫暖濕潤，之後才轉為乾冷(候光良等人，2009)。侯與劉(2004) 研究青海湖底沉積物，認為距今 8000~4000 年青海東部地區整體溫度較 高，降水較多，是全新世最溫暖的時期。由距今大約 4000 年前墾丁遺址 中的蠑螺口蓋之溫度相較現今來得溫暖(施峰熙，2007)。
表 1.2 4000 多年前之升溫事件
在3000-3500年前(圖1.3)，有些研究指出此時期為降溫期(表1.3)。侯 與劉(2004)根據青海湖底沉積物，認為距今3500年時，有一個明顯乾冷事 件。若爾蓋地區的植被演替顯示出在3300年以後開始降溫(唐領余等人，
1998)。竺可楨(1973)由歷史文獻記載，在3400年前降溫事件，大部分在 距今3000年左右出現低溫期。施雅風等人(1992)綜合中國大陸各地區全新 世孢粉及其他古代植物、動物、古土壤、古湖泊、冰芯、考古、海岸之 變遷等多方面資料推斷，氣溫在3000年前以後呈現多次降溫的變化。沖 繩海槽北部經孢粉分析與浮游有孔蟲殼體的δ18O值，顯示距今3100至1500 年，溫度相對下降(陳金霞等人，2005)。台灣七彩湖(Liew and Huang，
1994；劉平妹等人，2002)的孢粉資料，顯示在3700~2400年前為乾冷氣候。
劉與郭(1996)分析高山湖泊嘉明湖孢粉，顯示3000多年前的乾冷期以及 2000年前以來氣候轉濕。
年代(B.P.) 地點 方法 結果 參考文獻
4000 甘肅、青海地區 孢粉、古土壤
和考古資料
氣候由溫濕轉為
乾冷 候光良等，2009
8000~4000 青海東部地區 湖底沉積物 溫暖時期 侯與劉，2004
4000 墾丁遺址 蠑螺 溫暖時期 施峰熙，2007
圖1.3 3000多年前氣候之變化，箭頭向下為降溫，箭頭向上為升溫。
Liew and Huang，
1994；劉平妹等，
2002
3000多 台東高山湖泊嘉明湖 孢粉 乾冷 劉與郭，1996
然而，有些研究顯示在3000-3500年前反映變暖之氣候(表1.4)(圖 1.3)，例如：羅麗萍等人(2008)研究在成都平原4000年以來的孢粉記錄與 環境變化，提及氣候事件對比討論，認為在3400年之前主要為暖期，期 間仍有降溫之變化。頭社盆地(郭兆敏，1994)之孢粉研究，在約3450~1800 年前氣候暖濕。
在 1500 年前之研究顯示(圖 1.4)，學者根據歷史資料恢復中國近 5000 年來的氣候變化，此資料是中國東部地 區經典的氣候變化曲線，於 1500~1000 年前是溫暖期(竺可楨，1973)。
另外有些研究指出 1500 年前左右反映較冷的氣候，例加：七彩湖的 孢粉資料，顯示在 1600~1100 年前轉為冷乾(Liew and Huang，1994；劉 平妹等人，2002)。林淑芬(2004)指出宜蘭地區在 1550~1350 年前屬最冷 涼時期。李政益(2004)分析恆春半島東源谷地 3000 年來的沉積物孢粉，
指出 1600~1000 年前稍轉涼。Yu et al. (2005)在中國南海地區研究，根據 珊瑚之氧同位素與 Sr/Ca 的比分析結果推測大約 1500 年前的溫度比現今 溫度低 2.2°C(22.6°C)，可能當時較少水氣進入南中國海，且相較於 1990 年夏季季風有減弱的現象，並與中國歷史記載中國東邊較冷且較乾(Chu, 1973；Ge et al., 2002)具有一致性的結果。
表1.4 3000-3500年前之溫暖時期
年代(B.P.) 地點 方法 結果 參考文獻
3400 成都平原 孢粉記錄 暖期 羅麗萍等，2008
3450~1800 南投頭社盆地 孢粉記錄 暖濕 郭兆敏，1994
表 1.5 1500 年前氣候變化
圖 1.4 1500 年前氣候之變化，箭頭向下為降溫，箭頭向上為升溫。
年代(B.P.) 地點 方法 結果 參考文獻
1500~1000 中國東部地區 歷史資料 溫暖期 竺可楨 ，1973
1500 中國的東邊 夏季季風有減
弱 冷乾 Chu, 1973; Ge et al.,
2002
1600~1100 七彩湖 孢粉資料 轉為冷乾
Liew and Huang，
1994；劉平妹等，
2002
1550~1350 宜蘭地區 孢粉資料 冷涼時期 林淑芬，2004
1600~1000 恆春半島東源谷地 孢粉分析 轉涼 李政益，2004
1500 南中國海 珊瑚記錄 比現今低溫 Yu et al., 2005
1500 南海北部海水 硅藻的記錄 明顯降溫事件 黃元輝等，2007
1中國青海 2甘肅 3若爾蓋高原(青藏高原)
4成都平原 5雲南 6貴州董哥洞
7廣東湖光岩 8瓊海 9南海
10長江三角州 11沖繩海槽北部 12宜蘭地區
13花蓮七彩湖 14台東嘉明湖 15南投頭社盆地
16恆春半島
在過去研究顯示在 4000 年前、3000-3500 年前與 1500 年前，藉由許 多代用指標顯示出氣候冷暖之變化呈現不一致的現象，究竟 4000 年來南 台灣氣候為何?