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臺灣臺南七股現生牡蠣殼體穩定氧同位素記錄及其於季節性之應用

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Academic year: 2021

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(1)臺灣臺南七股現生牡蠣殼體穩定氧同位素記錄 及其於季節性之應用 Oxygen Isotope Records in Modern Oyster Shells from Chiku Area, Tainan, Taiwan and Their Implication for Seasonality. 碩士畢業論文 A Master Thesis 陳昱琪 Yu-Chi Chen 國立臺灣師範大學 National Taiwan Normal University 地球科學系 Department of Earth Sciences 中華民國一百零五年八月 August, 2016 學科領域:地質學 Subject: Geology.

(2) 中文摘要. 臺灣臺南七股現生牡蠣殼體穩定氧同位素記錄及其於季節性 之應用 (中華民國105年8月) 陳昱琪 國立臺灣師範大學地球科學研究所 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、穩定氧同位素、季節性、五間厝北遺址 本研究分析2013年3月至2014年7月間養殖於台南七股區135個現生長牡 蠣殼體氧同位素組成,探討現生牡蠣殼體氧同位素成分與其生活水體環境 之關係。 現生牡蠣殼記錄的氧同位素數值介於-6.92‰~ -0.08‰之間(平均值為 -3.05 ± 1.17‰,N=2310;1σ;VPDB)。水樣氧同位數值主要介於-0.28‰ ~ 0.74‰之間(平均值0.18 ± 0.29‰,N=20;1σ;VSMOW),另有一水樣 採集於颱風期間,其氧同位素數值為-2.75‰,現生殼體氧同位素數值振盪 與海溫變化相似,呈現8個月至3年半之季節性振盪。將水樣氧同位素與將 軍測站海溫資料帶入同位素溫度方程式計算出殼體氧同位素理論平衡值, 而約有67%之殼體氧同位素實際數值與理論數值相符,而不符合之殼體氧 同位素實際數值較理論平衡值輕0.2~0.8‰。 本研究亦分析南科園區西拉雅文化(500~300B.P.)五間厝北遺址挖掘 出土之牡蠣,探討古人採集牡蠣的季節,及降雨強度與現今的差異。5個遺. ii.

(3) 址出土牡蠣記錄的氧同位素數值介於-5.98‰~ -1.26‰之間(平均值-3.34 ± 1.37‰,N=60;1σ)。遺址殼體氧同位素記錄亦呈現季節性變化,主要採 收季節為秋冬兩季,與現今殼體比較,遺址殼體在夏季氧同位素較現今高 1‰,冬季則低1.2‰。而距今500年前時,全球氣候處於小冰期階段,東亞 地區溫度約較現今冷0.3~0.9. ,若溫度變化對殼體氧同位素數值之影響可. 忽略,則遺址殼體氧同位素與現今相比可反映500~300B.P.台南夏季降雨較 現今弱,冬季降雨較現今強。. iii.

(4) Abstract. Oxygen Isotope Records in Modern Oyster Shells from Chiku Area, Tainan, Taiwan and Their Implication for Seasonality (August, 2016) Yu-Chi Chen, Department of Earth Sciences, National Taiwan Normal University, Taiwan Advisor: Dr. Horng-Sheng Mii Co-advisor: Dr. Kuang-Ti Li Key word: Crassostrea gigas, oxygen isotope, seasonality,. Wu Chien Tuso North archaeological site To exam whether oxygen isotope records of Crassostrea gigas oysters can be used as proxies of environment, 135 cultivated oysters and 21 water samples were collected from Chi Ku area, Tainan City, southern Taiwan in December of 2012, and between March, 2013 and July, 2014. Instrumental air and water temperatures and precipitation records were obtained from a nearest Central Weather Bureau (CWB) station about 16 km north of Chi Ku. The oxygen and carbon isotope values of the ligamental area of the modern oyster shells are from -6.92‰ to -0.08‰ (-3.05 ± 1.17‰, N = 2310; 1σ; VPDB) and from -5.57‰ to 0.63‰ (-1.88 ± 0.81‰), respectively. Oxygen isotope values of the water samples are mainly between -0.28‰ and 0.74‰ (0.18 ± 0.29‰, N = 20; 1σ; VSMOW). However, water oxygen isotope value of -2.75‰ was observed for the water sample collected immediately after a typhoon heavy rainfall .Modern oyster shells present 0.75~3.5 years of seasonal fluctuation pattern. And the pattern is similar to that of CWB instrumental records. 70%. iv.

(5) values of modern shells are consistent with the predicted δ18O values which calculated from the isotopic equilibrated equation. We analyzed 5 archaeological oyster shells of Siraya culture (500~300B.P.) collected from Wu Chien Tuso North (WCTN) archaeological site of Tainan Science Park to infer the harvest season of mollusks. Oxygen isotope values of the ligamental area of the archaeological oyster shells are between -5.98‰ and 1.26‰ (-3.34 ± 1.37‰, N = 60; 1σ), and carbon isotope values are between 3.21‰ and 0.60‰ (-2.04‰ ± 0.55‰). The oxygen isotope records of archaeological oyster shells also showed clear seasonality. Most of the oysters were collected in autumn and winter. Oxygen isotope values of archaeological oyster shells was 1‰ greater than that of present for summer whereas was 1.2‰ less than that of present for winter. The climate of Global was during the Little Ice Age 500 years ago and it was roughly 0.3~0.9. cooler than present. The influence of temperature on oxygen isotope. could be negligible and the oxygen isotope of archaeological shells mainly reflect the change of precipitation between past and present. The oxygen isotope of archaeological shells indicate that the precipitation was weaker in summer but heavier in winter in southwestern Taiwan 500-300 B.P.. v.

(6) 致. 謝. 歷時四年的研究終於完成論文,這四年來要感謝的人很多,首先是我 的指導教授米泓生教授,感謝老師悉心的教導以及指點我研究的方向,讓 我在研究的路上受益良多,老師對研究嚴謹的態度也是我學習的楷模;另 外,非常感謝中央研究院歷史語言研究所的李匡悌教授,謝謝老師提供我 研究材料以及指點我考古學領域上的專業知識,沒有你們就不會有今天這 本論文,也謝謝中央氣象局能提供氣象觀測資料協助學術研究。 在實驗室的四年中,非常謝謝怡美學姊經常為我的蠢問題指點迷津, 謝謝天偉學長經常和我聊研究的內容,謝謝綉玉陪我快樂的聊天、幫我趕 data,謝謝進入實驗室就馬上受到桂淑學姊、易芳學姊無微不至的照顧,當 然我也不會忘記可愛的采玟學妹還有研究生室的夥伴們,一起吃飯、聊 天、互相砥礪(脫進度?)、進貢糧食。 最後還要感謝我的家人、好朋友的支持、鼓勵、陪伴、包容讓我無後 顧之憂的完成碩士論文,謝謝大家!. vi.

(7) 目. 錄. 摘要 ................................................................................................................ ii. Abstract …........................................................................................................ iv. 致謝 ................................................................................................................ vi. 目錄 ................................................................................................................ vii. 圖目 ................................................................................................................ ix. 表目 ............................................................................................................... xvii. 第一章、緒論.................................................................................................. 1. 1.1 前言.................................................................................................... 1. 1.2 穩定同位素分析應用於探討古環境及考古文化............................ 2. 1.3 500多年前至今東亞氣候概況......................................................... 10 1.4 研究目的........................................................................................... 13 第二章、研究區域及材料............................................................................. 14 2.1 研究地點........................................................................................... 14 2.1.1 七股地區牡蠣養殖情況......................................................... 16 2.1.2 七股地區環境參數及將軍地區海溫資料............................. 18 2.2 長牡蠣(Crassostrea gigas)的生長史與生活習性...................... 21 第三章、研究方法......................................................................................... 25 3.1 牡蠣殼體標本及水體樣本之採樣................................................... 25 3.2 牡蠣標本實驗前處理....................................................................... 26 3.3 穩定碳氧同位素分析....................................................................... 26 3.3.1 牡蠣殼體標本......................................................................... 26 3.3.2 海水水體樣本......................................................................... 27. vii.

(8) 3.4 製作標本薄片................................................................................... 28 3.5 陰極射線顯微鏡檢驗標本之保存度............................................... 28 第四章、結果................................................................................................. 29 4.1 標本構造與觀察............................................................................... 29 4.2 陰極射線顯微鏡與殼體保存度....................................................... 31 4.2.1 現生標本以反射光及陰極射線顯微鏡觀察........................ 32 4.2.2 遺址標本以反射光及陰極射線顯微鏡觀察........................ 36 4.2.3 現生與遺址殼體保存度........................................................ 42 4.3 牡蠣殼體穩定碳氧同位素取樣位置............................................... 44 4.4 水樣採集與分析結果....................................................................... 47 4.5 牡蠣殼體穩定碳氧同位素分析結果............................................... 50 第五章、討論................................................................................................. 52 5.1 七股地區環境訊號探討................................................................... 52 5.2 現生牡蠣標本氧同位素探討........................................................... 56 5.2.1 殼體氧同位素記錄與水體環境之關係................................ 56 5.2.2 殼體最末端取樣點氧同位素變化........................................ 85 5.3 遺址出土牡蠣標本氧同位素探討...................................................... 87 第六章、結論................................................................................................. 89 參考文獻......................................................................................................... 90 附錄一、七股現生牡蠣殼體穩定碳氧同位素分析數值............................. 97 附錄二、南科園區五間厝北遺址牡蠣殼體穩定碳氧同位素分析數值..... 144. viii.

(9) 圖. 目. 圖. 頁碼. 圖1.1 南科園區及海岸線位置模擬圖(取自臧振華與李匡悌,2013)。(A) 台南期海進階段,距今約6500年前左右。(B)台南期海退階段,距今 約5000年前左右。............................................................................... 5. 圖1.2 南科園區及海岸線位置模擬圖(取自臧振華與李匡悌,2013)。(A) 南關里期階段海退時期,距今約4500年前左右。(B)三抱竹階段早 期,距今約3000年前左右。............................................................... 6. 圖1.3 南科園區及海岸線位置模擬圖(取自臧振華與李匡悌,2013)。(A) 三抱竹階段中、晚期,距今約2000年前左右。(B)五間厝階段晚期, 距今約400年前左右。......................................................................... 8. 圖1.4 南科園區海岸線變遷與遺址文化層序(修改自臧振華與李匡悌, 2013)。............................................................................................... 9. 圖1.5 過去千年來乞沙比克灣氣溫變化模式(取自Cronin et al.,2003)。 (A)為乞沙比克灣近2200年來春季溫度變化,垂直虛線為20世紀前之 春季平均溫度(12.3℃)。(B)為乞沙比克灣近1000年來春季溫度距 平變化。(C)為北半球近1000年來年均溫距平變化。..................... 10. 圖1.6 近千年以來全球和中國東部的溫度距平(取自Xiao et al., 2011)。.............................................................................................. 11. ix.

(10) 圖1.7 近千年中國溫度、東部降水變化和東亞夏季季風演變歷史(取自楊 保與譚明,2009)。(a)溫度變化。 (b)降水變化。 (c)反映東亞夏季 季風變化綜合石筍氧同位素序。................................................... 11. 圖1.8 高雄縣大崗山石灰岩洞穴石筍碳氧同位素數值變化趨勢圖(修改自 李志中,2010),圖中各色虛線及數值代表該階段之碳氧同位素平 均值;黑色虛線為研究區段碳氧同位素平均值:δ18O(-7.81‰)、 δ13C(-8.33‰)。.............................................................................. 12. 圖2.1 研究地點位置圖。(A)台灣地理圖,☆為現生牡蠣於台南七股養殖地 點及中央氣象局七股測站位置;△為中央氣象局將軍漁港測站位 置;□為南科遺址位置(取自GMT)。(B)台南七股大潮溝,☆為現 生牡蠣養殖地點(取自Google Maps)。(C)黑色框線內為南科園區範 圍,黃色色塊為園區內所有已發掘之遺址範圍,紅色區塊為本研究 之五間厝北遺址(修改自南部科學工業園區管理局全球資訊 網)。.................................................................................................. 15. 圖2.2 台南市七股區與鄰近行政區域圖(修改自七股區公所)。.......... 16. 圖2.3 七股地區與將軍漁港2012年7月至2014年7月的環境參數。紅色曲線 為七股測站的氣溫資料;藍色曲線為將軍漁港的海溫資料;灰色柱 狀圖為七股地區雨量記錄。.............................................................. 19. 圖2.4 台灣周圍海域海流流矢圖(1991~2008年)。(A)為受西南季風影響之. x.

(11) 五至十月海流圖;(B)為受東北季風影響之十一至四月海流圖。(圖片 取自國科會海洋學門資料庫)。......................................................... 20. 圖2.5 本研究材料現生種長牡蠣Crassostrea gigas。 (A)為左殼內視圖;(B) 為右殼內視圖;(C)為左殼外視圖;(D)為右殼外視圖;(E)為牡蠣雙 殼側視圖。.......................................................................................... 21. 圖2.6 牡蠣生活史(修改自Lorio and Malone, 1994)。........................... 24. 圖4.1 圖(A)為牡蠣左殼殼體構造示意圖。圖(B)為牡蠣左殼殼體沿aa'方向縱 切後,牡蠣殼體剖面圖及韌帶部位放大圖,紅線為韌帶槽硬質殼體 位置,韌帶部放大圖可以看到明顯白色白堊層與灰色珍珠層交錯連 貫生長。.............................................................................................. 30. 圖4.2 七股現生牡蠣殼體CK57。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反射光顯微 鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣左殼韌帶部殼體在陰極射線顯微鏡 下拍照觀察結果,C代表白堊層,F代表珍珠層,L代表發光,SL代 表輕微發光,NL代表不發光。......................................................... 33. 圖4.3 七股現生牡蠣殼體CK210。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反射光顯 微鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣左殼韌帶部殼體在陰極射線顯微 鏡下拍照觀察結果,C代表白堊層,F代表珍珠層,L代表發光,SL 代表輕微發光,NL代表不發光。..................................................... 34. 圖4.4 七股現生牡蠣殼體CK280。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反射光顯. xi.

(12) 微鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣左殼韌帶部殼體在陰極射線顯微 鏡下拍照觀察結果,C代表白堊層,F代表珍珠層,L代表發光,SL 代表輕微發光,NL代表不發光。..................................................... 35. 圖4.5 五間厝遺址牡蠣殼體WCTN9-2。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反射 光顯微鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣左殼韌帶部殼體在陰極射線 顯微鏡下拍照觀察結果,C代表白堊層,F代表珍珠層,L代表發光, SL代表輕微發光,NL代表不發光。................................................ 37. 圖4.6 五間厝遺址牡蠣殼體WCTN12-1。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反 射光顯微鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣左殼韌帶部殼體在陰極射 線顯微鏡下拍照觀察結果,C代表白堊層,F代表珍珠層,L代表發 光,SL代表輕微發光,NL代表不發光。........................................ 38. 圖4.7 五間厝遺址牡蠣殼體WCTN13-1。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反 射光顯微鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣左殼韌帶部殼體在陰極射 線顯微鏡下拍照觀察結果,C代表白堊層,F代表珍珠層,L代表發 光,SL代表輕微發光,NL代表不發光。........................................ 39. 圖4.8 五間厝遺址牡蠣殼體WCTN13-2。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反 射光顯微鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣左殼韌帶部殼體在陰極射 線顯微鏡下拍照觀察結果,C代表白堊層,F代表珍珠層,L代表發 光,SL代表輕微發光,NL代表不發光。........................................ 40. 圖4.9 五間厝遺址牡蠣殼體WCTN14。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反射. xii.

(13) 光顯微鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣左殼韌帶部殼體在陰極射線 顯微鏡下拍照觀察結果,C代表白堊層,F代表珍珠層,L代表發光, SL代表輕微發光,NL代表不發光。................................................ 41. 圖4.10 現生牡蠣與遺址牡蠣不同發光情形之殼體碳氧同位素分布圖。.. 43. 圖4.11 同一牡蠣殼體中三個不同部位之氧同位素對殼體喙部距離分布圖。 圖(A)為韌帶部硬質殼體。圖(B)為韌帶部白堊層與珍珠層。圖(C)為 外殼殼。............................................................................................ 46. 圖4.12. 2013年8月至2014年7月環境參數(中央氣象局提供)及水樣資料 (本研究分析結果)。藍色曲線為將軍測站之海溫資料。灰色柱狀 圖為七股測站雨量資料。紅色三角為七股養殖區水體氧同位素資 料。綠色圓圈為七股養殖區水體鹽度資料。................................ 48. 圖4.13 現生牡蠣與五間厝北遺址牡蠣碳氧同位素分布圖與線性關係圖(平 均值之線段長度為一個標準差)。................................................ 51. 圖5.1 2013年8月至2014年7月海溫變化圖。藍點為七股大潮溝養殖區實測 海溫。灰色曲線為將軍測站海溫日均溫資料(每日逐時觀測海溫之 平均)。............................................................................................ 53. 圖5.2 2013年8月至2014年7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,虛線為線性趨勢線。............ 53. xiii.

(14) 圖5.3. 2013年8月至2014年7月七股地區水體環境記錄。灰色柱狀為七股測 站雨量資料,綠點為七股養殖區測量之水體鹽度,紅色三角形為七 股養殖區分析之水體氧同位素記錄。............................................ 55. 圖5.4. 2012年12月至2014年7月預測七股地區生長之牡蠣殼體理論平衡氧 同位素數值(黃色曲線)與當地環境參數。藍色曲線為將軍測站海 溫資料,灰色柱狀為七股測站雨量資料,紅色三角形為七股養殖區 分析之水體氧同位素記錄。............................................................ 55. 圖5.5. 2012年12月28日於七股大潮溝牡蠣養殖區採集之牡蠣韌帶部殼體氧 同位素對距殼喙距離分布圖。........................................................ 61. 圖5.6. 2013年3月1日及3月12日於七股大潮溝牡蠣養殖區採集之牡蠣韌帶 部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。........................................ 62. 圖5.7 2013年4月5日及4月23日於七股大潮溝牡蠣養殖區採集之牡蠣韌帶 部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。...................................... 63. 圖5.8 2013年5月7日及5月29日於七股大潮溝牡蠣養殖區採集之牡蠣韌帶 部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。...................................... 64. 圖5.9 2013年6月12日及6月25日於七股大潮溝牡蠣養殖區採集之牡蠣韌帶 部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。...................................... 66. 圖5.10 2013年7月6日及7月30日於七股大潮溝牡蠣養殖區採集之牡蠣韌帶. xiv.

(15) 部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。...................................... 67. 圖5.11 2013年8月13日及8月24日於七股大潮溝牡蠣養殖區採集之牡蠣韌 帶部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。.................................. 68. 圖5.12 2013年9月3日、9月18日及9月26日於七股大潮溝養殖區採集之牡 蠣韌帶部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。.......................... 69. 圖5.13 2013年10月8日及10月23日於七股大潮溝牡蠣養殖區採集之牡蠣韌 帶部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。.................................. 71. 圖5.14 2013年11月5日、11月19日及11月27日於七股大潮溝養殖區採集之 牡蠣韌帶部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。...................... 72. 圖5.15 2013年12月10日及12月25日於七股大潮溝牡蠣養殖區採集之牡蠣 韌帶部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。.............................. 73. 圖5.16 2014年1月9日及1月22日於七股大潮溝牡蠣養殖區採集之牡蠣韌帶 部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。...................................... 74. 圖5.17 2014年2月5日、2月14日及2月26日於七股大潮溝養殖區採集之牡 蠣韌帶部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。.......................... 78. 圖5.18 2014年3月12日及3月26日於七股大潮溝牡蠣養殖區採集之牡蠣韌 帶部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。.................................. 79. xv.

(16) 圖5.19 2014年4月10日及4月30日於七股大潮溝牡蠣養殖區採集之牡蠣韌 帶部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。.................................. 81. 圖5.20 2014年5月13日及5月27日於七股大潮溝牡蠣養殖區採集之牡蠣韌 帶部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。.................................. 82. 圖5.21 2014年6月10日及6月24日於七股大潮溝牡蠣養殖區採集之牡蠣韌 帶部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。.................................. 83. 圖5.22 2014年7月8日及7月29日於七股大潮溝牡蠣養殖區採集之牡蠣韌帶 部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。...................................... 84. 圖5.23 2012年12月至2014年7月七股地區牡蠣殼體碳氧同位素理論平衡值 與實際殼體氧同位素記錄。.......................................................... 86. 圖5.24. 五間厝北遺址牡蠣韌帶部殼體氧同位素對距殼喙距離分布圖。.87. 圖5.25. 現生牡蠣殼體極值振幅與遺址殼體極值振幅比較。.................. 88. xvi.

(17) 表. 目. 表. 頁碼. 表4.1 七股水樣之採樣記錄及氧同位素分析數值。.................................. 49. 表4.2 七股現生牡蠣與五間厝北遺址牡蠣碳氧同位素統計表。.............. 50. 表5.1 本研究前期2012年12月至2014年2月5日各個月分採收牡蠣殼體樣同 位素數值、振盪之訊號類型統計表。.............................................. 59. 表5.2 本研究後期2014年2月14日至2014年7月各個月分採收牡蠣殼體樣同 位素數值、振盪之訊號類型統計表。.............................................. 76. xvii.

(18) 第一章、緒論 1.1 前言 近幾年全球氣候的改變日趨明顯,各類議題如環境變遷、氣候異常、 溫室效應加劇、臭氧層破洞、冰川消融、海平面上升、生態破壞、生物浩 劫…等問題越來越受到重視,其影響的範圍不僅只在自然環境,對於人類 的生活食、衣、住、行,乃至於經濟、政治、社會各層面的衝擊更是不容 小覷。在2015年底剛結束的聯合國氣候峰會,全球195個國家共同制定、簽 署的巴黎協議,即是督促全球政府需致力推動減少排放溫室氣體,以及重 視氣候變遷所帶來的問題,努力為未來因氣候變遷人類可能受到的遭遇尋 找因應與解決之道。 在Charles Lyell的地質學原理(Principles of Geology)一書中提出的均 變論(Uniformitarianisum),其精隨就是現在是通往過去的一把鑰匙「The present is the key to the past」,認為過去所發生的地質作用方式與現今正在 進行的方式是相同的,意即地球從過去到現在所發生的自然定律都是一 樣,而科學家透過研究正在進行的地質作用,便可瞭解地球歷史,也可以 藉由探討過去地球環境氣候變化的規律與特性來預測未來,因此瞭解現 今、剖析過去便是地質學家研究氣候變遷的首要課題。在自然環境中有許 多可以記錄環境變化的材料,如樹輪(例如Jacoby et al., 1996)、植物孢粉 (例如Webb, 1998)、軟體動物殼體(例如Kobashi et al., 2001)、洞穴石 灰岩(例如Williams et al., 1999)、腕足動物(例如Popp et al., 1986)、有 孔蟲(例如Spero et al., 1997)、海洋岩芯(例如Shackleton, 1967)等會以 各種物理或化學方式將環境訊號記錄下來,作為古環境真實記錄的代用指 標,利於地質學家探討、重建古環境的變遷。. 1.

(19) 1.2 穩定同位素分析應用於探討古環境及考古文化 美國芝加哥大學化學系Urey教授在1947年發表的論文(Urey, 1947)中 提出,相同水體中沉澱產生的碳酸鈣結晶會因水體溫度不同而影響其氧同 位素的比值,當水體溫度升高,氧同位素比值變輕;反之,水體溫度下 降,氧同位素比值變重。地質學家將此發現應用在古海洋溫度的研究上, 有很多的海洋生物具有碳酸鈣殼體,利用不同年代的生物碳酸鈣殼體分析 其氧同位素,並將數值轉換成殼體形成時的水體溫度,即可推測當時的海 水溫度,以利研究過去海洋溫度的變化,對於古環境研究是一大利器。而 後Epstein等人在1953年根據實驗結果首度發表方解石碳酸鈣殼體中氧同位 素與溫度的方程式,經過Hays and Grossman在1991年綜合與整理前人研究 得到新的方解石氧同位素轉換溫度方程式如下: T (℃) = 15.7 - 4.36 (δ18Ocalcite,PDB-δ18Ow,SMOW) + 0.12 (δ18Ocalcite,PDB-δ18Ow,SMOW)2 其中方程式裡的T為碳酸鈣形成時的溫度,單位為℃,此方程式適用 的溫度範圍介於0℃~60℃;δ18Ocalcite為相對於PDB,碳酸鈣在T℃時與周圍 水體達成同位素平衡時的氧同位素數值;δ18Ow,SMOW為相對SMOW,碳酸鈣 形成時周圍水體的氧同位素數值。 利用生物性碳酸鈣殼體來重建古環境已經行之有年,雙枚貝類會隨著 其生長時間增厚殼體,並記錄下生長歷程中的環境訊號,相較於有孔蟲、 植物孢粉、洞穴石灰岩,雙枚貝殼體可以記錄到年際間高解析的環境變 化,雖然無法提供長時間的連續記錄,但非常適合應用在考古學的研究 上。 人類和環境的互動所產生的文化行為,無論在現在或是過去都會以有 形或無形的方式表現出來,而在史前人類活動的時代,沒有文字記錄當時. 2.

(20) 的生活環境,考古學家們只能藉由史前人類活動留下來的遺跡來重建當時 的情景。「遺跡」在考古學上的定義是,「過去人類行為與活動所形成的 現象或結構,如建築物的殘跡、陶窯、窖穴、墓葬、貝塚或火塘等,以及 可以提供過去人類生活狀況或生活環境訊息的自然現象,如特殊的地層堆 積現象」。考古學家對各種遺留物進行辨識與功能結構上的觀察與分析, 再來解釋史前人類是如何生活以及從事各種文化活動;一般而言,從遺址 裡出土的史前遺留可以分為文化性的器物遺留(artifacts),如石器、陶 器、骨器等,以及自然性的生態遺留(ecofacts),如動物骨骼、植物種子 和貝殼等(李匡悌,1994);其中生態遺留中的貝類殼體是常被用來作為 說明當時環境的材料之一,不少學者對於考古遺址中的貝塚進行研究(例 如Shackleton, 1973;Killingley, 1981;Á lvarez et al., 2010),探討軟體動物 生存時之氣候(例如Taira, 1976;Abell, 1982, 1985)以及解釋其生態環境 特徵(例如Keith et al., 1965)。 隨著台灣南部科學園區台南分區的開發,考古學家先後在園區及周邊 的開發基地內發現了82處的考古遺址,並搶救了其中的34處,遺物與遺跡 經過出土地層的順序比對、類型與風格的分析以及放射性碳14的年代測 定,其年代介於距今約5000~300年之間,先後涵蓋六個考古文化相,依序 為大坌坑文化(5000~4200 B.P.)、牛稠子文化(4200~3300 B.P.)、大湖 文化(3300~1800 B.P.)、蔦松文化(1800~500 B.P.)、西拉雅文化 (500~300 B.P.)、明清漢人文化(300 B.P. ~)(臧振華與李匡悌, 2013)。南科遺址出土的文化在相同的空間下隨著時間表現出豐富的人類 生活文化史,不僅提供考古學者研究台南地區人類文化發展的資料,對於 探討臺灣、亞洲甚至太平洋地區人類社會文化的演化提供關鍵性的證據與 脈絡,因此南科園區考古遺址群的發掘受到考古學界相當大的重視。. 3.

(21) 18000年前末次冰河期結束後,全球氣候進入冰消期、間冰期至今, 18000年前海水面較現今低120公尺左右,進入間冰期後海水面急速上升, 直到約6000年前海水面的高度變化才趨於穩定。而南科遺址發掘計畫中在 園區內外鑽取地層岩芯,根據岩芯資料將南科園區近一萬年來的自然環境 變化分為四個階段,分別為(1)台南期、(2)南關里期、(3)三抱竹 期、(4)五間厝期(陳文山等人,2009;臧振華與李匡悌,2013),各階 段調查如下(圖1.4): (1)台南期(距今約10000~5000年前):距今一萬多年前因全球氣 溫上升,使得冰川消融、海水面上升,南科園區位置仍在海水面之下,為 台南期海進,在距今約6500年前後海水面變動趨向緩慢(圖1.1A),在約 6500~5000年前左右台南構造運動開始活躍,雖然絕對海水面持續緩慢上 升,仍不及構造運動的影響,陸地抬升同時陸側沉積物開始向西往海側加 速堆積,園區東北側因曾文溪帶來大量泥沙快速堆積,最先出露海水面, 為園區地勢最高的區域,而園區東南側為鹽水溪沖積帶,但規模較小,此 時為相對海退時期(圖1.1B)。 (2)南關里期(距今約5000~3000年前):此階段為海水波動期,地 層中反覆出現海陸進退消長的過程。構造運動至5000年前左右趨緩,海水 面持續上升,海水面上升速率大於構造運動陸地抬升速率時,出現相對海 進現象,直到4700年前,海水面上升到最高點才停止。之後構造運動影響 不大,但河川堆積作用持續由園區東北部開始向海側堆積,呈相對海退現 象(圖1.2A),在距今5000年前後至4200年之間園區東北側開始出現明確 人類活動的證據。距今3000年左右,園區西側地層中出現含有大量底棲性 有孔蟲的薄砂層,表示海水入侵現象,但持續時間非常短暫且規模小,自 此之後皆為陸相沉積。. 4.

(22) 圖1.1 南科園區及海岸線位置模擬圖(取自臧振華與李匡悌,2013)。(A)台南期海進階段,距今約6500年前 左右。(B)台南期海退階段,距今約5000年前左右。. 5.

(23) 圖1.2 南科園區及海岸線位置模擬圖(取自臧振華與李匡悌,2013)。(A)南關里期階段海退時期,距今約 4500年前左右。(B)三抱竹階段早期,距今約3000年前左右。. 6.

(24) (3)三抱竹期(距今3000~1300年前):南科園區全區開始轉為陸相黃 褐色黏土堆積,由河川氾濫沖積轉為地層堆積。地層中發現若干已淤積的 舊河道,沿河道有不少遺址文化層的分布,也可看出當時的水流方向皆為 朝向西北,與現今的朝向西南不同。在中、下段則有距今2800~2000年間的 烏山頭期的文化遺留(圖1.2B),地層上段有距今1800~1300年間的鞍子期 或蔦松期的文化遺留(圖1.3A)。 (4)五間厝期(距今1300年至今):此階段為南科園區最晚期的堆積 期(圖1.3B),在地層中發現一層分布廣泛的黃褐色粉砂土壤層,各地堆 積厚度不一,且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,根據園區內地層年代分析、地電阻分析,推測曾文溪在 距今約1500年左右發生改道,在較現今河道以南地區發展,造成園區內沉 積環境的改變。此時的考古遺留多在園區南側,有距今約1200年的蔦松文 化以及距今500~300年之西拉雅文化,表處則有近代漢人文化遺留。各階段 南科園區海岸線變遷與對應之文化期如(圖1.4)。. 7.

(25) 圖1.3 南科園區及海岸線位置模擬圖(取自臧振華與李匡悌,2013)。(A)三抱竹階段中、晚期,距今約2000年前左右。(B) 五間厝階段晚期,距今約400年前左右。 8.

(26) 圖1.4 南科園區海岸線變遷與遺址文化層序(修改自臧振華與李匡悌, 2013)。. 9.

(27) 1.3. 500 多年前至今東亞氣候概況 在近千年以來全球的溫度變化主要經歷三個較突出的氣候變化事件,. 從800~1300A.D.的中世紀暖期(Medieval Warm Period),到了 1300~1900A.D.溫度下降為小冰期(Little Ice Age),小冰期結束後溫度上 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暖‐冷‐暖的溫度震盪模式,而現今的地球氣 溫依然處於20世紀暖期的階段,溫度甚至高於中世紀暖期(圖1.5) (Cronin et al.,2003;Loso, 2009)。. 圖1.5 過去千年來乞沙比克灣氣溫變化模式(取自Cronin et al.,2003)。 (A)為乞沙比克灣近2200年來春季溫度變化,垂直虛線為20世紀前之 春季平均溫度(12.3℃)。(B)為乞沙比克灣近1000年來春季溫度距 平變化。(C)為北半球近1000年來年均溫距平變化。. 10.

(28) 在中國東部地區相較於全世界,暖期時的溫度記錄之距平高於全球溫 度之距平,而冷期時,溫度記錄的距平則低於全球溫度的距平(圖1.6) (Xiao et al., 2011);東亞有特殊的季風氣候,在探討東亞地區氣候變遷 時,東亞季風是個不可輕忽的環節。由中國東部不同石灰岩洞穴的石筍碳 氧同位素分析結果顯示在小冰期間,東亞地區夏季季風強度降低、雨量減 少(圖1.7)(例如Wang et al., 2001, 2008;Yuan et al., 2004;Dykoski et al., 2005;王紹武與龔道溢,2000;楊保與譚明,2009)。. 圖1.6 近千年以來全球和中國東部的溫度距平(取自Xiao et al., 2011)。. 圖1.7 近千年中國溫度、東部降水變化和東亞夏季季風演變歷史(取自楊 保與譚明,2009)。(a)溫度變化。 (b)降水變化。 (c)反映東亞夏季 季風變化綜合石筍氧同位素序列。 11.

(29) 在台灣地區,高雄大崗山石灰岩洞穴的石筍記錄在450~390B.P.為碳氧 同位素平均數值較重時期(圖1.8),反映此時為夏季季風相對減弱、降雨 量較小的乾燥氣候時期(李志中,2010);而從台灣不同地區的湖泊沉積 物孢粉分析結果,台灣北部武淵井、中部七彩湖、南部東源谷地的孢粉資 料皆顯示在800~150B.P.為較冷的氣候型態(林淑芬,2004;Liew and Huang, 1994;Liew et al., 2002;李政益,2004)。. 圖1.8 高雄縣大崗山石灰岩洞穴石筍碳氧同位素數值變化趨勢圖(修改自 李志中,2010),圖中各色虛線及數值代表該階段之碳氧同位素平 均值;黑色虛線為研究區段碳氧同位素平均值:δ18O(-7.81‰)、 δ13C(-8.33‰)。 本研究考古材料來自南科園區五間厝遺址,所屬地層年代為距今 500~300年前的西拉雅文化,綜合以上前人研究,大致而言,此時的氣候處 於小冰期,東亞季風減弱,為較現今乾且冷的氣候型態。. 12.

(30) 1.4 研究目的 本研究採集養殖於台南市七股區現生長牡蠣(Crassostrea gigas)殼體 以及水樣標本,分析殼體及水體氧同位素成分,了解現生牡蠣殼體氧同位 素組成與其生活水體環境間之關係,並探討在相同區域生長、相同時間採 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。並進一步 將研究結果應用於台南科學園區五間厝遺址牡蠣殼體上,比對現生與遺址 出土的牡蠣殼體氧同位素數值,探討西拉雅文化時期(約500~300B.P.), 古人採集、食用牡蠣的季節,以及環境變化、降雨強度與現今的差異。. 13.

(31) 第二章、研究區域及材料 2.1 研究地點 本研究所採集的現生牡蠣殼體養殖於台南市七股區大潮溝內(圖 2.1) (23º04’48”N 120º02’24”E),水樣亦於相同地點採收,大潮溝為人造溝 渠,南北兩側皆與海水相連,大潮溝周遭有許多淡水魚養殖池,會將魚塭 廢水注入大潮溝內。而研究中使用的環境參數來自於中央氣象局的兩個測 站,分別為距離養殖地點東北方 10 公里的七股測站(23º08’52”N 120º04’09”E)之氣溫及雨量資料,及距離養殖地點北方 15 公里的將軍漁 港測站(23º12’45”N 120º04’59”E)之海溫資料。 考古標本則是由中央研究院歷史語言研究所李匡悌老師提供,出土自 南部科學工業園區台南園區五間厝北遺址(23º05’43”N 120º16’49”E),考 古團隊試掘面積為 1780 平方公尺,與七股區現生牡蠣養殖地點直線距離約 24.6 公里。五間厝北遺址(距今 500~300 年)除文化較早的遺留外,本項 研究以較年輕的西拉雅文化期遺留做為樣本(臧振華與李匡悌,2013)。. 14.

(32) 圖 2.1 研究地點位置圖。(A)台灣地理圖,☆為現生牡蠣於台南七股養殖地 點及中央氣象局七股測站位置;△為中央氣象局將軍漁港測站位 置;□為南科遺址位置(取自 GMT)。(B)台南七股大潮溝,☆為 現生牡蠣養殖地點(取自 Google Maps)。(C)黑色框線內為南科園 區範圍,黃色色塊為園區內所有已發掘之遺址範圍,紅色區塊為本 研究之五間厝北遺址(修改自南部科學工業園區管理局全球資訊 網)。. 15.

(33) 2.1.1 七股地區牡蠣養殖情況 台南市七股區為台灣最西端的行政區,北臨將軍區,東鄰佳里區、西 港區,西濱台灣海峽,南接安南區(圖 2.2),南北長約 12 公里,東西寬 約 11 公里,面積約 115 平方公里(資料來源:七股區公所)。本區屬濱海 地區,地形多為潮汐灘地、沙洲、潟湖,而七股潟湖區是陸上魚塭與七股 海域的緩衝水域,海浪與海流情況較外海穩定,在淡水與海水交互作用 下,享有海陸兩域的營養源。依據已設在七股數十年的行政院農業委員會 水產試驗所台南分所的研究指出,台南沿海的漁業體系透過七股潟湖的作 用,形成一個良好的循環系統,陸域的魚塭從潟湖引進乾淨的海水,確保 高品質的養殖漁業,而魚塭所排放含有機物質的廢水流進潟湖後,提供依 附在紅樹林生態系的魚苗與潟湖淺海養殖的牡蠣、貝類所需的營養;在進 行交換的過程中,不僅將水質淨化,也同時提高兩者的產量與豐富度。. 圖 2.2 台南市七股區與鄰近行政區域圖(修改自七股區公所)。. 16.

(34) 七股沿海地區的養殖漁業已經有兩、三百年的歷史,而淺海地區的牡 蠣養殖大約在 180 年前由閩、粵地區一帶地移民傳入,由於經營成本低, 無須投擲飼料,為當地沿岸漁民重要漁業活動之一。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,台灣地區開 始出現垂下式養殖法,在 1970 年代相關技術的傳入,才轉變為現代以「吊 蚵」為主的養殖方式(丁雲源,1974)。 目前台灣養殖牡蠣主要分布於高潮線與低潮線之間,而吊蚵的養殖方 式依海底地形及水深的不同尚可分為三種方式: 浮棚式:常見於外海、河口、潟湖等水域寬廣水深較深的區域,以竹子 搭建蚵架,以發泡塑膠或密封油桶作為浮子,將蚵架浮在水面上,並以錨 加以固定。養殖時每串牡蠣約有 12 至 20 個母殼,自蚵棚往下垂掛,無論 潮水漲退牡蠣皆保持在水面下,故牡蠣生長速度最快,產量最多。 吊棚式:又稱掛棚、站棚或垂下式,一般使用在內灣或潮溝,以竹子立 於海床作為基柱,將蚵串垂直往下掛,且與海流呈垂直最佳,可增加流過 蚵串之水流量,以提高牡蠣攝食機會,而蚵串距海床約 30 公分,可避免蚵 螺爬上蚵串造成損失。退潮時,頂端的牡蠣有時會裸露出水面。 倒棚式:又稱平掛式,一般使用在較淺的水域,不易使用浮棚式或吊棚 式的區域,將綁好的蚵串,水平掛至於蚵棚,退潮時會有大半的牡蠣裸露 於水面,長期接受陽光曝曬。 本研究採購現生牡蠣樣本之養殖戶以採集自吊棚式的養殖方式為主, 少數則為浮棚式養殖方式。. 17.

(35) 2.1.2 七股地區環境參數及將軍地區海溫資料 本研究中,七股地區的環境參數是使用中央氣象局七股測站的氣溫及 雨量資料,由於七股測站沒有海溫監測,因此亦使用來自將軍漁港浮標的 海溫資料作為代替。 七股地區年均氣溫約 24℃,2012 至 2014 年最高溫均出現在七月約 31 ℃,2012、2014 年最低溫在二月約 11.4℃,而 2013 年最低溫為十二月的 12.7℃,年溫差約 18.8. 。七股地區的降雨集中在四到八月份,降水來源. 主要為梅雨與颱風,2012 年的年降雨量為 1455 毫米,最大降雨量在六月 份為 451 毫米;2013 年的年降雨量為 785 毫米,最大降雨量在八月為 318 毫米;2014 年的年降雨量為 729 毫米,最大降雨量出現在八月份共 311 毫 米(圖 2.3)。 將軍漁港的海溫資料為港內岸邊水面下 0 至 5 公尺之海溫記錄,年均 海溫約 25℃,2012 至 2014 年間最高溫在八、九月約 32.7℃,最低溫在十 二、一月約 14.4℃,年溫差約 18.3. 。. 將軍漁港的海溫與七股地區的氣溫變化大趨勢的變化一致,但在一整 年細部的變化中,海溫明顯略高於氣溫,在夏季時更為明顯,主要原因可 能為台灣西南部沿岸終年受黑潮支流經過影響,而夏季時,在西南季風吹 拂下,使得黑潮支流更盛(圖 2.4),帶來南方溫度更高的海水,使得海水 溫度略高於陸地氣溫。七股潟湖、將軍漁港海溫皆受黑潮支流影響,且兩 地相隔僅 15 公里,海溫相差不大,因此可以將軍測站海溫代替七股海溫作 為本研究分析資料。. 18.

(36) 圖 2.3 七股地區與將軍漁港 2012 年 7 月至 2014 年 7 月的環境參數。紅色曲線為七股測站的氣溫資料;藍色 曲線為將軍漁港的海溫資料;灰色柱狀圖為七股地區雨量記錄。 19.

(37) 圖 2.4 台灣周圍海域海流流矢圖(1991~2008 年)。(A)為受西南季風影響之五至十月海流圖;(B)為受東北季 風影響之十一至四月海流圖。(圖片取自國科會海洋學門資料庫)。 20.

(38) 2.2 長牡蠣(Crassostrea gigas)的生長史與生活習性 本研究所使用的養殖牡蠣品種為 Crassostrea gigas,中文名稱為長 牡蠣、太平洋牡蠣或巨牡蠣,俗稱蚵仔或蠔(圖 2.5),長牡蠣為雙枚 貝,左殼較大,呈杓狀,有明顯的韌帶構造,右殼小而扁,韌帶構造不 明顯。殼體形狀受其固著環境影響而異,牡蠣主要固生在較堅硬的基質 上,殼體呈橢圓型波浪狀;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)。殼體外部顏色以米白 色為底,夾有黑紫色帶狀以及黃色或褐色或黑色斑點,而殼體內部為 白、灰白色珍珠光澤,在閉殼肌的位置則有灰色或是紫色的閉殼肌痕 (雷淑芬,1990;巫文隆,1980)。. 圖 2.5 本研究材料現生種長牡蠣 Crassostrea gigas。 (A)為左殼內視圖; (B)為右殼內視圖;(C)為左殼外視圖;(D)為右殼外視圖;(E)為牡 蠣雙殼側視圖。 21.

(39) 根據 Kuroda(1941)、Moore(1971)、波部(1977)的論著,經 楊夢南(1996)的整理,其在動物學上的分類屬於: Phylum: Mollusca Linnaeus, 1758 Class: Bivalvia Linnaeus, 1758 Order: Pterioida Newell, 1965 Family: Ostreidae Rafinesque, 1815 Genus: Crassostrea Sacco, 1897 Species: gigas Thunberg, 1793. 軟體動物門 雙殼綱 鶯蛤目 牡蠣科 牡蠣屬 長牡蠣種. 牡蠣分布甚廣,除兩極區外,世界各海域均有牡蠣生息,長牡蠣一 般棲息在河口、潮間帶及淺海的海底岩礁(Stenzel, 1971;巫文隆, 1980;Harry, 1985)長牡蠣生活在水溫介於 4~35℃之間,海水鹽度在 10~42 psu 之間的環境,對環境容忍度高;但若要進行繁殖,則會受到 環境限制,適合受精的鹽度範圍介於 23~36 psu 之間,溫度則需要連續 4~8 個星期溫度在 18℃以上的環境才適合繁育下一代(Nehring, 2011),水體的溫度、鹽度、濁度為主要影響牡蠣生長的因素,尤其以 水溫最為敏感,長牡蠣在 15~30℃之間較適合生長,低於 15℃則易生長 不良,若低於 6~10℃會有停止生長殼體的現象,但不一定會死亡 (Ullmann, 2010;Fan, 2011)。牡蠣的鰓絲上有纖毛,利用纖毛的擺動 將海水送入外套腔中,過濾海水中的藻類、微生物為食,長牡蠣的攝食 量依鰓之纖毛運動機能而異,水溫在 7~24℃間,溫度越高纖毛運動越 快,攝食量越多(楊夢南,1996),牡蠣生長在潮間帶地區,海水漲潮 時,牡蠣完全浸沒入水中,才會將雙殼打開進行攝食,而退潮時,才會 開始消化,因此牡蠣碳酸鈣殼體的沉澱速率可能與潮汐、月亮週期有關 (Pannella and MacClintlock, 1968;Whyte, 1975)。長牡蠣的殼體生長 速度快,歐洲北部海岸瓦登海域牡蠣在其生長的第一年殼體可長到約 10 公分(Dankers et al., 2004)。牡蠣為廣鹽性的貝類,高鹽度下成長較 22.

(40) 好,但低鹽度下食物充足時則較易肥滿。正常的殼體長度約 8~20 公 分,一般生存時間約 5~6 年,也有生長至 30 年的記錄(Miossec et al., 2009)。 台灣位處副熱帶地區,周圍海域的水體溫度終年高於 10℃,全年均 適合牡蠣生長(繆端生,1953;黃丁郎,1974;宋薰華,1988),且台 灣的牡蠣生殖腺終年飽滿,隨時皆可產卵,因此終年均可採收,一般養 殖 6 個月至 1 年即可收成,盛產期在 7 至 9 月與 11 至 2 月間(丁雲 源,1974)。 牡蠣的繁殖可分為兩種類型,一為幼生型,為雌雄同體,另一為卵 生型,為雌雄異體,而長牡蠣屬於後者,卵生型;長牡蠣一出生為雄 性,經歷第一次生殖後,會受環境影響而轉換性別,若環境提供的食物 量充足,則會轉變為雌性。在繁殖季節時,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,例如暴風雨的鹽度變化,乾滿潮出露 時的溫度變化,精卵排放後的 10~15 個小時會受精,受精後一小時開始 進行細胞分裂,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,浮游期約 3~4 週進入變態期,纖毛環退化為面盤, 能分泌造殼物質將肉體包裹起來,約 24 小時內雙殼便形成,48 小時內 雙殼可完全包裹住肉體,此時基本的器官也已形成,再經 10~12 天進入 固著期,幼貝的足絲腺會分泌物質使左殼固著於附著物上,而面盤會開 始萎縮(圖 2.6)。而台灣的牡蠣因溫度適宜,生殖腺終年皆可飽滿、 可進行繁殖(丁雲源,1974;Lorio and Malone, 1994)。. 23.

(41) 圖 2.6 牡蠣生活史(修改自 Lorio and Malone, 1994)。. 24.

(42) 第三章、研究方法. 3.1 牡蠣殼體標本及水體樣本之採樣 目前台灣西南沿海的養殖牡蠣皆為長牡蠣,且考古遺址中所發掘的 牡蠣種屬多為長牡蠣,因此本實驗使用長牡蠣作為實驗材料,養殖區域 位於台南市七股區的大潮溝內,養殖方式多為吊棚式,少數為浮棚式, 實驗之現生牡蠣皆由中央研究院歷史語言研究所李匡悌老師向當地養殖 戶購買當日採收之新鮮牡蠣。採集時間從 2012 年 12 月 28 日至 2014 年 7 月 29 日,歷時 20 個月,每個月 2~3 次的採集,總計 38 次,唯 2013 年 1、2 月沒有採集。而遺址標本亦由李匡悌老師提供,出土自南部科 學園區台南分區中的五間厝北遺址,挑選遺址中之長牡蠣作為實驗材 料。 現生標本的編號前兩碼英文字母 CK 為採集地點七股(Chi Ku)之 縮寫,英文字母後的數字為採集時的流水號。遺址標本的編碼前四碼英 文字母 WCTN 為考古遺址五間厝北(Wu Chien Tuso North)之縮寫,後 兩碼字母則為考古團隊所提供之編號,若有第三碼則代表同個編碼有一 個以上的標本,為流水號。 水體樣本則是在牡蠣殼體採收當日同時採集得來,並測量採集當時 之水體鹽度,採集地點亦是在大潮溝內,採收時間從 2013 年 8 月 24 日 至 2014 年 7 月 29 日,歷時一年,一個月採集 1~2 次,共計 21 次,每 次收集兩瓶水樣,每瓶 30ml。水樣裝瓶時,以孔隙 0.45μm 的濾紙濾掉 雜質並密封。. 25.

(43) 3.2 牡蠣標本實驗前處理 1.. 養殖牡蠣採集後先去除軟體肉質部分後,將養殖、遺址牡蠣殼 體以清水做初步的刷洗。清洗完畢後,將標本浸泡於 3%過氧化 氫溶液中 24 小時去除有機質,再一次以清水刷洗、超音波震盪 儀淨洗後自然風乾。. 2.. 風乾後標上標本編號、拍照存檔及測量殼體長、寬、高。. 3.. 利用切片機將牡蠣殼體喙部切下,以清水沖洗、超音波震盪儀 淨洗後自然風乾。. 4.. 將切下的牡蠣喙部利用黏土固定於紙盒中,以 5:1 比例調配樹 脂 Buehler Epoxy Resin 及硬化劑 Buehler Epoxy Hardener 成環氧 樹脂,調勻後放入真空皿中,抽氣 5 分鐘以減少樹脂中的氣泡 量,每次將樹脂到入紙盒中不超過 1 公分,直到覆蓋超過牡蠣 韌帶槽。. 5.. 將樹脂包裹後的標本沿韌帶部位縱切成兩半,再以清水沖洗、 超音波震盪儀淨洗後自然風乾。一半作為分析碳氧同位素取樣 用,一半製作成薄片,利用陰極射線顯微鏡檢驗殼體保存度。. 3.3 穩定碳氧同位素分析 3.3.1 牡蠣殼體標本 1.. 利用微鑽微取樣顯微鏡系統 Micromill 儀器鑽取粉末,由殼頂 往殼腹的生長方向,在殼體中韌帶部沿著生長紋鑽取粉末,粉 末量約 100~200μg。. 26.

(44) 2.. 將取得之碳酸鈣粉末裝入分析瓶中,瓶口加上藍色矽質及透明 Kel-f(PC 鐵氟龍)材質墊片封瓶。. 3.. 分析瓶放入 Glison 自動分析儀(Multicarb Sample Preparation System)中,在 90℃下和 100%的磷酸進行反應,產生的 CO2 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,同時以國際標準試 樣 NBS-19(δ18O=-2.20‰;δ13C=1.95‰)進行校正,δ18O 及 δ13C 之精密度分別為 0.07‰及 0.04‰(N=158)。. 3.3.2 海水水體樣本 1.. 本實驗室水樣採用 CO2-H2O 同位素平衡法(Epstein and Mayeda, 1953)分析。以微量吸管吸取約 0.2 mL 水樣放入分 析瓶中,再將分析瓶放入 Glison 自動分析儀(Multicarb Sample Preparation System)中。. 2.. 經過數次通入二氧化碳氣體排除分析瓶內的空氣,最後留於瓶 內之二氧化碳氣體與水樣於 40℃恆溫狀態下反應平衡 7 小 時。. 3.. 待反應平衡後,將與水樣達成平衡後的二氧化碳氣體純化,以 超微氣相比例質譜儀)(Micromass IsoPrime Isotope Ratio Mass Spectrometer)分析氧同位素組成。. 4.. 利用實驗室標準水樣 DDW(δ18O =-6.36‰),及中央研究院 地球科學研究所汪中和老師提供的 MS(δ18O =-12.00‰), RDW(δ18O =-14.60‰),LEW07(δ18O =1.25‰),LWE09 (δ18O =3.08‰)作為工作標準品,並以國際標準水樣 27.

(45) VSMOW 及 GISP 為校正標準,得到校正後至 V-SMOW 的海 水氧同位素值,測量得到的氧同位素數值精密度達 0.1‰ (N=55)。. 3.4 製作標本薄片 1.. 將玻璃薄片磨成毛玻璃後,與牡蠣喙部縱切標本用調配的環氧 樹脂相黏合。. 2.. 為了避免切割時造成標本內疏鬆白堊層的耗損,利用數位顯示 精密切割機(Precision saw)算標本厚度,並使用最低轉速進行 切割。切割後,利用超音波震盪儀淨洗後自然風乾,標本不再 進行磨平及拋光。. 3.5 陰極射線顯微鏡檢驗標本之保存度 1.. 為了檢驗殼體標本是否受到成岩作用的影響,將薄片放入陰極 射線顯微鏡作觀察。透過 CCD 由電腦螢幕上分別觀察殼體透射 光下的細部構造,及陰極射線下之發光情況。. 2.. 陰極射線電流值介於 200~250μA 之間,電壓值在 8.5kV 左右, 觀察、記錄標本發光情況,並以 CCD 拍攝影像。. 28.

(46) 第四章、結果 4.1 標本構造與觀察 肉眼觀察牡蠣左殼殼體外觀可以區分為兩部分(圖 4.1A),一為 殼身,另一為韌帶部,殼身成杓狀,為軟體肉質部位所在區域,殼身頂 端位向前延伸呈錐狀的韌帶部,左殼大致呈現水滴狀。殼身內部有明顯 的閉殼肌痕,韌帶部中央為下凹的長條槽狀構造,為韌帶槽,其末端即 為左右兩殼相接處。 沿著韌帶槽中線往殼腹的方向(aa')縱切後,得到牡蠣左殼的剖面 (圖 4.1B),可觀察到殼身、韌帶部皆具有灰色的硬質珍珠層(foliated layer)殼體以及白色鬆軟的白堊層(chalky layer)殼體,但在殼身、韌 帶部的白堊層所佔殼體體積的組成比例明顯不同,在韌帶部主要由白堊 層組成,也可以明顯看到白堊層與珍珠層交錯連貫出現,而在殼身則是 珍珠層為主,不一定可以看到明顯白堊層構造,而韌帶槽則是由連續生 長的珍珠層殼體構成的。. 29.

(47) (A). (B). 圖 4.1 圖(A)為牡蠣左殼殼體構造示意圖。圖(B)為牡蠣左殼殼體沿 aa'方 向縱切後,牡蠣殼體剖面圖及韌帶部位放大圖,紅線為韌帶槽硬 質殼體位置,韌帶部放大圖可以看到明顯白色白堊層與灰色珍珠 層交錯連貫生長。 30.

(48) 4.2 陰極射線顯微鏡與殼體保存度 牡蠣殼體主要由方解石質碳酸鈣所構成,只有在閉殼肌部位是由霰 石質碳酸鈣組成(Stenzel, 1963;Carriker and Palmer, 1979),方解石與 霰石為同質異構物的碳酸鈣結晶,若殼體經過成岩作用時會受到天水的 影響,使得殼體中的元素產生置換,或是部分殼體重新結晶,進而失去 原始的環境訊號,例如天水中成岩作用所含帶的 Mn2+、Fe2+、Zn2+較海 水多,若殼體中 Ca2+在結晶構造中的位置被 Mn2+所取代,在陰極射線 下,方解石就會呈現橘色,霰石則會呈綠光(Pagel et al.,2000),另 外,天水也會使得殼體中 δ18O 的數值減少,這樣的殼體便不適合做為研 究古環境的材料。不過,Zinkernagel(1981)提出方解石中 Mn2+濃度需 到達 20~40ppm 才可觀察到橘色光,另外 El Ali et al.(1993)也提出若 方解石中 Fe2+濃度大於 1000ppm 則會抑制 Mn2+發光,因此,利用陰極 射線能作為初步檢驗遺址牡蠣殼體是否受到成岩作用影響的方法。 將五個遺址牡蠣 WCTN9-2、WCTN12-1、WCTN13-1、WCTN132、WCTN14,以及現生牡蠣隨機挑選三個殼體 CK57、CK210、CK280 取其韌帶部位製成薄片標本,分別在反射光、陰極射線顯微鏡下拍照並 進行觀察。. 31.

(49) 4.2.1 現生標本以反射光及陰極射線顯微鏡觀察 將現生牡蠣殼體 CK57、CK210、CK280 薄片標本,分別在反射 光、陰極射線顯微鏡下拍照並進行觀察。從反射光下觀察殼體構造,硬 質殼體部分較透光的灰白色,白堊層殼體不透光的白色,因此細微的構 造不明顯,也不容易觀察,為了容易辨認白堊層與珍珠層,經過調整色 階、亮度與對比後將珍珠層調為深灰色。 而在陰極射線下,所有現生牡蠣殼體皆有局部發光現象,發光區域 與不發光區域交替出現。依殼體的組成來標示發光部位,分為硬質珍珠 層(foliated layer,以 F 表示)與鬆軟白堊層(chalky layer,以 C 表 示);以三種不同發光程度來區分發光現象,發光(luminescence,以 L 表示)、 輕微發光(slight luminescence,以 SL 表示)、不發光(nonluminescence,以 NL 表示);以發光、輕微發光、不發光區域的長度 (平行韌帶部的長度)佔韌帶部總長的比例來計算發光現象的比例。 CK57 殼體發光最強的部位在韌帶部末端的珍珠層,約占韌帶部殼 體 10%(圖 4.2),其餘部位的白堊層和珍珠層皆有發光(約占韌帶部 殼體 20%)、輕微發光(約占韌帶部殼體 40%)、不發光的現象(約占 韌帶部殼體 30%)。CK210 殼體在韌帶部末端白堊層發光程度最強烈 (圖 4.3),約占韌帶部殼體 10%,其餘殼體約 70%為輕微發光的白堊 層,20%為不發光的珍珠層。CK280 殼體有發光的區域約占韌帶部的 70%,且多為白堊層(圖 4.4),其餘 30%輕微發光或不發光,不發光 的區域主要為珍珠層。3 個現生牡蠣殼體的珍珠層幾乎都不發光或輕微 發光,而發光最強烈的區域都是白堊層。. 32.

(50) 圖 4.2 七股現生牡蠣殼體 CK57。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反射光顯微鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣左殼韌帶 部殼體在陰極射線顯微鏡下拍照觀察結果,C 代表白堊層,F 代表珍珠層,L 代表發光,SL 代表輕微發光,NL 代表不發光。 33.

(51) 圖 4.3 七股現生牡蠣殼體 CK210。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反射光顯微鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣左殼韌 帶部殼體在陰極射線顯微鏡下拍照觀察結果,C 代表白堊層,F 代表珍珠層,L 代表發光,SL 代表輕微發光, NL 代表不發光。 34.

(52) 圖 4.4 七股現生牡蠣殼體 CK280。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反射光顯微鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣左殼韌 帶部殼體在陰極射線顯微鏡下拍照觀察結果,C 代表白堊層,F 代表珍珠層,L 代表發光,SL 代表輕微發光, NL 代表不發光。 35.

(53) 4.2.2 遺址標本以反射光及陰極射線顯微鏡觀察 將遺址牡蠣殼體 WCTN9-2、WCTN12-1、WCTN13-1、WCTN132、WCTN14 薄片標本,分別在反射光、陰極射線顯微鏡下拍照並進行 觀察。為了容易觀察殼體構造將照片調整色階與亮度,硬質殼體部呈現 深灰色,白堊層殼體呈白色;而在陰極射線下,所有遺址牡蠣殼體皆有 呈現發光現象,發光區域多為白堊層,珍珠層多數為不發光區域,少數 輕微發光。WCTN9-2 殼體(圖 4.5)約有 45%發光,15%輕微發光, 40%不發光,發光或輕微發光的區域皆為白堊層,珍珠層都不發光。 WCTN12-1 殼體(圖 4.6)約 20%有發光現象,20%輕微發光,60%不發 光,絕大部分發光或輕微發光的區域為白堊層,少部分珍珠層在與白堊 層交接處有輕微發光現象。WCTN13-1 殼體(圖 4.7)韌帶部位的組成 比例與其他殼體不同,主要由珍珠層構成,約占 75%,其餘 25%為白堊 層,白堊層在陰極射線下皆有發光現象,絕大部分的珍珠層不發光,但 約有 5%的珍珠層有輕微發光現象。WCTN13-2 韌帶部殼體(圖 4.8)的 組成沒有白堊層構造,全部由珍珠成組成,殼體約有 20%在陰極射線下 呈現輕微發光現象,其餘皆不發光。WCTN14 殼體(圖 4.9)只有韌帶 部末端約 10%的珍珠層在陰極射線下呈現不發光,其餘約有 60%的白堊 層強烈發光,其餘約 30%的珍珠層和白堊層輕微發光。. 36.

(54) 圖 4.5 五間厝遺址牡蠣殼體 WCTN9-2。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反射光顯微鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣左 殼韌帶部殼體在陰極射線顯微鏡下拍照觀察結果,C 代表白堊層,F 代表珍珠層,L 代表發光,SL 代表輕微發 光,NL 代表不發光。 37.

(55) 圖 4.6 五間厝遺址牡蠣殼體 WCTN12-1。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反射光顯微鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣 左殼韌帶部殼體在陰極射線顯微鏡下拍照觀察結果,C 代表白堊層,F 代表珍珠層,L 代表發光,SL 代表輕微 發光,NL 代表不發光。 38.

(56) 圖 4.7 五間厝遺址牡蠣殼體 WCTN13-1。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反射光顯微鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣 左殼韌帶部殼體在陰極射線顯微鏡下拍照觀察結果,C 代表白堊層,F 代表珍珠層,L 代表發光,SL 代表輕微 發光,NL 代表不發光。 39.

(57) 圖 4.8 五間厝遺址牡蠣殼體 WCTN13-2。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反射光顯微鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣 左殼韌帶部殼體在陰極射線顯微鏡下拍照觀察結果,C 代表白堊層,F 代表珍珠層,L 代表發光,SL 代表輕微 發光,NL 代表不發光。 40.

(58) 圖 4.9 五間厝遺址牡蠣殼體 WCTN14。圖(A)為牡蠣左殼韌帶部殼體在反射光顯微鏡下拍照觀察結果。圖(B)為牡蠣左 殼韌帶部殼體在陰極射線顯微鏡下拍照觀察結果,C 代表白堊層,F 代表珍珠層,L 代表發光,SL 代表輕微發 光,NL 代表不發光。 41.

(59) 4.2.3 現生與遺址殼體保存度 將現生殼體不同發光情況殼體碳氧同位素數值繪製 X-Y 分布圖(圖 4.10),並將數據進行 T 檢定分析,比較不同發光情況碳氧同位素數值 之差異(表 4.1),殼體發光部位與不發光部位的碳氧同位素平均數值 之間無顯著差異,碳同位素差異約 0.04‰(P 值=0.26),氧同位素差異 約 0.17‰(P 值=0.28);發光部位與輕微發光部位的碳氧同位素平均數 值之間亦無顯著差異,碳同位素差異約 0.04‰(P 值=0.97),氧同位素 差異約 0.52‰(P 值=0.07);輕微發光部位與不發光部位的碳氧同位素 平均數值之間亦無顯著差異,碳同位素差異約 0.08‰(P 值=0.07),氧 同位素差異約 0.35‰(P 值=0.73);三者的碳氧同位素數值分布都沒有 明顯的線性關係,與四季的變化也沒有相關性,各個季節與三種不同發 光現象之間的差異性不顯著(P 值介於 0.07~0.93 之間),不容易從碳氧 同位素數值區分不同的發光現象。 所有遺址牡蠣殼體的碳氧同位素依不同發光情況亦繪製 X-Y 分布圖 (圖 4.10)與統計分析,殼體發光部位與不發光部位的碳氧同位素數值 差異情況較現生殼體大,碳同位素差異約 0.35‰(P 值=0.03,顯著差 異),氧同位素差異約 1.37‰(P 值=0.46);殼體不發光部位與輕微發 光部位的碳氧同位素數值差異不顯著,碳同位素差異約 0.31‰(P 值 =0.99),氧同位素差異約 0.96‰(P 值=0.46);殼體輕微發光部位與 發光部位碳同位素差異約 0.04‰(P 值=0.04,顯著差異),氧同位素差 異約 0.41‰(P 值=0.94)。 Wierzbowski and Joachimski(2007)提到牡蠣的保存狀況不能全由 陰極射線的發光情況來判斷,部分生長層中常有發光的現象,這可能與 牡蠣生長時期攝食到懸浮物的成分有關。而現生殼體未經過成岩作用,. 42.

(60) 殼體發光現象不是受到埋藏環境的影響,因此,殼體生長時所記錄到的 訊號不會受到改變,遺址與現生牡蠣殼體發光的原因可能是所生存的水 體環境含有較多的錳離子,在殼體生長時捕捉到錳離子,使得殼體在陰 極射線下出現發光的現象。. 圖 4.10 現生牡蠣與遺址牡蠣不同發光情形之殼體碳氧同位素分布圖。. 43.

(61) 4.3 牡蠣殼體穩定碳氧同位素取樣位置 由圖 4.1B 牡蠣左殼殼體韌帶部剖面圖可看到牡蠣殼體是由較厚層 的白堊層與較薄的硬質珍珠層交錯生長構成的,在不同部位兩者之間的 組成比例不同,由前人文獻中可知,牡蠣的韌帶槽硬質殼層、韌帶部內 的白堊層與珍珠層、殼身皆為方解石成分(Stenzel, 1963;Surge et al., 2001;呂香儒,2009),而且不同部位的氧同位素記錄中也顯示無論在 韌帶槽硬質殼層、韌帶部內的白堊層與珍珠層、殼身都有季節震盪的變 化(Kirby et al., 1998;Andrus and Crowe, 2000;Surge et al., 2001; Ullmann et al., 2010;Fan et al., 2011),本研究在實驗初期也在相同殼體 的不同位置取樣,探討所記錄的碳氧同位素是否會有差異以及哪個部位 才是最適合被利用來解釋氧同位素與環境的關係。 實驗在同一牡蠣殼體的三個不同部位進行取樣,分別為韌帶槽硬質 殼層、韌帶部內的白堊層與珍珠層及外殼殼身,將鑽取的粉末進行氧同 位素分析,結果為韌帶部硬質殼體的氧同位素數值介於-5.14‰~ -0.59‰ 之間(平均值-3.26 ± 1.53‰,N=18),韌帶部內白堊層與珍珠層的氧 同位素數介於-5.95‰~ -0.90‰之間(平均值-2.75 ± 1.43‰,N=21; 1σ),外殼殼身的氧同位素數值介於-5.91‰~ -0.44‰之間(平均值-3.07 ± 1.44‰,N=65)。 從氧同位素分析結果(圖 4.11)可以發現三個部位所記錄之殼體氧 同位素數值的變化趨勢、振幅大致相似,因為取樣密度的不同,在細節 的變化上還是有些許的不同,不過三者所記錄之氧同位素最大值與最小 值皆相似,都可用於判斷殼體的季節性變化。因為牡蠣外殼殼身末端脆 弱,無法確定殼身的末端是否有自然因素(海浪拍打、殼體碰撞)或人 為因素(採收、運送、清洗)造成斷裂,以至於無法確定殼體是否有完. 44.

(62) 整的碳氧同位素記錄,而韌帶槽硬質殼體在各個殼體間的厚薄差異大, 不一定每個殼體皆有適合的取樣寬度鑽取足夠的粉末量進行碳氧同位素 分析,因此不考慮使用殼身與韌帶槽硬質殼體作為取樣部位。韌帶部內 的白堊層與珍珠層殼體受到外層硬質殼體的保護能確保殼體的完整性部 位,且此處體積大可以取得較多的粉末量進行分析,因此本研究取樣的 部位為韌帶部內的白堊層與珍珠層殼體。 取樣從殼喙(幼年生長之殼體)至殼腹(成年生長之殼體)依照韌 帶部內的生長紋路及生長方向利用 Micromill 儀器進行連續取樣,因鑽 頭為錐狀,使得鑽取寬度會依鑽取深度不同而有所變化,鑽取寬度約 0.3~0.6mm,如遇珍珠層寬度小於 0.3mm 則不進行取樣,避免鑽取至白 堊層的粉末造成混和,取樣間距約 0.2~0.5mm。因牡蠣殼體組成比例個 體間差異大,就算是相同採收日期的殼體,大部分的大小、形狀、重 量、殼體組成比例都有很大的差異,造成取樣時無法有規則的鑽取長 度、深度及間距。. 45.

(63) 圖 4.11 同一牡蠣殼體中三個不同部位之氧同位素對殼體喙部距離分布 圖。圖(A)為韌帶部硬質殼體。圖(B)為韌帶部內白堊層與珍珠 層。圖(C)為外殼殼身。. 46.

(64) 4.4 水樣採集與分析結果 為了瞭解現生牡蠣的生長環境的海水水溫、鹽度及氧同位素成份的 變動情況,因此在大潮溝採集現生牡蠣的同時亦採集水樣 2 瓶,以及測 量水溫和鹽度。水樣的採集時間自 2013 年 8 月 24 日起至 2014 年 7 月 29 日止,共 21 次的水樣採集,將水樣帶回實驗室進行水體氧同位素成 份分析。 相同採收日期之兩瓶水樣各分析一次氧同位素數值,比較數值是否 相同,得到之分析結果顯示水體氧同位素最大差異值為 0.12‰,最小差 異為 0.01‰,平均差異為 0.05‰,後續的水樣氧同位素成分均以平均值 做討論。水樣之氧同位素數值介於-0.29‰至 0.55‰之間(平均值 0.16 ± 0.27‰,N=20;1σ; VSMOW)(圖 4.12),另有一個水樣標本是在 2013 年 8 月 24 日潭美颱風過境後一日採集的水樣,其氧同位素分析數 值為-2.75‰,與其餘水樣標本平均相比低約 2.9‰,水體氧同位素最高 值出現在 2014 年 1 月份(表 4.1)。 七股地區實測海水溫度最低溫在 2014 年 2 月 14 日的 14℃,最高溫 為 2014 年 7 月 22 日的 32℃(圖 4.12),年平均溫度為 24.3 ±5.5℃,年 溫差約 18℃。水體鹽度方面,主要鹽度範圍為 30~40psu 之間(37.6 ±2.8psu,N=20;1σ),2013 年 10 至 2014 年 3 月間採收之 10 個水樣中 有 9 個水樣鹽度為 40psu,為最高鹽度,1 個水樣鹽度為 38psu,而最低 鹽度是在颱風過後的水體鹽度為 25psu(表 4.1);而漲潮時所採收水樣 的鹽度介於 30~40psu 之間(37.4 ±3.4psu,N=12;1σ),氧同位素介於 -0.29~0.55‰之間(0.16±0.29‰),退潮時水樣的鹽度介於 34~40psu 之 間(37.3 ±2.27psu,N=18;1σ),氧同位素介於-0.23~0.45‰之間 (0.16±0.24‰),漲潮與退潮時水樣的平均鹽度差異為 0.11psu(P 值. 47.

(65) =0.17,無顯著相關),平均氧同位素數值差異 0.05‰(P 值=0.39,無 顯著相關),無法觀察出養殖區域水體的鹽度、氧同位素數值是否會因 為海水漲退潮而有數值偏高或偏低的變化,三者之間並無明顯的關係。. 圖 4.12. 2013 年 8 月至 2014 年 7 月環境參數(中央氣象局提供)及水 樣資料(本研究分析結果)。藍色曲線為將軍測站之海溫資 料。灰色柱狀圖為七股測站雨量資料。紅色三角為七股養殖區 水體氧同位素資料。綠色圓圈為七股養殖區水體鹽度資料。. 48.

(66) 表 4.1 七股水樣之採樣記錄及氧同位素分析數值。. 1. 2013/8/24. 將軍海溫 七股實測 (℃) 海溫(℃) 10:30AM 27.8 29. 2. 2013/9/18. 10:30AM. 30.1. 29. 35. -0.26. 4. 2013/9/18. 10:30AM. 30.1. 29. 35. -0.29. 5. 2013/10/23 10:00AM. 23.6. 24. 40. 0.23. 漲潮. 6. 2013/11/5. 10:00AM. 24.7. 26. 38. -0.02. 漲潮. 7. 2013/11/27 10:30AM. 21.7. 23. 40. 0.11. 退潮. 9. 2013/12/25 10:30AM. 16.4. 17. 40. 0.13. 漲潮. 10 2013/12/25 10:30AM. 16.4. 17. 40. 0.14. 11. 2014/1/9. 10:00AM. 18.5. 17. 40. 0.40. 漲潮. 12. 2014/1/22. 10:30AM. 15.3. 14. 40. 0.55. 漲潮. 13. 2014/2/14. 10:50AM. 16. 14. 40. 0.45. 漲潮. 14. 2014/2/14. 10:50AM. 16. 14. 40. 0.47. 15. 2014/2/14. 11:15AM. 16. 14. 40. 0.50. 16. 2014/2/14. 11:25AM. 16. 14. 40. 0.46. 17. 2014/2/26. 11:00AM. 18.9. 22. 40. 0.37. 退潮. 18. 2014/3/12. 11:00AM. 18. 19. 40. 0.45. 退潮. 19. 2014/3/26. 11:00AM. 22.1. 23. 40. 0.43. 退潮. 21. 2014/4/10. 10:00AM. 23.9. 23. 38. 0.40. 退潮. 22. 2014/4/10. 10:00AM. 23.9. 23. 38. 0.37. 23. 2014/4/30. 10:00AM. 26.6. 24. 39. 0.48. 漲潮. 25. 2014/5/13. 10:30AM. 27.1. 27. 36. 0.08. 漲潮. 26. 2014/5/13. 10:30AM. 27.1. 27. 36. 0.05. 27. 2014/5/27. 10:30AM. 29.9. 29. 35. 0.04. 漲潮. 29. 2014/6/10. 10:00AM. 29.7. 29. 35. -0.06. 退潮. 30. 2014/6/10. 10:00AM. 29.7. 29. 35. -0.10. 31. 2014/6/24. 10:00AM. 30.3. 29. 36. -0.23. 退潮. 33. 2014/7/8. 10:00AM. 32.1. 30. 36. 0.11. 退潮. 34. 2014/7/8. 10:00AM. 32.1. 30. 36. 0.09. 35. 2014/7/22. 9:45AM. 32.4. 32. 34. -0.06. 退潮. 37. 2014/7/29. 9:50AM. 31.2. 31. 30. -0.27. 漲潮. 38. 2014/7/29. 9:50AM. 31.2. 31. 30. -0.22. 編號 採收日期 採收時間. 49. 鹽度 (psu) 25. δ18O (‰) -2.75. 漲/退潮 漲潮 漲潮.

(67) 4.5 牡蠣殼體穩定碳氧同位素分析結果 本研究採集現生牡蠣殼體 135 隻,共分析 2310 個碳氧同位素數 值,δ18O 數值介於-6.92‰~ -0.08‰之間,平均值為-3.05 ± 1.17‰(N= 2310;1σ),δ13C 數值介於-5.57‰~0.63‰之間,平均值為-1.89‰ ± 0.81‰(表 4.3,圖 4.13,附錄一),氧同位素對碳同位素的線性關係極 低。 遺址採集之牡蠣殼體共 5 隻,分析了 60 個氧同位素數值,δ18O 數 值介於-5.98‰~ -1.26‰之間,平均值為-3.34 ± 1.37‰(N=60;1σ), δ13C 數值介於-3.21‰~0.60‰之間,平均值為-2.04‰ ± 0.55‰(表 4.2, 圖 4.13,附錄二),氧同位素對碳同位素的線性關係 R2 值為 0.52。. 表 4.2 七股現生牡蠣與五間厝北遺址牡蠣碳氧同位素統計表。 研究材料 七股現生牡蠣 五間厝北遺址 牡蠣. 平均(‰) 標準偏差 個數. 最小值(‰) 最大值(‰). δ13C. -1.89. 0.81. 2310. -5.57. 0.63. δ18O. -3.05. 1.17. 2310. -6.92. -0.08. δ13C. -2.04. 0.55. 60. -3.21. -0.60. δ18O. -3.34. 1.37. 60. -5.98. -1.26. 50.

(68) 圖 4.13 現生牡蠣與五間厝北遺址牡蠣碳氧同位素分布圖與線性關係圖(平均值之線段長度為一個標準差)。. 51.

參考文獻

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