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树叶什么时候开始变色？为什么有的先变色？为什么有些叶子是红色的，有些是橙色或黄色的？今年叶子的颜色会更鲜艳吗？

如果每到秋天你就会生出这些疑问，那么请继续看下去。

 

从最基本的说起

树叶为什么会变色？想必你已经熟悉光合作用了，让我们来复习一下：光合作用是指叶子将阳光、水和二氧化碳转化为葡萄糖（植物供能物质），同时释放出副产物氧气的过程。化合物叶绿素促使光合作用发生，使枫树和其他绿色植物在春夏生长。叶子呈现出绿色也是由于其含有叶绿素。

入秋之后，白昼变短、夜晚变冷，树木开始为过冬做准备。它们不再进行光合作用，开始分解叶绿素，树叶上渐渐显现出其他颜色。其实，叶子上的红色、黄色和橙色色素一直都存在，只是被叶绿素盖住了。

 

以枫树为例：叶子为什么会变红？

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枫叶呈现红色是因为其中含有花青素。花青素是一种抗氧化剂，能使苹果、甜菜等蔬果呈现红色，使紫菀、紫罗兰等花卉呈现紫色。花青素可以保护树叶远离疾病和干旱，修复损伤，并起到天然防晒的作用。

到了秋天，枫叶的茎与枝干逐渐脱落时，只能利用叶子中剩余的葡萄糖来增加花青素的含量。寒冷的夜晚（气温不低于0℃）也有助于产生花青素。

多年来，研究人员一直想弄清楚一个问题：为什么树木在快要落叶的时候要消耗能量来制造花青素？树叶呈红色的时间比黄色和橙色长，因此，一些生物学家认为，红叶可以防止霜冻，在树叶掉落前为树木提供更多的糖和氮。

另一种理论认为，落叶中的花青素会被树根周围的土壤吸收，从而可以在休眠时保护树木，防止竞争性植物生根。

 

叶子为什么会变成橙色、黄色和褐色？

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类胡萝卜素和黄酮类化合物都能使叶子呈现橙色，尤其是β-胡萝卜素，它还能使胡萝卜呈现橙色。枫叶呈现橙色的原理是β-胡萝卜素吸收蓝色和绿色光谱，反射黄色和红色光谱。

叶子变黄是由于叶黄素的作用，叶黄素类似于使蛋黄呈现黄色的色素。

叶子变为褐色则是由于鞣酸的作用，鞣酸是其他颜色褪色后留下的废产物。

 

壮观的秋叶与什么有关？

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红叶形成的气象条件：

1.气候干燥的夏末。

2.阳光明媚的秋日。

3.凉爽的秋夜（温度最好在40℉，即约4.4℃左右，且不低于0℃）。

在以上气象条件下，树木会产生更多花青素。不过，如果9月和10月初阴天过多，夜晚气候温暖，树叶的颜色就会较为暗淡。要是出现早霜，秋叶缤纷的盛景就会提前结束了。

 

提早变色的叶子

有的树比其他树早一个月变色，这可能是不健康的表现。在自然界压力下，枫树会将更多的葡萄糖转化为花青素。提早变色的树木有可能是缺氮，或是树木试图通过改变颜色来摆脱虫子——一些昆虫会啃食绿叶，叶子变红后它们就不再以枫叶为食。

与气候变化的关系

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如果你想知道气候变化对秋叶的影响，这个问题目前还没有定论。在短期内，气候变化可能使秋叶颜色变暗，导致赏枫季缩短或推迟。而从长期来看，气候变化可能会导致枫树迁移到海拔更高、纬度更高的地区。

上个世纪，由于美国纽约和新英格兰的平均气温上升了0.7℉，枫树和其他硬木树种往山上移高了约130英尺（约40米）。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的计算机模型预测，在未来100年里，气温上升的速度会更快，共将上升6-10℉。这意味着，到2118年，马萨诸塞州波士顿的气候将与今天弗吉尼亚州的里士满相似，枫树在这种环境下将无法生存。

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幸运的是，这只是其中的一种可能。美国农业部林务局（USDA Forest Service）为了预测各树种的未来，建立了5个计算机模型，只有一个预测纽约和新英格兰的枫树会在下个世纪消亡。

希望这个模型是错误的，因为枫树真的很特别：春天，我们可以用来采集甜蜜的枫糖浆；夏天，枫树能为我们遮蔽阳光；秋天，我们可以欣赏到秋叶缤纷的壮丽风景。枫树就像是森林中的黄金和红宝石，值得好好对待。