近來全球氣候異常、天災不斷，是當今人類面臨的最大威脅，認識人與自然環境的互動關係，研究環境和氣候變遷的規律，是地球科學的一項重要任務。
本研究對高雄壽山北段地區洞穴石筍進行高解析度、長時間尺度的穩定同位素紀錄分析，石筍穩定同位素的數據資料來探討其古氣候意涵及陸生植被生長狀況。壽山澎湃洞石筍08SS02-B由底部到頂端總長約14.3公分，該樣品生長軸為6區段，生長層紋十分明顯。XRD分析顯示該石筍是由純淨的方解石所組成，說明儘管在文石珊瑚礁的圍岩環境中，洞穴石筍仍可能是方解石。由鈾釷質譜定年得知，該石筍生長時間為28680±410至29750±250年，生長速率約為0.134mm/yr。另一個石筍樣品，08SS02-C，長約10.5公分，生長時間為14000至14370±600年，生長速率約為0.294mm/yr。08SS02-B生長在末次冰期，而08SS02-C生長在冰消期時段，由兩個石筍的生長速率可以看出，石筍在冰消期時段生長較快，反映氣候較末次冰期濕潤。然而，末次冰期時，石筍仍有很好的生長情況，而全新世此處洞穴內部的次生碳酸鹽已經停止發育，也許與構造抬升作用有關；或者氣候過於溫濕，洞穴滴水的飽和碳酸鹽指數下降，不易進行碳酸鈣沉澱。
元素分析顯示，儘管高雄壽山石筍08SS02-B的Mg（~300ppm）和Sr（~200ppm）含量遠遠低於大崗山石筍（DGS01）的Mg(~4000ppm)和Sr(~6000ppm)含量，但兩者Mg/Ca和Sr/Ca的分配係數KMg = 0.0336和KSr = 0.0682與大崗山石筍（DGS01）的（0.0255和0.1216）相近。這說明，儘管石筍樣品的Mg和Sr的絕對濃度可能非常不同，但它們的分配係數是主要受溶液中Mg/Ca和Sr/Ca比值以及水的溫度和碳酸鈣晶體生長的速率所控制的。石筍中的Fe、Mn、Ba等主要來自於土壤，Mg和Sr主要來自於碳酸鈣圍岩，但土壤會貢獻部分Mg。
在碳酸鈣沉澱的過程中，熱力學主導了固體和水溶液之間的同位素分異作用，故在熱力學平衡的條件下，同位素交換反應會確實紀錄下當時的氣候狀態。以現今壽山地區大氣降雨的重量加權18O值-8.55(SMOW)和現今年平均氣溫24.7oC，計算平衡分餾下的碳酸鈣18O值為-10.22‰（PDB），與測量得到石筍表面的18O值為-6.2~-6.4‰（PDB）相差很大。證明石筍08SS02-B不是現代石筍，而是寒冷、乾旱時期生長的石筍。進一步推算得到末次冰期時，大氣降雨的氧同位素值至少要比現今的雨水重2‰。這一發現非常重要，也與中國東部地區一些石筍記錄反映的現象一致。
石筍結果顯示：臺灣南部在晚更新世末次冰期28600-29000年是較寒冷期，而29000-29800年間是較溫暖期；碳同位素則指示，28600-29000年間為相對氣候乾旱期，29100-29800年則為相對潮濕期。

This study has conducted systematic research on a cavern system in Shanshan, Kaohsiung City. Water samples including rain, cave water, and groundwater, bedrock, soil, and speleothem samples were collected for stable isotope and elemental concentration analyses. A 14.3-cm long stalagmite, 08SS02-B, is the main material for this thesis. The stalagmite reveals clear growth lamination bands, and contains pure calcite shown by XRD analysis. Two stalagmites were dated by ICP-MS 230Th/U dating method at National Taiwan University. Stalagmite 08SS02-B was grew between 28,680±410 and 29750±250 year ago in the Last Glacial Maximum, yielding a growth rate of 0.134mm/yr; whereas Stalagmite 08SS02-C with 10.5-cm in length was grew between 14000 and 14370±600 year ago belonging to the deglaciation，giving a growth rate of 0.294mm/yr. The slower growth rate of Stalagmite 08SS02-B indicates that climate during the Last Glacial Maximum was cold and dry. Missing speleothem deposits in the cave during the Holocene might be due to active tectonics and humid/hot climates in the area.
Based on the Mg/Ca and Sr/Ca ratios in the water and stalagmite, we can calculated the distribution coefficients of Mg and Sr between calcite and its parent solution, being KMg = 0.0336 and KSr = 0.0682, respectively. These values are close to the stalagmite collected from Dagangshan area (DGS01) 0.0255 and 0.1216, although 08SS02-B contains 10 times lower Mg and Sr than these of DGS01. This means that the distribution coefficients are mainly controlled by the ratios in the parent solution, water temperature and crystal growth rate. The Mg/Sr in stalagmite may be used as a paleo-temperature proxy.
Using thermal equilibrium equation of oxygen isotope fractionation between calcite and its parent solution, we obtain -10.22‰ (PDB) for the calcite under 24.7oC and the 18OH2O of -8.55‰ (SMOW). This values is much lighter than the measured 18O of surface samples in Stalagmite 08SS02-B, the later is -6.2 ~ -6.4‰（PDB）. This result shows again that the stalagmite was not grown in the Holocene period, rather, it grew in a cold/dry period. Furthermore, we have estimated that the 18O value of surface water during the Last Glacial Maximum was at least 2‰ heavier than that of modern water. This finding is important in terms of paleoclimate study, and it agrees previous studied in the eastern China.
According to the 18O and 13C records of 08SS02-B, we interpret that Even though in the Last glacial Maximum in South Taiwan the climatic conditions were cold and dry during 28,680 ~ 29,000 year ago; and relatively warm and wet during 29,000 ~ 29,800 year ago. This is the first high-resolution paleoclimate record in Taiwan.

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