1.1 前言
藉由歷史典籍，人類理解到鑑古知今的重要，但對於未有文字記錄的 遠古，要如何知曉過去則成了地質學與考古學研究的首要課題。由James Hutton提出的均變論(uniformitarianism)認為「現在是通往過去的一把鑰 匙」，過去的地質作用方式於現今也以相同的方式進行，因此研究現今便可 瞭解過去，此學說為地質學研究開啟了新的一章，亦是考古學研究的基礎理 論之一。而考古學研究所使用到的一些分析方法，更可以顯現出其與地質 學之相關性，舉凡放射性定年、地層學、孢粉分析、同位素分析、元素分 析…等，皆是系出地質學並廣泛應用於考古學研究中(e.g., Ellis et al., 1998;
Knudson and Price, 2007; Rapp and Hill, 2006)。
人類活動與環境變遷息息相關，即便是科技高度發展的現今，人類仍 舊無力抵抗大範圍且劇烈的氣候事件。地質學家企圖重建古環境，或許只為 一探究竟，又或許是為將來可能遭遇的氣候變遷找尋解決之道；考古學家則 期望瞭解在此環境之下，人類為求生存而如何改變，或是不敵大自然的力量 就此衰亡；雖然地質學家可藉由海洋岩芯中的有孔蟲、珊瑚、矽藻、超微化 石，或是樹輪、洞穴石灰岩、腕足殼體…等代用指標來重建古環境(e.g., Beck et al., 1992; Grossman et al., 1993; Lin et al., 2006; Wang et al., 2005)，但若可 使用考古遺址土壤中的植物孢粉、貝類殼體或其餘可用材料來研究，除同樣 可瞭解當時的環境概況外，更可直接由後續的考古學研究得知此環境對當時 人類造成何種衝擊與最終結果(e.g., 李匡悌，2005；Carré et al., 2005)。
1.2 前人研究
1.2.1 穩定碳氧同位素分析於古環境及考古遺址之應用
利用生物碳酸鈣殼體來重建古環境已行之有年，自Urey (1947)提出碳酸 鈣結晶的氧同位素可與生成水體達成平衡，其數值變動並可反映水體溫度變
1.2.2 4000年前古環境研究概況
自Bond et al. (1997)以北大西洋岩芯中冰漂碎屑為研究，提出全新世時 期有數次間隔約1.4~1.5 ka之循環冷事件後，距今四千年前的古環境便開始 受到矚目。若干支持約在4000 B.P.左右有一降溫事件者，認為北大西洋海 表溫於此時下降1~2°C (Bond et al., 1997; deMenocal et al., 2000)，並可能與 美索不達米亞平原的乾燥氣候有關，進而導致阿卡德帝國(Akkadian Empire) 的滅亡(deMenocal, 2001)；在非洲的孢粉研究則呈現較冷乾的氣候(Shi et al., 1998; Gasse, 2000)，且可能與埃及古王國的崩解有關(Stanley et al., 2003)；
於中國青藏高原的孢粉研究顯示此時為較冷濕的氣候(Zhang et al., 2000)，黃 良好相關，並首次發表應用於碳酸鈣中氧同位素之溫度方程式。由於碳酸鈣 結晶時的排列方式不同亦會影響其同位素數值，經過爾後的研究再次修正，
碳酸鈣氧同位素溫度方程式已分為霰石(Hudson and Anderson, 1989)與方解石 (Hays and Grossman, 1991)二種。而在碳同位素方面則可能是反映了貝類本身 的生長代謝作用，及水體環境生產力、溶解無機碳(DIC)…等變化(Hays and Grossman, 1991; Purton and Brasier, 1997; Andreasson et al., 1999)。由此可知，
在未受成岩作用影響的情況下，貝類殼體確實適用於古環境重建之研究。
研究貝類殼體碳氧同位素除可得知其所生活的水體環境，並可利用氧同 位素對距離分佈圖所形成的上下振盪曲線來判斷其死亡季節。而相較於自然 沉積環境中的貝類之死亡季節所代表的單純意義，於考古遺留中則顯示了更 深一層的文化意涵—當時人類的貝類採集活動季節。Shackleton (1973)首先將 氧同位素分析應用於考古遺址貝類來推知當時季節變化而成為先驅，此後即 出現眾多以此方法為基礎的研究(e.g.. Killingley, 1981; Bailey et al., 1983; Jones et al., 2008; Carré et al., 2009)，Mannino et al. (2003)更嘗試以黑鐘螺殼體做自 殼緣以1 mm為間隔，僅取樣三點來得知其死亡季節。國內則由汪中和與蔡佩 珊以圓山遺址貝類標本進行碳氧同位素分析為先驅(Wang and Tsai, 1993)，此 方法雖尚未廣泛應用於研究臺灣考古遺址的人類採集活動，但近年已有較多 成果發表(e.g., 李匡悌，2005；李匡悌等人，2006；林怡美等人，2006)。
河流域的黃土沉積研究得知此時洪水事件連續不斷(Huang et al., 2011)，董哥 洞之洞穴石灰岩記錄則顯示亞洲季風強度減弱、氣候乾燥的情形(Wang et al., 2005)，此皆被認為致使了中國新石器時代文明崩解(Wu and Liu, 2004; Wang et al., 2005; Huang et al., 2011)；臺灣中部頭社盆地的孢粉研究在約4000 B.P.左 右出現一柳樹花粉高峰，顯示此時較之前為冷(Liew et al., 2006a; 2006b)；墾 丁遺址芋螺殼體之碳氧同位素紀錄反映此時氣候較冷(顏鳳儀，2009)；位於 越南紅河三角洲的孢粉研究結果亦認為此時氣候較冷溼(Li et al., 2006)，海平 面與現今差異不大(Tanabe et al., 2006)。
雖然多數研究認為約4000 B.P.左右屬於較不適人居的氣候狀態，但仍 有部份研究顯示出相反的情形。Lin et al. (2006)利用沖繩海槽岩芯有孔蟲之 Mg/Ca比，顯示此時期雖因普林蟲銳減事件(PME)發生而被認為有降溫事件 (Jian et al., 2000)，但Mg/Ca比結果則表示海表溫與現今相差不大(Lin et al., 2006)；臺灣東南部外海岩芯有孔蟲研究顯示海表溫約為28°C，屬溫暖狀態 (Wang et al., 1994)；臺灣中部七彩湖湖芯孢粉結果顯示此時較為溫暖(Liew and Huang, 1994)；澎湖七美南港遺址出土貝類殼體之碳氧同位素紀錄反映約 4000 B.P.左右海表溫與現今略同(林怡美等人，2006)；墾丁遺址蠑螺口蓋(施 峰熙，2006)及硨磲殼體(林怡美等人，2007)之碳氧同位素紀錄亦顯示此時期 較現今更為溫暖。
1.3 研究目的
由上述前人研究結果來看，距今四千年前之氣候概況並未有統一結論，
而這種情形究竟是因研究材料不同而導致不同之結果，亦或研究結果只是忠
實反映區域性之氣候特徵，如相距約40公里的頭社盆地與七彩湖，因二地之
高度相差近2000公尺，而展現出不同的氣候特徵。
珠螺(Lunella coronata)、瘤珠螺(Lunella granulate)、草蓆鐘螺 (Monodonta labio)、粗紋蜑螺(Nerita undata)、血蚶(Tegillarca granosa)皆為遺址常見食用 貝類，藉由討論以上五種貝類殼體同位素與水體環境之相關性，若確實能反
本研究利用越南北部下龍灣地區現生貝類標本，以其殼體同位素組成與 季節性紀錄，進一步應用於Đầu Rằm遺址之貝類殼體紀錄，探討Đầu Rằm遺 址人類之貝類採集活動季節，及距今四千年前之北越古環境概況。
本研究之現生標本由李匡悌博士(中央研究院歷史語言研究所)於2007年9
月2日採集自越南北部下龍灣地區。遺址標本由李匡悌博士、米泓生博士(國
立臺灣師範大學地球科學系)及博士生林怡美(國立臺灣師範大學地球科學系) 於2010年1月25日採集自Đầu Rằm遺址地表(圖2.1)。
下龍灣與Đầu Rằm遺址同屬越南廣寧省(Quảng Ninh)，南方緊鄰海 防市(Hải Phòng)。此區位處副熱帶季風氣候區，依據IGOSS (Integrated Global Ocean Services System)衛星海溫資料及NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) NCEP (National Centers for Environmental Prediction) CPC (Climate Prediction Center) CAMS (Climate Anomaly Monitoring System)雨量記錄，本研究地區2000-2010年間之年均溫為25.9°C，
夏季6月至8月均溫為30.1°C，冬季12月至隔年2月均溫為21.4°C；年雨量可達 1500 mm，降雨主要集中於5月至10月，此時期提供了全年75%以上的降水，
其餘月份雨量較少，冬季平均月雨量只有26 mm，屬於乾濕季分明的夏雨冬 乾氣候(圖2.2)。
2.1 研究區域