本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
是時候離開了。把自己從城市中移開,前往阿巴拉契亞山脈,觀看那裡的溫暖綠色變成秋天的赤褐色、橘紅色和鐵鏽色。
我到達該州西南部、高地(北卡羅來納州)郊外山間小屋時首先注意到的是那令人窒息的寂靜。沒有發動機的嗡嗡聲。沒有汽車。沒有人行交通。只有數百萬片樹葉在風中婆娑起舞。
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我來觀看這多彩的舞蹈,儘管擔心夏天的炎熱和乾旱可能會削弱這場盛宴。似乎並沒有,但許多人同意今年北卡羅來納州的秋色不太好。如果我再晚些來,這場壯觀的景象就會被席捲整個美國東海岸的桑迪颶風的狂風所縮短。今天,山峰上覆蓋著白雪。但是,上週,時間剛剛好。
賞葉季節在那段時間左右達到頂峰。海拔3000英尺以上的樹木已經開始落葉,主要呈現金色和薑黃色。但是,東坡中海拔地區的樹木則色彩絢麗,呈現出標誌著這個季節的濃烈紅色。
根據網站北卡羅來納州自然,“最多樣化的秋色,以及最持久的秋色,出現在南部阿巴拉契亞山脈等地區,那裡有十幾種或更多種樹木在較長的秋季以略微不同的時間改變顏色。”
阿巴拉契亞州立大學的葉子專家和生物學教授霍華德·紐菲爾德在電話中補充說,樹葉顏色變化存在不同步的情況,他以年度秋色報告而聞名。例如,酸木今年早些時候就變得色彩鮮豔,而其他樹木仍然非常綠。山茱萸和一些楓樹也在8月底開始變色。另一方面,橡樹直到10月中下旬才變成深紫紅色。
美國農業部林業局的網站解釋說,樹種之間顏色變化的斑點式時間表似乎是遺傳的。同一物種的樹木,無論位於高海拔還是低海拔,只要位於同一緯度,都會同時變色。
起作用的機制是什麼?溫度和降水。“秋天之前的條件已經成熟,可以呈現出良好的秋色(陽光充足、涼爽、沒有嚴重乾旱),但它們沒有發展,”紐菲爾德透過電子郵件說。“我不知道為什麼會這樣。”
儘管今年夏天阿巴拉契亞山脈遭受了高溫和乾旱的襲擊,但乾旱程度還不足以讓美國地質調查局宣佈其為乾旱。有些人甚至認為一點乾旱對樹葉顏色有好處。不管是不是真的,高溫不被認為是造成南部阿巴拉契亞山脈葉子顏色不鮮豔的原因,因為自 1930 年代以來,該地區沒有顯示出變暖或降水的趨勢。
“人們認為缺乏變暖是由於樹木產生的揮發性有機化合物 (VOC) 的產生,”紐菲爾德透過電子郵件說。“這些是我們熟悉的松樹、雲杉或冷杉的氣味,這些小分子將來自太陽的輻射反射回太空,阻止該輻射加熱該區域。”
樹木的 VOC 盔甲不會永遠堅固。隨著氣候變暖,它將減弱,並有一天會表現出與該國大部分地區相同的高溫,這些地區已經出現了顯著的升溫。紐約州伊薩卡周圍的森林就是這方面的一個早期例子。夏季的持續高溫和缺水是造成樹葉季節特別黯淡的原因。
康奈爾大學的植物生物學教授卡爾·尼克拉斯透過電子郵件說:“由於植物透過葉子蒸發水分來降溫,因此許多樹葉因根系無法為經歷高溫的葉子提供足夠的水分而受損。”“本季早些時候葉子受到的損害意味著許多葉子無法變色或只是在仍然附著時就死掉了。”
在前往南部阿巴拉契亞山脈尋找色彩和慰藉之前,我並不知道樹葉顏色背後的科學。我不知道該地區的氣候資料,也不知道我將要參觀的是溫暖海洋中的一個涼爽氣候島嶼。我只是作為一個見證者而去,一個想觀看數百萬棵樹木告別夏天的人。這是一個我希望在未來幾十年裡都能看到的告別,它呈現出各種色調和陰影。