台灣南部現生牡蠣殼體與水體之穩定同位素記錄及其應用

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(1)國立臺灣師範大學理學院地球科學系碩士論文 Department of Earth Sciences National Taiwan Normal University Master’s Thesis. 台灣南部現生牡蠣殼體與水體之穩定同位素記錄及其應用 Stable isotope records of modern oyster shells and water from Southwest Taiwan and their implication. 張世安 Shih-An Chang. 指導教授：米泓生博士李匡悌博士 Advisor: Horng-Sheng Mii, Ph.D. Kuang-Ti Li, Ph.D.. 中華民國109年8月 August, 2020.

(2) 中文摘要. 台灣南部現生牡蠣殼體與水體之穩定同位素記錄及其應用張世安國立臺灣師範大學地球科學系指導教授：米泓生博士共同指導教授：李匡悌博士. 關鍵詞：長牡蠣、穩定同位素、大道公遺址、水文環境. 本研究自2017年10月至2019年8月間，採集養殖於台南市七股地區現生牡蠣以及其所生長的水體標本，共採集101個殼體及208個水體標本，分析其穩定同位素成分，以了解現生牡蠣殼體同位素組成與其生活水文環境間之關係。本研究結果顯示養殖場水體氫同位數值主要介於-74.03‰ ~ 8.17‰間（平均值-2.59 ± 14.46‰，1σ；N＝182；V-SMOW）；氧同位數值主要介於-9.77‰ ~ 0.76‰ 之間（平均值-0.58 ± 1.90‰；V-SMOW），曾文溪近出海口水體氫同位數值主要介於-82.01‰ ~ -1.73‰間（平均值-19.27 ± 19.68‰，1σ；N＝26；V-SMOW）；氧同位數值主要介於-11.37‰ ~ -0.29‰之間（平均值-3.13 ± 2.90‰；V-SMOW）。養殖場與曾文溪近出海口水體氫、氧同位素有顯著的線性關係，與嘉南天水線之關係相似，可反映出淡水與海水混合環境的特性。養殖場水體氧同位素數值與雨量及鹽度數值亦呈現顯著負相關性，可反映出台灣西南部降水/蒸發之氣候特性。現生牡蠣殼體記錄的氧同位素數值介於-6.72‰~ 0.92‰之間（平均值為-3.38 ± 0.96‰，N＝1091；V-PDB），碳同位素數值介於-4.67‰~0.92‰之間（平均值為 -1.67 ± 0.68‰；V-PDB）。而牡蠣殼體氧同位素數值與海溫及水體氧同位素 i.

(3) 記錄分別呈現負及正相關性的振盪變化。將海溫與水體氧同位素數據代入氧同位素溫度方程式計算出殼體氧同位素理論平衡值，牡蠣殼體氧同位素數值隨著生長週期的曲線變化與理論平衡值曲線大致符合。在牡犡殼體生長時間的不確定因素下，殼體氧同位素實際數值與理論數值約有67%相符，其他不一致的原因可能為雨季及冬季停止生長之生機效應所影響，因此在春、秋兩季溫度推算較為精確。本研究分析6個南科園區西拉雅文化之大道公遺址考古挖掘出土牡蠣，嘗試探討當時採集牡蠣的季節，及降雨強度與現今的差異。考古遺址牡蠣記錄的氧同位素數值介於-9.45‰~ -1.00‰之間（平均值-4.33 ± 1.50‰，N＝86；1σ）。考古遺址殼體氧同位素記錄亦呈現如現生牡蠣殼體之季節性變化，春、夏、冬季皆有採收，考古遺址殼體與現今殼體比較，當時之夏季氧同位素較現今小1.08‰，冬季則小0.49‰。顯示600~500B.P.時期可能處於較現今溫暖及潮濕的氣候形態。. ii.

(4) Abstract. Stable isotope records of modern oyster shells and water from Southwest Taiwan and their implication Shih-An Chang, Department of Earth Sciences, National Taiwan Normal University, Taiwan Advisor: Dr. Horng-Sheng Mii Co-advisor: Dr. Kuang-Ti Li. Keywords: Crassostrea gigas, stable isotope, Ta Tao Kung archaeological site,. water environment, To study the relationship between isotope compositions of modern oyster shells and those of water in which they lived, 101 modern oyster shells and 208 water samples were collected from Chi Ku area monthly from October, 2017 to August, 2019. The hydrogen isotope values of the aquafarm water samples are between -74.03‰ and 8.17‰ （-2.59 ± 14.46‰, 1σ; N = 182; V-SMOW）, and the oxygen isotope values are between -9.77‰ and 0.76‰ （-0.58 ± 1.90‰; V-SMOW）. The D and 18O values of Zengwen River are respectively between -82.01‰ and -1.73‰ （-19.27 ± 19.68‰, 1σ; N = 27） and between -11.37‰ and -0.29‰ （-3.13 ± 2.90‰）. The significant linear relationship between oxygen and hydrogen isotopes values in these water samples shows the characteristics of mixing environment between freshwater and seawater. These water oxygen isotope values negatively and positively correlate with the amount of rainfall and the salinity observed, respectively. The relationfhip between D and 18O values observed is similar to that of the local meteoric water line of SW Taiwan published . iii.

(5) The oxygen isotope values of living oyster shells range from -6.72‰ to 0.92‰（ -3.38 ± 0.96‰, N = 1091; V-PDB） and the carbon isotope values range from -4.67‰ to 0.92‰ （-1.67 ± 0.68‰; V-PDB）. Oxygen isotope fluctuation patterns of the oyster shells are similar to that of theoretical equilibrium pattern calculated using observed seawater temperature and water oxygen isotope values. With the uncertainty in the time correlation, the seasonal 18O values of shells are roughly 67% consistent with those of theoretical equilibrium values. Difference between the 18O values of oyster shells and those of equilibrium values might be caused by oyster stop growing during the time of higher precipitation events and lower winter temperature. Therefore, the temperature estimation is more accurate in the spring and autumn seasons. This study analyzes six archaeological oyster shells excavated from Ta Tao Kung archaeological site in the Southern Taiwan Science Park. The oxygen isotope values of these archaeological oysters are ranging from -9.45‰ to -1.00‰ （-4.33 ± 1.50‰, N = 86）. Based on the 18O records, these shells were collected in spring, summer and winter. The average oxygen isotope values of the archaeological shells are 1.08‰ and 0.49‰ less than those of modern shells in summer and winter, respectively. Based on the 18O records, the overall climate in 600 to 500 B.P. may be warmer and wetter than present.. iv.

(6) 致謝終於來到論文的最後了，謝謝研究所階段遇到的所有人，讓我度過愉快的研究所生活。首先，感謝我的指導老師米泓生教授，在研究所求學期間耐心教導我、提點我研究得方向及重點，讓我學會獨立思考，細心觀察，發掘問題的能力，順利完成我的研究。謝謝李匡悌老師提供我研究材料及考古方面的相關知識。感謝李孟陽老師，提供我儀器分析水體標本，且在研究所期間給我很多建議，謝謝王士偉老師，在口試當日給我許多指導與建議。特別感謝蚵爸在工作期間還要撥空帶我們在養殖場採集牡蠣及水體，有你才讓我的研究可以有做不完的牡蠣，接著謝謝陪我一起出野外曬太陽的承瑞學長、重燁學長、韋壬學弟，總是陪我台北到台南的一日奔波。另外感謝中央氣象局提供我氣象觀測資料，使我的研究更順利。感謝綉玉助理辛苦的照顧質譜儀，幫我產出很多很多數據，謝謝仲元學姊的照顧，還有感謝實驗室的夥伴們。感謝文昱學姊、筱君學姊成為我的好麻吉與好姊姊，陪伴我一起度過碩班生活，吃飯、逛街與聊心事都不能沒有你們，感謝閨密芳妤、加柔一直陪在我身邊，為我加油打氣。最後謝謝家人從小到大給我的支持與鼓勵，謝謝男朋友阿東，一直照顧我，陪我一起解決問題、度過困難，碩士人生一起開始一起結束，希望未來的我們會更好。. v.

(7) 目錄中文摘要......................................................................................................................... i Abstract ........................................................................................................................ iii 致謝.............................................................................................................................. v 目錄............................................................................................................................. vi 圖目錄........................................................................................................................... ix 表目錄......................................................................................................................... xiv 第一章、緒論................................................................................................................ 1 1.1 前言...................................................................................................................... 1 1.2 穩定同位素的原理與古環境上的應用.............................................................. 2 1.2.1 碳酸鹽類穩定碳、氧同位素 ....................................................................... 2 1.2.2 水體穩定氫、氧同位素 ............................................................................... 3 1.3 前人研究............................................................................................................. 5 1.3.1 牡蠣相關研究與應用 .................................................................................. 5 1.3.2 南科考古遺址的研究 .................................................................................. 7 1.4 東亞地區 500 多年前至今氣候變化............................................................... 10 1.5 研究目的........................................................................................................... 13 第二章、研究區域與材料.......................................................................................... 15 2.1 研究地點............................................................................................................ 15 2.1.1 七股地區人文特色與自然環境演變 ........................................................ 17 2.1.2 七股地區的牡蠣養殖情況 ........................................................................ 18. vi.

(8) 2.1.3 七股地區與將軍地區環境參數及海溫資料 ............................................ 20 2.2 長牡蠣（Crassostrea gigas）的生長史與生活習性 ..................................... 22 第三章、研究方法...................................................................................................... 25 3.1 牡蠣殼體標本與水體標本之採樣.................................................................... 25 3.2 牡蠣殼體標本實驗前處理................................................................................ 26 3.3 穩定同位素分析............................................................................................... 26 3.3.1 牡蠣殼體標本 ............................................................................................ 26 3.3.2 海水水體樣本 ............................................................................................ 26 第四章、研究結果與討論.......................................................................................... 29 4.1 牡蠣殼體標本構造與觀察................................................................................ 29 4.2 牡蠣殼體取樣位置選擇.................................................................................... 30 4.3 水樣採集及分析結果........................................................................................ 31 4.3.1 水樣採集 ..................................................................................................... 31 4.3.2 七股區周遭水域資料 ................................................................................ 33 4.3.3 七股水樣分析 ............................................................................................ 35 4.4 牡蠣殼體碳、氧同位素分析............................................................................ 43 4.4.1 牡蠣殼體在不同養殖位置及深度的變化 ................................................ 46 4.4.2 單一牡蠣現生殼體探討季節性變化 ........................................................ 50 4.4.3 殼體最末端取樣點氧同位素數值變化 ..................................................... 69 4.4.4 大道公遺址出土牡蠣氧同位素探討 ......................................................... 74 第五章、結論.............................................................................................................. 77 參考文獻...................................................................................................................... 78 vii.

(9) 附錄一、七股養殖場與曾文溪近出海口採樣記錄及氫、氧同位素分析.............. 87 附錄二、七股現生牡蠣殼體碳、氧同位素數值（V-PDB）.................................. 91 附錄三、大道公遺址出土牡蠣殼體碳、氧同位素數值（V-PDB）.................... 105. viii.

(10) 圖目錄圖 1.1、牡蠣韌帶部構造（取自 Langlet et al., 2006）。 ........................................... 6 圖 1.2、台南科學園區遺址文化層序與海岸線變遷（取自臧振華等，2006；臧振華與李匡悌，2013）。............................................................................................ 9 圖 1.3、一千年來北半球與全球溫度距平圖（取自 Xiao et al., 2011）。 .............. 10 圖 1.4、中國北京石筍 SF-1 之穩定同位素記錄，（取自 Paulsen, et al., 2003）。 11 圖 1.5、中國甘肅萬向洞氧同位素記錄，取自（Zhang, et al., 2008）。Dark Age Cold Period（DACP）黑暗時代冷期；Medieval Warm Period（MWP）中世紀暖期； Little Ice Age （LIA）小冰期；Current Warm Period （CWP）20 世紀暖期，紅色直線區域顯示 230Th 數據資料，誤差為± 1 到± 5 年。三個黃色區域分別表示 Late Tang Weak Monsoon Period（LTWMP）（唐末弱季風期），Late Yuan Weak Monsoon Period（LYWMP）（元末弱季風期）和 Late Ming Weak Monsoon Period （L MWMP）（明末弱季風期），藍色區域為大道公遺址年代資料。 ................................................................................................................................ 12 圖 1.6、DGS-1 石筍紀錄 δ18O，δ13C 和 Fe 記錄與印度太平洋暖池的 SST、南方震盪指數（SOI）和太陽總輻射量（TSI）比對圖。水平虛線表示每個參數的平均值。垂直虛線分隔主要氣候。大寫字母表示可能發生的相應事件（取自 Li, et al., 2015）。 .............................................................................................. 13 圖 2.1、研究地點位置圖。☆為現生牡蠣及水樣於台南七股養殖地點，咖啡色圓點為將軍測站；紅色圓點為養殖場內部牡蠣及水樣採集地點；藍色圓點為曾文溪近出海口採集點；黃色圓點為南科遺址位置。........................................ 16 圖 2.2、養殖場內採樣點放大圖。紅色點為採樣點。............................................ 17 圖 2.3 、台南市七股區與鄰近行政區域圖（參考自七股區公所 https://cigu.tainan.gov.tw/）。 ................................................................................ 18 圖 2.4、平掛式養殖。................................................................................................ 19 ix.

(11) 圖 2.5、垂下式養殖。................................................................................................ 20 圖 2.6、將軍測站 2017 年 10 月至 2019 年 8 月的環境參數。淡藍色柱狀圖為雨量記錄；黑色曲線為將軍測站海溫月均溫資料；紅色曲線為將軍測站氣溫月均溫資料；藍色曲線為七股當日實測水溫資料（中央氣象局觀測資料查詢 https://e-service.cwb.gov.tw/HistoryDataQuery/index.jsp）。 .............................. 21 圖 2.7、台灣周圍海流流矢圖（1991 ~ 2008 年）。（A）為五到九月受西南季風影響之海流（B）為十到四月受西南季風影響之海流圖（取自國科會海洋學門資料庫）。.............................................................................................................. 22 圖 2.8、本研究材料現生種 Crassostrea gigas，採樣於 2018 年 4 月養殖場（F1） 0 公尺處牡蠣殼體。（A）為左殼外視圖；（B）為左殼內視圖；（C）為右殼內視圖；（D）為右殼外視圖。 ........................................................................... 23 圖 2.9、牡蠣生活史（摘自 Lorio and Malone, 1994）。 .......................................... 24 圖 3.1、（A） Picarro L2120-i 水體氫、氧同位素分析儀。（B）工作原理示意圖（取自 Jung et al.,2013）。 ........................................................................................... 27 圖 3.2、波長掃描光腔衰盪光譜（WS-CRDS）工作原理示意圖（取自 Gu et al.,2019）。 ................................................................................................................................ 28 圖 4.1、（A）牡蠣殼體左殼構造示意圖，（B）牡蠣殼體沿 A 圖中 a-a’方向縱切後，所得的剖面圖。............................................................................................ 29 圖 4.2、取樣方式示意圖。........................................................................................ 30 圖 4.3、2017 年 10 月至 2019 年 8 月養殖場（F1）0 公尺水文環境紀錄。水色柱狀長條圖為將軍測站雨量資料，紅色線為水體溫度，綠色線為鹽度，黑色線為水體氧同位素。................................................................................................ 32 圖 4.4、2019 年 1 月 28 日養殖場周遭水域採樣分析。黃色圓點為周遭水域採樣點；紅色圓點為養殖場採樣點；藍色圓點為曾文溪近出海口採樣點。........ 34 圖 4.5、七股地區水體氫、氧同位素分布圖。藍色圓點為養殖場水樣資料，橘色. x.

(12) 圓點為曾文溪近出海口水樣資料，綠色圓點為嘉南天水資料，紅色圓點為海水資料。................................................................................................................ 36 圖 4.6、2016 年 10 月至 2019 年 8 月將軍測站與七股養殖地區同日同時之海溫變化圖。紅點為七股養殖場水溫。藍點為將軍測站當日當時海溫。黑線為將軍測站海溫。............................................................................................................ 37 圖 4.7、2017 年 10 月至 2019 年 8 月月七股地區實測海溫與將軍測站海溫資料對應圖。藍點為兩地相同時間之溫度，黑線為線性趨勢線。............................ 37 圖 4.8、2017 年 10 月至 2019 年 8 月養殖場（F1）水文環境紀錄。水色柱狀長條圖為將軍測站雨量資料，紅色系線為水體溫度，綠色系線為鹽度，黑色系線為水體氧同位素。正方形為 0 公尺水體資料，圓點為 1 公尺水體資料，三角形為 2 公尺水體資料。........................................................................................ 39 圖 4.9、2017 年 10 月至 2019 年 8 月養殖場（F2）水文環境紀錄。水色柱狀為將軍測站雨量資料，紅色系線為水體溫度，綠色系線為鹽度，黑色系線為水體氧同位素。正方形為 0 公尺水體資料，三角形為 1 公尺水體資料，圓點為 2 公尺水體資料。.................................................................................................... 40 圖 4.10、2017 年 10 月至 2019 年 8 月養殖場（F3）水文環境紀錄。水色柱狀為將軍測站雨量資料，紅線為水體溫度，綠線為鹽度，黑線為水體氧同位素。 ................................................................................................................................ 40 圖 4.11、養殖場（F1）、養殖場（F2）、養殖場（F3）同深度 0 公尺比較圖。紅色線為養殖場（F1）溫度、鹽度及水體氧同位素；藍色線為養殖場（F2）溫度、鹽度及水體氧同位素；黑色線為養殖場（F3）溫度、鹽度及水體氧同位素。 ................................................................................................................................ 41 圖 4.12、2017 年 10 月至 2019 年 8 月曾文溪近出海口（TWH）水文環境紀錄。水色柱狀為將軍測站雨量資料，紅線為水體溫度，綠線為鹽度，黑線為水體氧同位素。............................................................................................................ 42. xi.

(13) 圖 4.13、現生牡蠣與大道公遺址牡蠣碳、氧同位素分布圖（淡水、海水區域界線取自彭宗仁與汪中和，1990）。.......................................................................... 45 圖 4.14、（A）距今 400 年前海岸線位置擬測圖與（B）現今海岸線位置圖（臧振華、李匡悌，2013；googlemap）。 ............................................................ 45 圖 4.15、單一殼體（CK201712-2）碳、氧同位素對距殼喙距離分布圖。......... 46 圖 4.16、2017 年 12 月養殖場（F1）之不同深度牡蠣殼體氧同位素與距殼喙距離分布圖。紅色為水下 0 公尺深之牡蠣殼體氧同位素，綠色為水下 1 公尺深之牡蠣殼體氧同位素，藍色為水下 2 公尺深之牡蠣殼體氧同位素，水色柱狀為將軍測站雨量資料。............................................................................................ 47 圖 4.17、2017 年 12 月養殖場（F2）之不同深度牡蠣殼體氧同位素與距殼喙距離分布圖。紅色為水下 0 公尺深之牡蠣殼體氧同位素，綠色為水下 1 公尺深之牡蠣殼體氧同位素，藍色為水下 2 公尺深之牡蠣殼體氧同位素，水色柱狀為將軍測站雨量資料。............................................................................................ 48 圖 4.18、2017 年 12 月養殖場（F3）之水下 0 公尺深之牡蠣殼體氧同位素與距殼喙距離分布圖，水色柱狀為將軍測站雨量資料。............................................ 48 圖 4.19、2017 年 12 月養殖場（F1）、養殖場（F2）與養殖場（F3）之水下 0 公尺深之牡蠣殼體氧同位素與距殼喙距離分布圖。紅色系為養殖場（F1）牡蠣標本，綠色系為養殖場（F2）牡蠣標本，藍色系養殖場（F3）牡蠣標本，水色柱狀為將軍測站雨量資料。............................................................................ 49 圖 4.20、2017 年 10 月至 2019 年 8 月將軍測站海溫日均溫、殼體理論平衡氧同位素數值與實際殼體氧同位素數值之紀錄。.................................................... 51 圖 4.21、2017 年 10 月至 2017 年 12 月養殖場（F1）0 公尺之（A）10 月（B）11 月（C）12 月牡蠣氧同位素對距殼喙距離分布圖。 ........................................ 53 圖 4.22、2018 年 1 月至 2018 年 3 月養殖場（F1）0 公尺之（A）1 月（B）2 月（C）3 月牡蠣氧同位素對距殼喙距離分布圖。 .............................................. 55. xii.

(14) 圖 4.23、2018 年 4 月至 2018 年 6 月養殖場（F1）0 公尺之（A）4 月（B）5 月（C）6 月牡蠣氧同位素對距殼喙距離分布圖。 .............................................. 57 圖 4.24、2018 年 7 月至 2018 年 9 月養殖場（F1）0 公尺之（A）7 月（B）9 月 6 日（C）9 月 28 日牡蠣氧同位素對距殼喙距離分布圖。 ............................. 60 圖 4.25、2018 年 10 月至 2018 年 12 月養殖場（F1）公尺之（A）10 月（B）11 月（C）12 月牡蠣氧同位素對距殼喙距離分布圖。 ........................................ 62 圖 4.26、2019 年 1 月至 2019 年 3 月養殖場（F1）0 公尺之（A）1 月（B）2 月（C）3 月月牡蠣氧同位素對距殼喙距離分布圖。 .......................................... 64 圖 4.27、2019 年 4 月至 2019 年 6 月養殖場（F1）0 公尺之（A）4 月（B）5 月（C）6 月牡蠣氧同位素對距殼喙距離分布圖。 .............................................. 66 圖 4.28、2019 年 7 月至 2019 年 8 月養殖場（F1）0 公尺之（A）7 月（B）8 月牡蠣氧同位素對距殼喙距離分布圖。................................................................ 68 圖 4.29、2017 年 10 月至 2019 年 8 月實際牡蠣殼體氧同位素與殼體氧同位素理論平衡值之比較圖。............................................................................................ 69 圖 4.30、2019 年 8 月之牡蠣殼體與兩年採樣溫度趨勢比對圖。......................... 72 圖 4.31、2017 年 10 月至 2019 年 8 月實際牡蠣殼體氧同位素與殼體氧同位素理論平衡值之冬季與夏季氧同位素數值比較圖。藍線為現今雨量效應推估值，黃線為現今蒸發效應推估值，-4.53‰代表夏季雨量效應，-1.03‰代表冬季蒸發效應。................................................................................................................ 73 圖 4.32、大道公遺址牡蠣殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖與現生牡蠣之雨量效應及蒸發效應數值與考古遺址牡蠣對應圖。藍線為現今雨量效應推估值，黃線為現今蒸發效應推估值。................................................................................ 74 圖 4.33、大道公遺址牡蠣與現生牡蠣夏季雨冬季氧同位素平均值比較圖。...... 76. xiii.

(15) 表目錄表 4.1、2018 年 1 月 24 日至 2018 年 1 月 25 日漲退潮資料。 ............................... 32 表 4.2、2019 年 1 月 28 日養殖場周圍水樣資料。 ................................................... 34 表 4.3、七股現生牡蠣碳、氧同位素統計表。 .......................................................... 44. xiv.

(16) 第一章、緒論 1.1 前言全球氣候變遷愈來越顯著，全球暖化、海平面上升、海水酸化、冰川消融、生物生存空間縮減等問題日益出現，氣候的改變衝擊了我們的生活。在 2018 年 IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change;政府間氣候變化專門委員會）的科學家報告提出《全球暖化 1.5°C》的特別報告中提到，若希望將全球暖化控制在攝氏 1.5 度內，全球的碳排量必須在 2030 年前減少二分之一，並在 2050 年達成零碳排目標，那麼減碳就是目前最迫切的工作了。各領域的科學家們正努力其機制與改善方法，James Hutton 所提出的均變說-「The present is the key to the past」，認為現今與過去地質作用的原則是一樣的，而科學家們相信若知道現今地質作用便可以回推過去，藉由探討過去到現今的規律與特性及可作為預測未來的依據，在古環境研究中，科學家經常以植物孢粉（例如: Nicholson et al., 2019）、冰芯中氣泡的氣體成分（例如: Steiger et al., 2017）、樹輪（例如: Griggs et al., 2017）、海洋岩心（例如: Grottoli and Eakin, 2007）、湖泊沉積物（例如:Kaplan et al.,2002）、生物殼體的鍶/鈣比（例如:Gentry et al.,2008）、生物性碳酸鹽類（例如: Gayantha et al., 2017）等為材料，探討古環境與重建古環境的變遷。在地質環境中主要影響的因素有溫度、壓力、時間，其中以溫度扮演最重要的角色，將穩定同位素作為地質溫度計則是目前地質溫度較常見的量測方法。在生物性碳酸鹽類殼體保存良好的狀況下，經由分析殼體穩定碳、氧同位素，可推測殼體生長當時的溫度，並利用生長紋得到年至週際間的解析度了解當時氣候的變化，因此穩定碳、氧同位素常被應用於古環境的分析上。許多學者利用考古遺址中出土的文化遺留與自然生態遺留，了解數千年前人類生活狀況，與自然環境的依存關係（例如:李匡悌，2001；Milner, 2001；李匡悌，2005，江芝華，2019）。並以現今生物殼體與週遭生活環境的關係進行校正，. 1.

(17) 運用遺址中的海洋生物殼體進行穩定同位素分析，可以了解過去水文環境變化，探討生物與水文環境的關係，更能了解從過去到現今的環境變化。. 1.2 穩定同位素的原理與古環境上的應用同位素為質子數與電子數相同，質量數不同的元素，因此會有質量、排列方式的不同，進而使物質在進行化學或物理反應時，表現出不同性質，使反應物與產物間的同位素以不同比例分佈於不同物質間的現象，此現象稱之為同位素分異作用（isotope fractionation）。不同的氣候環境條件下，同位素分化作用會有不同的變化，因此可反應出不同地區產生的同位素組成特徵，故環境同位素可用來探討自然環境變遷所反映出的同位素組成特徵的訊息與意義（例如: Anderson and Arthur, 1983）。. 1.2.1 碳酸鹽類穩定碳、氧同位素 1947 年美國芝加哥大學尤瑞（H. C. Urey）教授在論文中提到，貝殼在水中沈澱形成碳酸鈣殼體時，其氧同位素數值因水體溫度不同使O16與O18的比值改變，當水體溫度下降時，殼體的氧同位素比值會變重（Urey, 1947），在1953年Epstein 等人首次以貝類殼體為實驗材料發表碳酸鈣殼體中氧同位素換算的溫度方程式（Epstein et al., 1953），經過Hays and Grossman（1991）整理並修正，得到新方解石氧同位素轉換溫度方程式為： T（oC）=15.7-4.36（18Ocalcite - 18Ow,SMOW）+0.12（18Ocalcite - 18Ow,SMOW）2 其中T為碳酸鈣（方解石）殼體沉澱形成時之水體溫度，單位為oC，此方程式適用水體溫度範圍為0oC~60oC，18Ocalcite相對於PDB （Pee Dee Belemnite），是碳酸鈣殼體於ToC時與沉澱時周圍水體之水體氧同位素達平衡時之氧同位素數值；18Ow,SMOW 相對於SMOW （Standard Mean Ocean Water），為碳酸鈣殼體沉澱時週圍水體的氧同位素數值數值。當碳酸鈣殼體之同位素數值與海水中的同. 2.

(18) 位素數值達到同位素平衡時，海水中的碳、氧同位素數值則會記錄在碳酸鈣之中，因此可運用碳酸鈣殼體來重建古環境（Anderson and Arthur, 1983）。我們無法得知古海水的氧同位素數值，因此在推算古溫度時，必須考慮當時冰川的消長、溫度、降雨量、海水蒸發效應等因素影響來估算水體的18Ow數值（例如：Anderson and Arthur, 1983；Hays and Grossman, 1991；Ruddiman, 2000； Grossman et al, 2008）。當全球冰川體積改變時，會使16O與18O比例產生相應的變動，導致海水氧同位素數值改變；而受天水沈降與其他淡水注入的影響則使得區域性的海水氫、氧同位素數值較其他地區海水氧同位素數值還要小（Craig and Cordon, 1965）；當區域性的蒸發效應旺盛時，海水中較小的16O及H同位素易進入大氣中，使區域性海水氧同位素數值比原先的數值重（例如：Anderson and Arthur, 1983；Railsback et al., 1989）。而碳酸鹽類氧同位素不平衡的原因，可能為殼體受到生長速度所造成的動態分異作用、新陳代謝作用，以及呼吸作用在環境溫度壓力下造成碳酸鹽類氧同位素分異作用（Schifano and Censi, 1983），因此推算古溫度上需要更進一步的校正，但若殼體依生長週期所記錄的穩定同位素數值變動明顯，還是可以應用在反映環境訊號。一般來說，藉由雙枚貝類的碳酸鈣殼體之穩定同位素分析可以用來判斷死亡的季節，但從考古學的角度，代表的則是人類獵食的採收季節（例如：Andrus and Crowe, 2000），因此我們可以藉由分析殼體穩定同位素記錄瞭解當時環境變化，且探討人類的生活習慣。. 1.2.2 水體穩定氫、氧同位素穩定氫、氧同位素為水體中較重的氫、氧同位素與較小的氫、氧同位素之比值（2H/1H、18O/16O）減去標準品中較重的氫、氧同位素與較小的氫、氧同位素之比值，再除以標準品的比值，最後乘上1000，可以得到2H和18O。水分子經過蒸發、凝結、降雨等的水文循環作用後，因同位素分化作用會使同位素值產生差. 3.

(19) 異，故不同環境條件下的水體會顯示出不同的同位素值特徵。藉由分析水中的2H 和18O同位素之組成特徵以及氫同位素與氧同位素之間關係，可以觀察到在不同環境條件影響下會產生不同程度的同位素分化作用，追溯水體的來源與其所顯示其環境條件之特徵（Clark and Fritz, 1997）。影響水的穩定氫、氧同位素組成原因有環境溫度、雨量效應、蒸發效應等。一般而言，當環境溫度較高時，可以提供水分子較多的動能，使降水之氫、氧同位素數值較重，因此氣溫年均溫每上升1oC，年平均2H和18O值約上升5.6‰和 0.7‰ （Dansgaard, 1964）。在相對濕度較低的情況下，降雨時會產生較大程度的蒸發作用，使雨水的氫、氧同位素數值變重，台灣冬季亦有此現象，因相對濕度較低，降雨過程中雨滴會經歷較顯著的蒸發作用，因此落下來的雨水有較重的氫、氧同位素數值（Peng et al., 2010）。而在降雨量較大且時間較長之時，降雨之氫、氧同位素數值會較低；當雨量較小而時間短，降雨之氫、氧同位素數值會較高（Clark and Fritz, 1997）。Wang & Liu （1995）研究結果顯示台灣嘉南地區地表水之氫、氧同位素數值季節效應顯著，在乾（冬）季之氫、氧同位素組成較重，而雨（夏）季之氫、氧同位素平均值較小。而位於受太平洋季風影響的菲律賓群島，年均溫變化小，但在冬夏季有明顯的降雨量之分，天水18O數值受雨量所影響，呈現明顯負相關（Araguás-Araguás et al., 1998）。不同地區受天水分異作用與降水影響產生同位素數值不同，當地表水與海水混合時，會影響海水的同位素數值及鹽度，生物生長時，除了溫度之外其殼體同位素數值會反映當地海水同位素特性，若淡水與海水的混合程度不同而造成不同的同位素數值特徵，也會記錄在殼體之中。一般而言，天水滲入地面下形成地下水後，會保留原來的氫、氧同位素記錄，所以不同地區的地下水會有不同的同位素組成，可視為區域性的特性（Gat, 1981; Senturk et al., 1970），因此氫、氧同位素多用於研究地表水、地下水的比較並探討水體的來源與演變過程及其隱含的水文意義。. 4.

(20) 1.3 前人研究 1.3.1 牡蠣相關研究與應用牡蠣是世界產量最大的貝類，分布範圍很廣，除了兩極圈外都可以存活，全世界牡蠣有18屬一百多種，台灣四周的海域有7屬14種（Kuroda, 1941），盛產於西南沿海，外島則有金門澎湖群島。其生長期長，許多牡蠣可活約15年甚至更久，從白堊紀到全新世都有牡蠣生存，特別在河口淺海環境，牠們以濾食的方式行固著生活，不會任意改變居住環境，因此常做為研究河口和海陸氣候環境變化的環境材料，了解河口地區時間及空間上的變化（Kirby et al., 1998）。牡蠣屬於軟體動物門雙殼綱，且有韌帶（ligament）連接左、右殼，具左殼較右殼大的特徵，主要藉由閉殼肌（adductor muscle）使殼的閉合收縮。在電子顯微鏡下觀察，牡蠣殼體韌帶部結構分成三層，即角質層（periostracum）、白堊層（chalky deposit）、珍珠層（foliated layer）（例如：楊夢南，1996）（圖一），殼內有白色粉末為生長時沉澱的白堊層與珍珠層交互生長。珍珠層與白堊層的礦物成分大多為方解石，而閉殼肌部位殼體及 ligostracum 由霰石組成（Stenzel, 1963; Carriker and Palmer, 1979）。牡蠣是固著性生物，殼之形態因種類及養殖區域的不同而有變化，通常以左殼附著在礁岩或堅硬的物體上，受生長環境導致牡蠣外形不規則，當養殖環境基質屬於硬底質，則殼形會呈現較圓，若底質微軟，殼形則會呈現較細長（巫文隆，1980；楊夢南，1996）。牡蠣生長時的泥質沉積物沉積速率、食物來源和生長環境、海水溫度與鹽度等外界環境變化影響可能導致殼體減緩或停止分泌，例如：冬季因低溫殼體生長休眠，在19°C以下可能會停止生長、夏季太高溫使殼體死亡，且鹽度太低時亦會使殼體停止生長等（Fan et al., 2011, Surge et al., 2003），由分析密西西比州（Mississippi Delta）與乞沙比克灣（Chesapeake Bay）的牡蠣殼體18O及殼體外觀判斷，牡蠣在15~25°C生長速率最快，生長極限溫度是28.2°C（Wang et al, 1995,Kirby et al., 1998），且牡蠣殼體會隨季節記錄溫度及鹽度變化，可與週遭. 5.

(21) 水體達成同位素平衡（Kirby et al., 1998）。. 圖 1.1、牡蠣韌帶部構造（取自 Langlet et al., 2006）。. 另外，生殖週期是否會影響牡蠣生長，亦有不同說法，Kirby et al. （1998）認為生殖作用不會導致殼體停止生長，因牡蠣一年產卵兩次，但其間並無兩次停止生長的現象，Surge et al. （2001）則是認為殼體生長停止會發生於高溫時期，而生殖期亦在此時，但從碳、氧同位素分辨不出停止生長的原因到底是溫度太高還是生殖現象造成的。牡蠣殼體生長情形並不規律，在取樣位置的選擇較為困難，Stenzel （1971）認為牡蠣殼體中白堊層的形成是具選擇性的，白堊層中包含鬆軟的、白色、不透明的物質。Wang et al.（1995）利用牡蠣殼體不同部位分成硬質殼體、白堊層與硬質殼體與白堊層三部分沿著生長方向分析氧同位素數值比較，結果顯示三者的同位素值的振幅、範圍、平均值皆相似，可能為同時期生成。其中白堊層所占面積最大，可得到較高解析度的數據。因此牡蠣殼體的研究位置，大多為韌帶部位的白堊層為主。 Stenzel（1971）認為在自然環境下分泌的牡蠣殼體是每年增長的, 其韌帶部位每年生長包含一個白堊層和一個硬質殼體。Andrus and Crowe （2000）以美東 6.

(22) 牡蠣分析碳、氧同位素與季節變化的訊號，歸納出其同位素數值在暗帶為較天寒冷時所生長，亮帶為較暖時生長。但Surge et al.（2001）在白堊層中間的硬質殼體看不出季節、潮汐、月亮變化，且無法觀察到的白堊層與硬質殼層交互生長的變化。對於殼體韌帶部位的生長情形各有不同解釋，韌帶是每年增長的推論目前也未被證實，但一般研究認為的確是如此。因此仍利用殼體每年增長的特性，應用在考古研究中牡蠣貝塚內涵和環境意義（Kent, 1988; Custer and Doms, 1990; AlDabbas and Al-Jaberi, 2014），古生態及生長環境研究（Martinius, 1991; Richardson et al., 1993; Wang and Li, 2018），演化方向的研究（Sambol and Finks, 1977; Malchus, 2008），以及古環境的重建（Surge et al., 2003; Kopaevich and Gorbachik, 2017）。. 1.3.2 南科考古遺址的研究台南科學園區座位於台南市新市區、善化區及安定區三區之間，開發總面積約有1043公頃，受曾文溪氾濫影響，土壤堆積速度快且地層堆疊層次清楚，有助於將不同時代文化層形成分層，而在厚層沉積物下，受到現今地面開發的干擾較小，部分遺物大多在地下水位線之下，有機物受到阻隔，不易氧化，較有機會保存下來，文物保存完整，更有利於史前人類文化活動的重建（臧振華與李匡悌， 2013）。直自民國84年中央政府初步選定園區現址作為開發基地，展開南科園區遺址的調查並劃設為「文化遺址保存區」，經過多年考古和鑽探工作，至92年底，在園區及周邊的開發基地內考古學家先後發現了82處的考古遺址，並搶救其中的34 處。經過出土地層與古代遺物類型與風格分析及放射性碳十四定年年代測定，南科考古遺址年代涵蓋時間為距今5000年前至300年前，分為六個文化相，再由各文化相當中依據文化內容變遷細分十一個分期（圖1.2）（臧振華等，2006）。台南科學園區自然環境的變遷在全新世大海進期間，隨海水面上升速率的減緩、構造運動抬升及陸側沉積物快速堆積使海岸線逐漸向西移動，園區約在6000. 7.

(23) 年左右漸漸出露水面，自5000年前之後經過多次海進海退，海岸線由東北向西南逐漸退去，在鑽井資料中，也記錄了多次海水面波動，到距今2700年前，整個園區已進入陸相沉積環境，海水沉積作用不再明顯地影響到園區，至今曾文溪逐漸成為影響地質環境作用的因素（陳文山等人，2009；臧振華與李匡悌，2013）。而根據前人研究岩芯資料將南科遺址分為四個階段:台南期（距今10000~5000年前）、南關里期（距今5000~3000年前）、三抱竹期（距今3000~1300年前）、五間厝期（距今1300年前~現今）（圖1.2），其中五間厝期（海退）為南科園區最晚堆積的時期，在地層中發現一層分布廣泛且各地堆積厚度不一的黃褐色粉砂土壤層，與下層三抱竹時期的地層呈不整合面，顯示此時的環境變化為快速且劇烈，透過地層年代測定與地電阻分析，推測在距今約1500年左右曾文溪發生改道，造成園區內沉積環境的改變，因此遺址主要在現今河道以南地區發展。考古遺址遺留多在園區南側，有蔦松文化（距今約1200年）以及西拉雅文化（距今500~300 年），最上層則有近代漢人文化遺留（臧振華與李匡悌，2013）。西拉雅文化遺留（距今500~300年）分布於五間厝北、大道公、社內遺址上，此時期出土器具方面有石器、陶器、鐵器等，以及動、植物與貝類遺留，其中發現龐大數量的牡蠣貝殼遺留，反映出當時聚落利用牡蠣作為日常生活食物的重要訊息。藉由古人各種活動遺留下來之物品，則可以探討當時的生活習慣及自然環境。. 8.

(24) 圖 1.2、台南科學園區遺址文化層序與海岸線變遷（取自臧振華等，2006；臧振華與李匡悌，2013）。. 9.

(25) 1.4 東亞地區 500 多年前至今氣候變化全球溫度變化在近千年以來主要分為三個氣候變化事件，由800~1300A.D.的中世紀暖期（Medieval Warm Period）到1300~1900A.D.溫度下降進入小冰期（Little Ice Age），而小冰期結束後溫度逐漸上升到相對過去千年較為溫暖的20世紀暖期（20th Century Warming Period），在過去千年全球呈現由暖轉冷後，又轉為較暖的溫度震盪模式，現今的地球溫度處於高於中世紀暖期（Cronin et al., 2003；Loso, 2009）的20世紀暖期的階段，而北半球從小冰期至20世紀暖期平均溫度異常達到約+0.6度（圖1.3）（例如:Xiao et al., 2011）。. 圖 1.3、一千年來北半球與全球溫度距平圖（取自 Xiao et al., 2011）。. 從日本北部的歷史氣象記錄小冰期的寒冷階段發生在1611~1650 A.D.、 1691~1720 A.D.和1821~1850 A.D.（Maejima and Tagami , 1983），中國北京石筍 SF-1的18O從1475 A.D.降至平均值之下，持續到150 a（1845 A.D.）才高於平均值，13C由較小（1475~1645A.D.）轉大（1645~1845 A.D），顯示小冰期氣候特徵由潮濕轉為較乾燥的氣候（圖1.4），且與北京石花洞之石筍資料相符（Ku and Li., 1998）。中國甘肅省之萬向洞WX42B δ18O記錄中顯示14世紀中葉和1580~1640 A.D. Late Ming Weak Monsoon Period（LMWMP）有季風減弱的現象，19世紀後期的季風增強（Zhang, et al., 2008）（圖1. 5）。. 10.

(26) 圖 1.4、中國北京石筍 SF-1 之穩定同位素記錄，（取自 Paulsen et al., 2003）。. 500多年前氣候約對應到小冰期，1400~1610A.D.為小冰期第一階階段，台灣台南大崗山DGS-1石筍紀錄中氧同位素較平均值大，但碳同位素較平均值小，顯示此時期為寒冷且相對潮濕的氣候，1610~1810A.D.為小冰期第二階階段，在 DGS-1石筍紀錄中氧同位素相對1600A.D.以來有越來越大的趨勢，碳同位素也相對較大，屬於較乾燥且寒冷的氣候（Li et al., 2015）（圖1.6）。而在台灣不同區域湖泊沉積物之研究，松羅湖顯示在650B.P.進入乾燥涼爽的氣候（LIA）（Liew et al., 2014），翠峰湖在1640A.D.和1920A.D.有湖水酸度增加情形，推論主要受太陽輻照度造成強降水有關（Wang et al., 2013）。. 11.

(27) 圖 1.5、中國甘肅萬向洞氧同位素記錄，取自（Zhang et al., 2008）。Dark Age Cold Period（DACP）黑暗時代冷期；Medieval Warm Period（MWP）中世紀暖期； Little Ice Age （LIA）小冰期；Current Warm Period （CWP）20 世紀暖期，紅色直線區域顯示 230Th 數據資料，誤差為± 1 到± 5 年。三個黃色區域分別表示 Late Tang Weak Monsoon Period（LTWMP）（唐末弱季風期），Late Yuan Weak Monsoon Period（LYWMP）（元末弱季風期）和 Late Ming Weak Monsoon Period（LMWMP）（明末弱季風期），藍色區域為大道公遺址年代資料。. 本研究考古材料來自西拉雅文化的大道公遺址上的西拉雅文化堆積層，遺址所屬年代為距今500~600年前（1400~1500A.D.），綜合前人研究，此時的氣候，大致處於小冰期第一階段，受東亞季風減弱影響由潮濕轉為較乾燥的氣候，與現今相比之較潮濕且寒冷的氣候型態。. 12.

(28) 圖 1.6、DGS-1 石筍紀錄 δ18O，δ13C 和 Fe 記錄與印度太平洋暖池的 SST、南方震盪指數（SOI）和太陽總輻射量（TSI）比對圖。水平虛線表示每個參數的平均值。垂直虛線分隔主要氣候。大寫字母表示可能發生的相應事件（取自 Li et al., 2015）。. 1.5 研究目的牡蠣殼體為研究古環境的材料之一，陳昱琪（2016）運用現生牡蠣殼體與西拉雅文化之五間厝北遺址牡蠣殼體觀察季節性變化與探討當時人類的採收習慣，並探討西拉雅文化時期與現今環境的差異，且運用現生牡蠣殼體氧同位素推算殼體理論平衡值，其結果振盪大致相符，但數值有些不一致，陳昱琪（2016）推論其中不一致原因可能為生長地點不固定，以及近水面與近河床底部的牡蠣生長微環境（水體溫度、密度、日照）不完全一樣所造成的差異。由於在陳昱琪（2016）指出水體深度對牡蠣生長或許有持續影響，因此本研究重回台南市七股區依不同水深度採集養殖現生牡蠣殼體以及水樣標本，分析殼 13.

(29) 體及水體氧同位素組成，以期了解現生牡蠣殼體氧同位素組成與其生活水體間之關係。檢視在相同區域生長、相同時間但不同水深度採收的牡蠣殼體是否能夠記錄到相似的氧同位素數值及曲線振盪，並分析台南科學園區中大道公遺址牡蠣殼體之碳、氧同位素變化，以探討西拉雅文化時期（約500~300B.P.）環境訊號及降雨強度與現今的差異。. 14.

(30) 第二章、研究區域與材料 2.1 研究地點本研究的現生牡蠣殼體及水樣標本均採自台南市七股區大潮溝內（圖 2.1）（23º04’48”N, 120º02’24”E），大潮溝為南北兩側皆有海水相連且有水門流通的人造溝渠，水門在固定時間會定時放水以平衡養殖場內鹽度，以利大潮溝內的養殖魚生長，且大潮溝附近也有許多淡水魚養殖池，會將魚塭廢水注入大潮溝內，本研究於大潮溝之養殖場內採集三個位置，包含養殖場 1（F1）、養殖場 2（F2）、養殖場 3（F3）（圖 2.2），養殖場 1（F1）、養殖場 2（F2）屬於垂下式養殖法，養殖場 3（F3）屬於平掛式養殖法，由養殖場 1（F1）、養殖場 2（F2）相同養殖方式與不同養殖位置以及養殖場 2（F2）、養殖場 3（F3）不同養殖方式與相近養殖位置間探討水體帶給牡蠣生長上的影響；另外於養殖場東方 9.1 公里之曾文溪近出海口進行溪水採集（23º05’14”N,120º07’46”E），以取得本研究地點附近的近淡水資料。本研究除了於每次採集時均會量測研究地區之水溫，另外使用中央氣象局之距離養殖地點東北方 18 公里的將軍漁港測站（23º12’45”N,120º04’59”E）長期氣溫、雨量資料及海溫資料。考古遺址標本為中央研究院歷史語言研究所李匡悌老師所提供，出土自大道公遺址（23°05’15.4”N, 120°16’19.6”E）之牡蠣殼體，為西拉雅文化（距今 500~300 年）所遺留，考古團隊試掘面積為 2528 平方公尺。. 15.

(31) 圖 2.1、研究地點位置圖。☆為現生牡蠣及水樣於台南七股養殖地點，咖啡色圓點為將軍測站；紅色圓點為養殖場內部牡蠣及水樣採集地點；藍色圓點為曾文溪近出海口採集點；黃色圓點為南科遺址位置。. 16.

(32) 圖 2.2、養殖場內採樣點放大圖。紅色點為採樣點。. 2.1.1 七股地區人文特色與自然環境演變台南市七股區位於台灣最西端的陸地，東接佳里區、西港區，西臨臺灣海峽，南隔曾文溪與安南區相望，北與將軍區毗鄰（圖 2.3），有曾文溪與七股溪流經此處，是著名的漁鹽之區，全區面積約 115 平方公里（資料來源：七股區公所）。本區多為潮汐灘地、沙洲、潟湖，屬濱海地區，漁業為七股區最主要的產業，包括陸上魚塭養殖與淺海養殖。七股區的養殖漁業發源甚早，甚至有些地名也與漁塭有關，例如大埕里東邊的「番仔塭」，就因為早期有平埔族人在此墾荒築塭養魚而得名。不過，由於 1937 年日人強制徵收頂山附近 500 甲魚塭開闢鹽田，加上曾文溪口數千公頃海埔新生地皆闢為魚塭的影響，使得七股區養殖重心逐漸轉移到曾文溪口北岸附近。七股潟湖區位於陸上魚塭與七股海域的緩衝水域，較少受海浪與海流影響，因淡水與海水交互作用下，此區具有豐富的營養源。依據行政院農業委員會水產試驗所台南分所的研究指出，台南沿海的漁業體系在七股潟湖的作用下，陸域的魚塭從潟湖引進乾淨的海水形成一個良好的循環系統，維持高品質的養殖漁業，而魚塭所排放的廢水含有機物質流進潟湖後，提供了潟湖淺海養殖的牡蠣、貝類及在紅樹林生態系的魚苗所需的營養；在進行交換的過程中使水質淨化，進而提 17.

(33) 高兩者的產量與豐富度。. 圖 2.3 、台南市七股區與鄰近行政區域圖（參考自七股區公所 https://cigu.tainan.gov.tw/）。. 2.1.2 七股地區的牡蠣養殖情況七股沿海地區的養殖漁業的歷史已有兩、三百年，約在180年前由閩、粵地區一帶地移民傳入淺海地區的牡蠣養殖，由於無須投擲飼料，經營成本低，為當地沿岸漁民主要漁業活動之一。早期的漁民主要在溪口或是潟湖淺水區以「插蚵」方式養殖牡蠣，到了1960年代，開始出現垂下式養殖法，而在1970年代相關技術的傳入，才轉變為現在的以「吊蚵」為主的養殖方式（丁雲源，1974）。台灣養殖牡蠣主要分布在高潮線與低潮線間，而早期以插竹式與石塊式為主，後因砂岸潮間帶已被開發利用殆盡，加上地層下陷海水面上升，無法繼續大量生產，後來改為散佈式、插竹式、平掛式、垂下式、浮棚式等（李龍雄，1989；楊夢南，1996；蔡政霖，2004；吳育勳，2008）。散佈式：主要在不會使牡蠣流失或被泥沙覆蓋之潮間帶進行養殖，優點為不需浪費耗材，但產量少，在台灣較不常見。插竹式：主要在澎湖開始使用，以竹子插入土中進行採苗，讓蚵苗自行附著，適合在內灣及槽溝設置。通常在牡蠣養殖一段時間後，會移至附近養殖之水域以. 18.

(34) 利牡蠣增肥。平掛式：一般使用沿岸及潮溝之較淺的水域，不易使用浮棚式或垂下式的區域，將綁好的蚵串以水平掛至竹子間，在退潮時牡蠣會裸露於水面，長期接受陽光曝曬（圖2.4）。垂下式：一般常見於內灣或潮溝，使用竹子立於海床作為基柱，將蚵串垂直方式向下掛，為了提高牡蠣攝食機會，最好與海流呈垂直，以便增加流過蚵串之水流量，蚵串距海床約30公分，避免蚵螺爬上蚵串造成損失。退潮時蚵串頂端的牡蠣有時會裸露出水面（圖2.5）。浮棚式：常見於外海、河口、潟湖等水域寬廣水深浪靜的區域，設置方式竹子搭建蚵架，以保麗龍或塑膠筏管拖住骨架增加浮力，將牡蠣以每串牡蠣約有12至20個母殼垂直向下懸掛於框架上，無論潮水漲退牡蠣都會維持在水面下，故加速牡蠣生長速度和產量。在台灣牡蠣養殖受颱風的影響一般只養6個月到一年的時間，且台灣的養殖比較密集，養殖久不一定長得比較快或大，因此一般殼長長到6 ~ 8公分就採收。本研究採集現生牡蠣樣本的養殖戶，係以平掛式與垂下式的養殖方式為主，嘉南海域潮差平均約59公分（資料來源：港灣海象觀測資料統計年報），而養殖場水深約2.5~3公尺。. 圖 2.4、平掛式養殖。. 19.

(35) 圖 2.5、垂下式養殖。. 2.1.3 七股地區與將軍地區環境參數及海溫資料由於鄰近採樣點之中央氣象局七股測站已被撤銷沒有環境參數資料，因此使用靠近七股地區的將軍測站氣溫及雨量資料，而海溫資料亦使用將軍漁港浮標的海溫作為代替。將軍地區2017年至2019年年均氣溫約23.7oC，最高溫出現在2018年七月與 2019年六月、七月約28.4oC，最低溫在2018年二月約16.2oC，年溫差約12.2oC。將軍地區的降雨集中在五到九月份，降水來源主要為西南氣流與颱風，2017年的年降雨量為1087.5毫米，最大降雨量在七月份為321.5毫米，其中五到九月降雨量佔全年86.3%；2018年的年降雨量為1948毫米，最大降雨量在八月為1111毫米，其中五到九月降雨量佔全年94.9%；2019年的年降雨量為1612毫米，最大降雨量出現在七月份共516毫米，其中五到九月降雨量佔全年84.8%（圖2.6）。將軍漁港之海溫資料為測量港內岸邊水面下0至5公尺之海溫記錄，海溫年均溫約25.8oC， 2017至2019年間最高溫在七、八月約30.4oC，最低溫在2018年二月的17.9oC，年溫差約12.5oC。將軍漁港的海溫與氣溫變化大趨勢的變化相同，根據圖 2.6 可觀察到海溫明顯略高於氣溫約 1oC，影響牡蠣生長主要以颱風及夏季西南季風最為顯著，而台灣西南部沿岸終年受黑潮支流經過影響，在夏季受西南季風吹拂下，順勢推送南海表層水帶來高溫低鹽的暖水，使得黑潮支流更盛，產生西南向的溫度、鹽度鋒 20.

(36) 面（Fan, 1982）（圖 2.7），使得海溫略高於陸地氣溫。七股地區與將軍漁港兩地相隔約 18 公里，從圖 2.6 可觀察到兩者海溫相差不大，因此七股海溫可以用將軍測站海溫代替作為本研究分析資料。. 圖 2.6、將軍測站 2017 年 10 月至 2019 年 8 月的環境參數。淡藍色柱狀圖為雨量記錄；黑色曲線為將軍測站海溫月均溫資料；紅色曲線為將軍測站氣溫月均溫資料；藍色曲線為七股當日實測水溫資料（中央氣象局觀測資料查詢 https://e-service.cwb.gov.tw/HistoryDataQuery/index.jsp）。. 21.

(37) (B). (A) Ocean Data Bank,. Ocean Data Bank,. MOST/IONTU. MOST/IONTU. GRID=15’X15’. GRID=15’X15’. 1m/sx1day. 1m/sx1day. 圖 2.7、台灣周圍海流流矢圖（1991 ~ 2008 年）。（A）為五到九月受西南季風影響之海流（B）為十到四月受西南季風影響之海流圖（取自國科會海洋學門資料庫）。. 2.2 長牡蠣（Crassostrea gigas）的生長史與生活習性本研究所使用的牡蠣標本為Crassostrea gigas，中文名為長牡蠣、太平洋牡蠣或巨牡蠣，俗稱蚵仔或蠔（圖2.8），長牡蠣為雙枚貝，左殼較深且大，呈杓狀，較具有明顯的韌帶構造，右殼平坦而小，韌帶構造較不明顯。殼體形狀受其固著環境的影響，牡蠣主要固生在較堅硬的基質上，殼體形狀呈橢圓型波浪狀；若固著在較軟的基質上，殼體較易呈圓板狀（NIMPIS, 2002；ISSG, 2005；Miossec et al., 2009）。而本研究所使用之牡蠣殼體多為橢圓形波浪狀，殼體外部顏色以米白色為為主，夾有黑紫色帶狀以及黃色或褐色或黑色的斑點，而殼體內部呈白色或灰白色珍珠光澤，在閉殼肌的位置具有閉殼肌痕呈灰色或是紫色（雷淑芬，1990；巫文隆，1980）。. 22.

(38) 圖 2.8、本研究材料現生種 Crassostrea gigas，採樣於 2018 年 4 月養殖場（F1） 0 公尺處牡蠣殼體。（A）為左殼外視圖；（B）為左殼內視圖；（C）為右殼內視圖；（D）為右殼外視圖。. 牡蠣的鰓絲上具有纖毛，利用其擺動將海水送入外套腔中，過濾掉海水，以海水中的藻類、微生物為食，水溫主要在 7~24oC 間，纖毛運動溫度越高纖毛運動越快，攝食量越多；因此長牡蠣的纖毛運動機能影響其攝食量，水溫較鹽度、濁度等因素更為影響纖毛機能較大（楊夢南，1996）。本研究之牡蠣生長在潮間帶，在海水漲潮時牡蠣會完全浸沒入水中，才能將雙殼打開進行攝食，而退潮時才會開始消化，若潮汐浮動越大碳酸鈣殼體生長越厚，因此牡蠣殼體的碳酸鈣沉澱速率可能隨著潮汐、月亮週期而改變（Pannella and MacClintlock, 1968；Whyte, 1975），而退潮期間有太陽曝曬，可以將表面的一些生物殺死，或因漲退潮的關係，沖刷表面的附著物，可以讓牡蠣成長比較好，但若離開水面時間過長，牡蠣無法進食，相對的成長速率就會降低。牡蠣為廣鹽性的貝類，高鹽度下成長較好，但低鹽度下食物充足時則較易肥滿，一般的殼體長度約 8~20 公分，而長牡蠣生長速度快，在其生長的第一年殼體可長到約 10 公分（Dankers et al., 2004）；一般生存時間約 5~6 年，最高則有生長至 30 年的記錄（Miossec et al., 2009）。台灣位處副熱帶地區，周圍海域的年平均水體溫度高於10oC，所以全年皆適 23.

(39) 合牡蠣生長（繆端生，1953；黃丁郎，1974；宋薰華，1988），牡蠣的生殖腺終年飽滿，因此隨時皆可產卵，終年均可採收，一般養殖6個月至1年即可收成，而每年7至9月與11至2月間為盛產期（丁雲源，1974）。牡蠣的繁殖可分為兩種類型，一為雌雄同體的幼生型，另一為雌雄異體的卵生型，而長牡蠣屬於卵生型；長牡蠣一出生為雄性，經過第一次生殖後，若環境提供的食物量充足，則會轉變為雌性，反之食物量缺乏時，亦會由雌性轉為雄性。如果牡蠣生殖腺飽滿後會受外界環境的影響刺激下開始排卵放精，精卵排放後的 10~15 個小時開始受精，受精後一小時便進行細胞分裂，之後約5、6小時進入擔輪子期，擔輪子幼蟲利用口前的纖毛環進行浮游生活，在約3~4週進入變態期，纖毛環便退化為面盤，分泌造殼物質將肉體包裹起來，約24小時內形成雙殼，48 小時內雙殼即可完全包裹住肉體，此時基本的器官已形成，再經10~12天的固著期，幼貝的足絲腺會分泌物質便固著於左殼上，且面盤會開始萎縮（圖2.9）（Lorio and Malone, 1994）。. 圖 2.9、牡蠣生活史（摘自 Lorio and Malone, 1994）。. 24.

(40) 第三章、研究方法 3.1 牡蠣殼體標本與水體標本之採樣現今台灣西南沿海養殖牡蠣以長牡蠣為主，且考古遺址標本也多為長牡蠣，因此本實驗的實驗材料以長牡蠣做為研究。養殖場位在台南市七股區的大潮溝中，養殖方式多採用垂下式，少數為平掛式，採樣時間從 2017 年 10 月 23 日起至 2019 年 8 月 22 日止，歷時 23 個月，每個月進行一次的採樣，其中在 2018 年 1 月進行潮汐時間觀察採樣，增加兩次採樣；及在 2018 年 8 月因遇到強烈西南氣流造成強烈降雨，增加一次的採樣，總計 26 次。考古遺址標本由李匡悌老師提供，為台南科學工業園區臺南園區挖掘大道公遺址，西拉雅文化年代中的長牡蠣。現生標本於大潮溝內分布三個點進行採樣，並依牡蠣不同養殖方式的生長深度進行採樣，養殖場1（F1）與養殖場2（F2）為垂下式養殖，採集水下深度0公尺、1公尺、2公尺之現生牡蠣；養殖場3（F3）為平掛式養殖，採集0公尺之現生牡蠣。現生標本編號以採樣地點七股（Chi Ku）及曾文溪近出海口（Tsengwen Thi）為編碼，因此前兩碼英文字母CK及TWH為之縮寫，英文字母後的數字為採集時間的流水號。遺址標本的編碼為考古遺址大道公（Ta Tao Kung）之縮寫英文字母 TTK，後為考古團隊所提供之編號。水體樣本則是 Herizontal Beta Bottle 採水器依牡蠣殼體生長深度同時進行採收，並 YSI Pro30 溫鹽計測量採集當時之同深度水體溫度與鹽度，採集地點在大潮溝內，另外在靠大潮溝附近的曾文溪近出海口同時採樣，以了解養殖場附近之淡水來源資料；採樣時間從 2016 年 10 月 23 日至 2019 年 8 月 22 日，每個月進行一次的採樣，總計 26 次，每次各地點收集一瓶 100ml 的水樣。水樣裝瓶時，以孔隙 0.45μm 的過濾膜濾掉雜質並保存。. 25.

(41) 3.2 牡蠣殼體標本實驗前處理養殖牡蠣採集後先將軟體肉質部分去除，並以刷具與清水做初步的清洗。清洗結束將標本浸泡於3%過氧化氫水溶液中一天去除殼體上附著之有機質，再以清水刷洗一次並使用超音波震盪儀淨洗後，放至通風處自然風乾。接著利用切割機將牡蠣殼體韌帶部切下，再以清水沖後自然風乾。利用黏土將切下的牡蠣喙部保持水平固定於紙盒中，將Buehler Epoxy Resin 環氧樹脂與硬化劑Buehler Epoxy Hardener以5:1比例調配，進行多次灌膠直到樹脂覆蓋超過牡蠣韌帶槽。最後將灌膠完成之牡蠣沿韌帶槽縱切成兩半，再以清水淨洗後風乾。 3.3 穩定同位素分析 3.3.1 牡蠣殼體標本沿牡蠣殼體中韌帶部生長方向從殼頂至殼腹利用微鑽微取樣顯微鏡系統 Micromill儀器鑽取粉末，粉末量約100~200μg，謹慎地將粉末放入穩定同位素分析瓶。再將分析瓶放入Glison自動分析儀（Multicarb Sample Preparation System）中，在90oC下和100%的磷酸反應，粉末與酸反應之後產生二氧化碳氣體以超微氣相比例質譜儀（Micromass IsoPrime Isotope Ratio Mass Spectrometer）分析碳、氧同位素組成，並以國際標準試樣NBS-19（18O=-2.20‰；13C=1.95‰）進行校正至V-PDB，18O 及13C之精密度分別為0.06 ‰及0.03‰（N=768）。 3.3.2 海水水體樣本本研究水體氫、氧同位素成份於台北市立大學李孟陽教授實驗室進行分析。首先將採集之水樣以微量吸管吸取 2mL 裝入分析瓶中，再放入水氫、氧同位素分析儀（Picarro L2120- i）分析，運用自動進樣器將待測樣品以 110oC 汽化，並加入氮氣送至分析儀中（圖 3.1）。水氫、氧同位素分析儀係以波長掃描光腔衰盪光譜（Wavelength-Scanned Cavity Ring Down Spectroscopy,WS-CRDS）技術，利用單頻雷射二極體發射出雷射光束，雷射光束進入光腔進行多次反射，當光腔 26.

(42) 中充滿雷射光束且光測器達訊號門檻時，雷射光緣將關閉，光腔中雷射光束會持續在內進行反射，且逐漸穩定衰減至零，稱為衰盪（Ring down）。當光腔中充滿待測樣品之氣體時，待測氣體對雷射光產生吸收作用，使衰盪時間增快，比較無待測氣體之雷射光衰盪時間及待測氣體吸收之雷射光衰盪時間便能計算待測氣體之含量（圖 3.2），再經過校正可同時分析氫與氧同位素組成，本實驗利用汪中和老師提供之標準水樣 LEW-07、FSDW、LEW011、FS-7 及 LDWH5，為校正標準至 V-SMOW，氫、氧同位素分析的精確度分別為 0.07‰及 0.90‰（N=25; LEW-07）；0.06‰及 0.46‰（N=31; FSDW）；0.13‰及 0.55‰（N=28; LEW011）； 0.13‰及 0.45‰（N=31; FS-7）；0.05‰及 0.37‰（N=31; LDWH5）。而整體水體標本穩定氧、氫同位素的測量精確度分別優於 0.1‰及 0.9‰。（A）. （B）. 圖 3.1、（A） Picarro L2120-i 水體氫、氧同位素分析儀。（B）工作原理示意圖（取自 Jung et al.,2013）。. 27.

(43) 圖 3.2、波長掃描光腔衰盪光譜（WS-CRDS）工作原理示意圖（取自 Gu et al., 2019）。. 28.

(44) 第四章、研究結果與討論 4.1 牡蠣殼體標本構造與觀察牡蠣標本背部主要呈白色帶有灰黑色，間雜有紫色、褐色、黑色或黃色的斑紋及紋點。由牡蠣標本左殼外觀可以區分為兩部分（圖 4.1A），分為殼身及韌帶部，殼身主要成杓狀，為軟體肉質部位生長區域，由殼頂向前延伸呈凹槽錐狀為韌帶部。殼內部有一個明顯帶紫色的閉殼肌痕，韌帶部中央呈長條槽狀構造為韌帶槽，其殼喙處頂端即為左右兩殼相接處。將韌帶槽沿中線往殼腹的方向（aa'）縱切後，得到韌帶部的剖面（圖 4.1B），可觀察到韌帶部具有珍珠層與白琧層交錯連貫出現，其中珍珠層為較硬質的灰色殼體，而白堊層為較鬆軟的白色殼體；整體而言，牡蠣的韌帶部主要是由鬆軟的白堊層組成，但因個體生長速率差異而有珍珠層與白堊層的比例不一（Stenzel ,1971）。. 圖 4.1、（A）牡蠣殼體左殼構造示意圖。（B）牡蠣殼體沿 A 圖中 a-a’方向縱切後，所得的剖面圖。. 29.

(45) 4.2 牡蠣殼體取樣位置選擇由圖 4.1B 牡蠣左殼之韌帶部剖面圖可觀察到牡蠣殼體是由交錯生長的厚層白堊層與薄層硬質珍珠層構成，根據前人文獻中得知，牡蠣的成分在韌帶槽硬質殼層、韌帶部內的白堊層與珍珠層、殼身皆為方解石（Stenzel, 1963；Surge et al., 2001；呂香儒，2009），且在韌帶槽硬質殼層、韌帶部內的白堊層與珍珠層及外殼殼身，皆可得到殼體氧同位素數值的變化趨勢、振幅記錄大致相似，因此皆能用於判斷殼體生長的季節性變化。為了確保取樣上殼體的部位完整性，而韌帶部外層硬質殼能保護殼體韌帶部內的白堊層與珍珠層殼體，且此處體積大較易取得較多的粉末量進行分析（陳昱琪，2016），因此本研究取樣的位置為韌帶部內的白堊層與珍珠層殼體。取樣方法利用 Micromill 儀器依照韌帶部內的生長紋路及生長方向從殼喙（幼年生長之殼體）至殼腹（成年生長之殼體）進行連續取樣，取樣間距約 1mm （圖 4.2），鑽取寬度約 0.3~0.6mm，因鑽頭為錐狀使得在鑽取深度不同鑽取寬度有所不同，因此遇寬度小於 0.3mm 之珍珠層則不進行取樣，以避免與白堊層之粉末造成混和。就算是相同採收日期的殼體，因牡蠣殼體的大小、形狀、重量、殼體組成比例會有很大的差異，以致取樣時無法有規則的鑽取長度、深度及間距。. 圖 4.2、取樣方式示意圖。 30.

(46) 4.3 水樣採集及分析結果 4.3.1 水樣採集為了瞭解現生牡蠣生長環境，依照牡蠣不同養殖方式及深度，在大潮溝採集現生牡蠣殼體標本時同時採集水樣 1 瓶，並測量當時水溫和鹽度。水樣採集時間自 2017 年 10 月 23 日起至 2019 年 8 月 22 日止，總計完成 26 次的水樣採集，與後續實驗室水體氫、氧同位素工作。七股地區實測水溫年平均溫度為 24.7 ± 4.2oC，年溫差約 15oC，最低溫在 2019 年 1 月 28 日的 17.2oC，最高溫為 2018 年 5 月 23 日的 32.5oC（圖 4.3）。水體鹽度主要範圍為 6~39psu 之間（32.1 ± 6.0psu，N=182；1σ），高鹽度主要出現在冬季，主要範圍為 35~38psu 之間，其中最高鹽度出現在 2019 年 1 月為 38.9psu，夏季鹽度則較低，最低鹽度在 2018 年 8 月的水體鹽度為 6.2psu（附錄一）；於 2018 年 1 月進行一日漲退潮觀察，1 月 24 日漲潮（高潮）時所採收水樣平均鹽度為 35.6 ± 1.1psu （N=7）， 1 月 25 日退潮（低潮）時水樣的鹽度約為 36.6 ± 0.8psu （N = 7），1 月 25 日漲潮（高潮）時水樣的鹽度約為 36.0 ± 1.1psu （N=7），而 1 月 24 日漲潮水體氧同位素平均值 0.18 ± 0.04‰ （N=7），1 月 25 日退潮水體氧同位素為平均值 0.20 ± 0.16‰ （N=7），1 月 25 日漲潮水體氧同位素平均值為 0.11 ± 0.13‰ （N=7），兩漲潮與退潮時水體平均鹽度差 0.8psu，水體平均氧同位素數值差 0.06‰，無法觀察出隨海水漲退潮水體的鹽度、氧同位素而有明顯數值偏高或偏低的變化，因此採樣時間多在漲退潮之間。. 31.

(47) 圖 4.3、2017 年 10 月至 2019 年 8 月養殖場（F1）0 公尺水文環境紀錄。水色柱狀長條圖為將軍測站雨量資料，紅色線為水體溫度，綠色線為鹽度，黑色線為水體氧同位素。. 表 4.1、2018 年 1 月 24 日至 2018 年 1 月 25 日漲退潮資料（水體氧同位素數值為相對於 V-SMOW）。 2018/1/24 14:00（漲潮）. 2018/1/25 8:50（退潮）. 2018/1/25 14:00（漲潮）. 溫度. 鹽度. 18O. 溫度. 鹽度.  18O. 溫度. 鹽度.  18O. （oC）. （psu）. （‰）. （oC）. （psu）. （‰）. （oC）. （psu）. （‰）. F1_0 公尺. 20.7. 34.5. 0.24. 19.2. 35.7. 0.28. 20.2. 34.8. 0.14. F1_1 公尺. 20.6. 34.6. 0.16. 19.2. 35.8. 0.27. 20.2. 34.8. 0.22. F1_2 公尺. 20.6. 34.4. 0.16. 19.2. 35.4. 0.34. 20.2. 34.9. 0.21. F2_0 公尺. 20.6. 36.0. 0.15. 19.4. 37.1. -0.11. 20.2. 36.8. -0.08. F2_1 公尺. 20.6. 36.2. 0.15. 19.4. 37.1. 0.14. 20.4. 36.8. 0.04. F2_2 公尺. 20.6. 36.3. 0.15. 19.4. 37.1. 0.14. 20.6. 37.0. -0.02. F3_0 公尺. 21.2. 37.1. 0.22. 19.4. 37.2. 0.35. 20.6. 37.1. 0.23. 平均值. 20.7. 35.6. 0.18. 19.3. 36.5. 0.20. 20.3. 36.0. 0.11. 32.

(48) 4.3.2 七股區周遭水域資料為了解七股地區周遭水域對養殖場水域帶來的影響，於 2019 年 1 月 28 日進行養殖場周圍水域採樣及原定採樣點比對，採樣時測量當時溫度與鹽度，並將水裝瓶帶回實驗室分析。此次在七股地區採樣共計 9 個點（圖 4.4），由於在同一天採樣因此水溫皆約在 20.6oC，其中 S1 位在曾文溪出海口，鹽度為 33.1psu，鹽度已經接近海水之鹽度；S2、S5、S6 之水樣皆位在沿海，屬於台灣海峽海水，鹽度約 33.2psu；S3 為靠近養殖場水門，水體鹽度為 32.6psu，可能受淡水流入因此鹽度較海水低；S4 為靠近養殖場之魚塭，因而水體鹽度高達 38.7 psu；數值與養殖場內 F3 數值相近，可知養殖場鹽度主要受附近魚塭水流入影響，且養殖場屬於較封閉水域蒸發量大，因此鹽度較海水高；S7 位在為大槽溝橋附近，鹽度為 35.5 psu，表示養殖場水體整體鹽度變化並不大；S8 大潮溝與七股潟湖交會處鹽度為 33.6psu，此處為水門，受養殖場水體影響，因此此區鹽度較接近養殖場鹽度；S9 為七股潟湖，水體鹽度為 34.8psu，由於七股潟湖屬於較封閉的水域，蒸發量較大導致鹽度略高（表 4.2）。此次採樣可以觀察到魚塭水的鹽度高於養殖場，魚塭因屬於封閉的水域因此蒸發量大，鹽度較高，而養殖場與魚塭連接，可能受魚塭定時放水及本身蒸發效應影響，導致養殖場之水樣鹽度略高於海水，而養殖場旁水門的水可能有淡水流經因此鹽度略低於養殖場。而此次曾文溪近出海口與曾文溪出海口鹽度差異大，表示在曾文溪出海口以主要受海水混合。從分析結果得知水體氫、氧同位素會隨鹽度升高而較大，受溫度影響較少，而鹽度不同主要與水的來源有關，在魚塭及靠近魚塭之水域氫、氧同位素皆較重，在較靠近曾文溪近出海口氫、氧同位素則較小；而從相同溫度、不同鹽度，以及氧同位素組成也可推論此地區受蒸發效應影響多寡。. 33.

(49) 圖 4.4、2019 年 1 月 28 日養殖場周遭水域採樣分析。黃色圓點為周遭水域採樣點；紅色圓點為養殖場採樣點；藍色圓點為曾文溪近出海口採樣點。. 表 4.2、2019 年 1 月 28 日養殖場周圍水樣資料。溫度（oC）. 鹽度（psu）.  18OV-SMOW（‰）.  DV-SMOW（‰）. S1. 19.6. 33.1. 0.09. 3.11. S2. 21.8. 33.6. 0.63. 7.46. S3. 19.6. 32.6. 0.30. 5.80. S4. 18.0. 38.7. 0.78. 9.28. S5. 21.6. 33.4. 0.21. 4.95. S6. 22.8. 32.5. 0.22. 5.03. S7. 19.9. 35.5. 0.47. 6.77. S8. 21.5. 33.6. 0.25. 4.75. S9. 20.6. 34.8. 0.46. 7.06. 34.

(50) 4.3.3 七股水樣分析 4.3.3.1 七股水體氫、氧同位素水體氫、氧同位素組成反映了水文環境的特徵，從養殖場水樣資料及曾文溪近出海口水樣資料之氫、氧同位素分析（圖 4.5），可觀察到養殖場與曾文溪近出海口水樣資料斜率不同但彼此非常接近，而數值皆偏離嘉南天水線（Wang, 2001），主要因為養殖場與曾文溪近出海口皆受到海水與蒸發效應影響（Wang et al,1995），呈現海水（ D≒4.98‰， 18O≒0.21‰，於 2019 年 1 月採樣於養殖場週圍之海岸）與淡水混合的現象，海水與淡水混合比例受季節變化產生氫、氧同位素的分布改變，夏季氫、氧同位素較小，冬季氫、氧同位素較大。而養殖場屬於較封閉之環境因此蒸發效應強鹽度較高，氫、氧同位素數值較大，但可能與曾文溪近出海口受到相似的蒸發效應而彼此斜率相近，另外在 7、8 月雨量較多之月份養殖場水體與曾文溪近出海口水體氫、氧同位素數值會較接近天水的值與嘉南天水（ D≒-40.00‰， 18O≒-6.30‰）的位置接近，表示在與雨多時所測量值接近天水，在多日降雨時，養殖場與曾文溪近出海口只記錄到雨水訊號的資料，而降雨少時養殖場與曾文溪近出海口水體會接近海水訊號端。. 35.