本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
是时候离开了。把自己从城市中移开,前往阿巴拉契亚山脉,观看那里的温暖绿色变成秋天的赤褐色、橘红色和铁锈色。
我到达该州西南部、高地(北卡罗来纳州)郊外山间小屋时首先注意到的是那令人窒息的寂静。没有发动机的嗡嗡声。没有汽车。没有人行交通。只有数百万片树叶在风中婆娑起舞。
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我来观看这多彩的舞蹈,尽管担心夏天的炎热和干旱可能会削弱这场盛宴。似乎并没有,但许多人同意今年北卡罗来纳州的秋色不太好。如果我再晚些来,这场壮观的景象就会被席卷整个美国东海岸的桑迪飓风的狂风所缩短。今天,山峰上覆盖着白雪。但是,上周,时间刚刚好。
赏叶季节在那段时间左右达到顶峰。海拔3000英尺以上的树木已经开始落叶,主要呈现金色和姜黄色。但是,东坡中海拔地区的树木则色彩绚丽,呈现出标志着这个季节的浓烈红色。
根据网站北卡罗来纳州自然,“最多样化的秋色,以及最持久的秋色,出现在南部阿巴拉契亚山脉等地区,那里有十几种或更多种树木在较长的秋季以略微不同的时间改变颜色。”
阿巴拉契亚州立大学的叶子专家和生物学教授霍华德·纽菲尔德在电话中补充说,树叶颜色变化存在不同步的情况,他以年度秋色报告而闻名。例如,酸木今年早些时候就变得色彩鲜艳,而其他树木仍然非常绿。山茱萸和一些枫树也在8月底开始变色。另一方面,橡树直到10月中下旬才变成深紫红色。
美国农业部林业局的网站解释说,树种之间颜色变化的斑点式时间表似乎是遗传的。同一物种的树木,无论位于高海拔还是低海拔,只要位于同一纬度,都会同时变色。
起作用的机制是什么?温度和降水。“秋天之前的条件已经成熟,可以呈现出良好的秋色(阳光充足、凉爽、没有严重干旱),但它们没有发展,”纽菲尔德通过电子邮件说。“我不知道为什么会这样。”
尽管今年夏天阿巴拉契亚山脉遭受了高温和干旱的袭击,但干旱程度还不足以让美国地质调查局宣布其为干旱。有些人甚至认为一点干旱对树叶颜色有好处。不管是不是真的,高温不被认为是造成南部阿巴拉契亚山脉叶子颜色不鲜艳的原因,因为自 1930 年代以来,该地区没有显示出变暖或降水的趋势。
“人们认为缺乏变暖是由于树木产生的挥发性有机化合物 (VOC) 的产生,”纽菲尔德通过电子邮件说。“这些是我们熟悉的松树、云杉或冷杉的气味,这些小分子将来自太阳的辐射反射回太空,阻止该辐射加热该区域。”
树木的 VOC 盔甲不会永远坚固。随着气候变暖,它将减弱,并有一天会表现出与该国大部分地区相同的高温,这些地区已经出现了显著的升温。纽约州伊萨卡周围的森林就是这方面的一个早期例子。夏季的持续高温和缺水是造成树叶季节特别黯淡的原因。
康奈尔大学的植物生物学教授卡尔·尼克拉斯通过电子邮件说:“由于植物通过叶子蒸发水分来降温,因此许多树叶因根系无法为经历高温的叶子提供足够的水分而受损。”“本季早些时候叶子受到的损害意味着许多叶子无法变色或只是在仍然附着时就死掉了。”
在前往南部阿巴拉契亚山脉寻找色彩和慰藉之前,我并不知道树叶颜色背后的科学。我不知道该地区的气候数据,也不知道我将要参观的是温暖海洋中的一个凉爽气候岛屿。我只是作为一个见证者而去,一个想观看数百万棵树木告别夏天的人。这是一个我希望在未来几十年里都能看到的告别,它呈现出各种色调和阴影。