台湾以其高度多样化的自然环境和文化景观而著称。该岛约一半面积为山地，最高峰海拔接近 4000 m。北部与东部沿海地区地形陡峭，低地稀少；西部则分布着广阔的山麓地带及冲积平原（图 1c）。台湾西部的降水主要集中于夏季，冬季相对干燥，而北部与东北部沿海地区的降水则全年分布较为均匀。现代台湾人口文化多样，有许多说南岛语的原住民 。
图1 （a）台湾地区在西北太平洋的位置以及（i）华北中部、（ii）中国东北、（iii）长江中游、（iv）长江下游地区和（v）福建省（所有区域以颜色标注）的范围（b）文中讨论的海洋沉积物岩芯的位置；（c）台湾地区的地形，包括主要河流、城市以及文中讨论的气候图、考古遗址和陆地古环境记录的位置；（d）本研究分析的数据集中包含的所有考古遗址的分布。
基于语言学研究，学术界不少人认为台湾是南岛语系的发源地。这些语言起源于新石器时代早期人口所使用的共同祖先语言——原始南岛语。然而，关于南岛语系自约 4200 年前开始向印度洋-太平洋广大区域传播的本质，学术界仍存在争议。一种观点认为，这种传播是由粟黍-水稻农耕者的扩张（即人口扩散）驱动；另一种观点则主张，传播主要由适应海洋生活的能力推动的语言转变促成，而非伴随大规模农业人口的迁移。近年来，遗传学研究的进展表明，南岛语系的扩张并非单纯依赖语言转变，而是至少涉及一定程度的人口迁移。
毋庸置疑，台湾在史前时期深受东亚大陆和东南亚的文化影响。普遍认为，农业与陶器技术由移民引入，这标志着约 5000 年前新石器时代的开端。然而，关于这些早期农民的起源，学术界提出了多种观点。此外，对于新石器时代早期至中期（公元前 5000 年至公元前 3500 年）人口发展的具体特征，学界的认识在过去几十年中经历了显著变化。进入金属时代（公元前 1800 年至公元前 326 年），台湾与岛外地区的人口文化交流进一步多样化，但其对人口发展或移民现象的具体影响尚不明确。
了解史前人口动态有助于揭示文化变迁、生计经济转型、人类活动对自然环境的影响，以及气候变化对人类社会的潜在作用。考古学研究常用遗址数量、聚落规模及放射性碳年代累计概率分布等指标重建史前人口变化模式。然而，在东亚地区，古人口学研究相对匮乏，仅在中国大陆、朝鲜半岛以及日本群岛部分地区开展了一些相关研究。传统上，史前人口发展的主流观点以持续增长为核心，尽管近年来次区域尺度上的偏离趋势逐渐受到关注。其中最显著的例子是台湾东北部宜兰平原（图 1c）在新石器时代向金属时代过渡期间出现的居住中断现象。由于该地区保存了大量古环境记录，台湾东北部也成为研究史前人类与环境相互作用的重要区域。
本研究基于台湾岛及其附近小岛的考古遗址数据集，包括遗址数量与规模（面积）信息，涵盖新石器时代至金属时代。通过分析遗址分布与规模的时空模式，探讨了以下问题：（1）与其他东亚大陆地区的推断趋势进行对比；（2）结合台湾岛及周边地区的考古与早期历史记录进行验证；（3）与已发表的古环境与古气候记录相结合，评估人类活动对环境的影响，并探讨其对遗址数据模式的潜在驱动作用。
本研究系统汇编了台湾地区的考古遗址数据，涵盖其地理位置、规模以及文化和年代分类。基于地理特征，将数据集划分为三个次区域，揭示了遗址数量的时空分布差异。通过与遗址总面积（面积）总和进行对比分析，结果表明史前遗址数量的模式能够有效代表人口趋势。与传统观点不同，台湾史前时期的人口增长并非连续性过程，而是在次区域层面上呈现出增长与衰退交替的动态模式，总体上则表现出大规模的增长趋势。
图4 东亚不同地区的人口发展预测
进一步将研究成果与东亚其他地区的考古人口统计学及古环境数据进行了比较。研究表明，在中国大陆许多地区新石器时代晚期出现的人口繁荣与萧条周期，同样存在于台湾新石器时代早期至中期。我们推测，这两个地区的相关发展可能存在内在联系。然而，研究区域的人类居住减少现象比大陆晚约一至四个世纪，这可能反映了反应滞后或现有考古年代学的不确定性。此外，与普遍接受的观点相反，我们认为台湾新石器时代中期人口显著增长的原因不仅包括内部增长，还应考虑来自东亚大陆的移民因素。结合这一时期的遗址数据，可以合理推测，从公元前 4200 年起，讲南岛语的族群从台湾向东南亚迁徙的现象，无论是大规模还是小规模，均可能由农业人口密度增加及对耕地和其他自然资源的竞争加剧所引发。然而，这种向南的人口扩张范围有限，部分原因可能是新石器时代中期晚期人口压力的缓解。
尽管台湾西部自新石器时代晚期（公元前 3500 年）至公元前 600 年期间人口持续增长，但遗址数据显示，台湾东部在公元前 2700 年至公元前 2300 年间经历了逐步的人口下降。通过将考古人口数据与台湾及其周边地区的古环境时间序列进行对比分析，得出结论：这一时期台湾东部的人口减少是对气候变化的响应，具体表现为秋季降雨量增加及强降雨事件频发，这些变化可能威胁农作物种植并降低收成。相比之下，台湾西部在新石器时代至金属时代的长期气候变化主要体现为夏季季风降雨量的增加，这对农业生产的影响相对较小。
图5 台湾西部、北部及东部地区考古遗址数量与古气候记录对比分析
此外，回顾了研究区域的古环境时间序列，发现人类活动及天然森林破坏的替代记录与推断的人口趋势高度相关。这些记录进一步证实了考古遗址数据所反映的结论，即台湾东部在公元前 2300 年至公元前 600 年间人口水平较低。然而，古环境记录的空间覆盖存在不均衡性，尽管东部台湾已有若干记录，但西部台湾的相关记录较少，这主要是由于该区域适合保存沉积记录有限所致。
在次区域尺度上，考古遗址数量与遗址面积之间表现出良好的相关性，结合台湾东部人类活动的记录，表明基于遗址的数据可作为重建过去人类定居与人口动态的可靠指标。
