经自然、政治、科学、健康和旅游新闻网站“大世界”授权转载。
这取决于你住在世界上的哪个地方，你可能会在开始这个故事时看到你附近的每棵树都是明亮的黄色、橙色和红色，或者你可能会想知道为什么所有的颜色都没有出现。
我们称之为秋天的现象既复杂多样，又不可避免。白天长度的变化、土壤中的养分、物种多样性、湿度和降水水平的变化、温度的波动，甚至大气中的氮沉降，都以不同的方式驱动着秋叶的颜色，即使是现在，植物学家也不是都知道和理解这些变化。
当条件合适的时候，秋叶的展示是最美丽的自然现象之一，但有些年份，秋天会过去，树叶似乎从绿色变成棕色，或者从绿色变成地面。
但是，地球上是否有一个地方的秋天是最好的，或者它永远不会被跳过?那片森林是什么样子的，那里有哪些树种?那里的气候怎么样?
日本国立环境科学研究所高级研究员小出戴教授说:“北海道的旭日山……拥有高山植被，与日本其他高山地区相比，它的空间分布相当大。”“它是用绿色(矮松松)，红色(山灰，松梨)和黄色(桦树，白桦，桤木，桤木)在大范围的高山地形上混合的彩色画布，对我来说非常漂亮。”
Koide多年来一直在日本北部的北海道岛研究树叶的颜色——其亮度、持续时间和强度的变化。日本的秋天非常有名，以至于秋季旅游的诱惑使不情愿的日本政府最终在2022年结束了对COVID-19的旅行限制。
他说，日本许多不同的地方都有独特或美丽的秋天景色，任何试图建立最好的秋天景色的尝试都可能受到当地人的极端偏见;“这是一个很难回答的问题。”
他告诉《华尔街日报》说:“京都是日本著名的传统城市，它的秋天被红枫染得很浓，它与日本传统寺庙的结合也很美丽。”
对于那些对决定秋天特征的生态因素非常好奇的人来说，他们很快就会到达科学研究的最底层。
海法大学生物与环境系名誉教授Simcha Lev-Yadun说:“我们不知道的事情比我们知道的要多。”“当我们讨论五颜六色的秋叶时，我们讨论的是与几千个物种有关的东西。下周，我将和一位分子生物学家一起对树木进行采样，以便在一个物种上取得进展。”
秋天是人类与周围世界最伟大的联系之一，它是一年即将结束的最终标志，表明地球上总是在发生变化，丰饶的时代已经过去。对古代人来说，它既有积极的一面，也有消极的一面:它是丰收的时节，是日历上的记号，也是漫长冬季的发令枪。
今天，在西方，它有自己的仪式-回归学校的到来，狩猎季节的开始，为期60天的四个假期的到来，南瓜香料的一切，也许是一个秋天的假期，欣赏秋天的森林风景，穿越许多美国国家公园，拥有世界闻名的秋天色彩。
沃尔采访了几位研究秋天树木和灌木物候的研究人员，他们有几十年的研究经验，他们从世界各个角落拼凑出一幅非常复杂的自然事件的画面。
里士满大学地理与环境学助理教授斯蒂芬妮·斯佩拉博士在研究气候变化如何影响美国阿卡迪亚和谢南多厄国家公园的秋季时表示，树木变化的主要线索是温度和日光。
“阿卡迪亚位于东北海岸(北纬44.3度)，所以阿卡迪亚会先转弯;光线越来越少，越来越冷，”她告诉《华尔街日报》。事实证明，北海道北部岛屿也是如此——日本本身从北纬20度延伸到45度——小出教授说，那里的秋天已经在9月到来，“但在最大岛屿本州岛的中部地区，秋天已经到了10月，”他说。
由于地球在地轴上倾斜，9月和10月的到来不仅预示着白昼时间的减少，而且日照强度的降低，在丘陵和山脉等地平线上停留的时间更长。叶子是绿色的是因为叶绿素，它是光合作用的关键，也是一种向我们的眼睛显示绿色的色素。然而，如果没有被植物的营养系统积极补充，它在不太长的时间内就会分解。
因此，当较长的夜晚导致树木在叶子上产生一层称为脱落的组织，将叶子从这些系统中分离出来时，绿色色素就会降解。随着叶绿素的降解，叶子上出现了橙色、黄色和棕色;它们一直在那里，只是隐藏在叶绿素后面。
橙色有时归因于一种叫做类胡萝卜素的植物营养素，而黄色则归因于一种叫做叶黄素的类胡萝卜素。然而，Lev-Yadun教授说，橙色总是一个通配词，没有对每个物种进行化学测试，就无法知道橙叶是这样的，是因为类胡萝卜素、叶黄素，还是这两种物质的混合物加上被称为花青素的红叶色素。
导致一些树变红而另一些树变黄的机制是已知的，但是为什么这些机制是发展出来的，还有什么其他因素可以影响它们，这是一个难题。
在列夫-亚顿教授于2022年发表的一篇评论中，他概述了目前公认的理论，解释了为什么欧洲和西亚的瀑布以黄叶为主，而东亚和北美的瀑布则以红叶为主。Lev-Yadun解释说，这些证据表明，由花青素产生的红色色素在本质上是抗草食的，在秋天的植物中可以看到，这表明植物在保护自己免受草食昆虫的侵害。
这些食草昆虫和它们的猎物在上一个冰河时期可以向南迁徙到赤道，因为东亚和北美的山脉从北向南延伸。他写道，这种压力“导致那里保存了许多古老的第三纪植物和动物元素”，而在欧洲，物种被困在不断推进的冰川和从西向东延伸的阿尔卑斯山和喀尔巴阡山脉的主要山脉之间。因此，欧洲的动植物灭绝率要高得多，这反映在幸存下来的特有树种的数量上，以及特有植物物种中相对缺乏红色色素。
“在芬兰，秋叶变黄的现象被称为‘Rushka’，这与我们在美国东部和东亚所知道的非常不同，”Lev-Yadun在他的论文中写道。“黄金拉什卡带的高度在大约2-3周内逐渐从芬兰的北部转移到南部，在视觉上令人难以置信。数百万棵树组成了两道金色的墙，路边有明亮的黄色或金色的叶子。”
事实上，在斯堪的纳维亚半岛，来自白桦属和桦树属的黄色几乎占绝对优势。在北欧只有4种本土红叶树种(Prunus padus, Prunus spinosa, Sorbus aucuparia和Acer platanoides)，而在整个欧洲大陆有24种。相比之下，北美有89种特有种，东亚有152种。
当我走过阿塞拜疆高加索山脉最南端山坡的森林时，我当时不知道该怎么想——那里缺乏红树和各种红灌木。秋天的高峰是在10月16日至25日之间的中下旬，与阿卡迪亚和北海道的纬度相同。
对秋天的红叶颜色的起源这一理论的支持来自于这样一个事实:在斯堪的纳维亚半岛，红叶主宰着被昆虫捕食的非常绿灌木物种。
“在积雪下，昆虫不会死，因为这是一个天然的冰屋，而树木长在积雪上，它们和虫卵暴露在非常低的温度下，因此昆虫会死亡，”Lev-Yadun教授在一封电子邮件中告诉《华尔街日报》。他自己也做了一项研究，表明芬兰、日本和以色列的许多物种在春天长红叶，秋天也长红叶，这进一步支持了花青素是用来防御昆虫的观点。
也许这是一个巧合，但在欧洲，对葡萄藤、蓝莓灌木、核桃树、苹果和梨等果实灌木和树木最严重的入侵害虫之一是来自日本的罂粟花甲虫。
日本以这种红色的展示而闻名，尤其是在枫树中——这是它与阿卡迪亚共有的一个特点。
斯佩拉博士说:“阿卡迪亚(一个小得多的国家公园(190平方公里)……你有很多不同的植物物种，包括凉爽的沿海灌木丛和著名的野生蓝莓灌木丛，它们在秋天会变成鲜红色。”
斯佩拉在研究气候变化和秋天30多年后发现，整个自然周期似乎都在推迟。
“我们发现，在20世纪50年代初，秋叶高峰发生在10月4日至6日左右，现在，平均来说，大约是14/15日，甚至晚了几年。因此，总的来说，季节的变化越来越晚，这在一定程度上要归功于气温的升高，尤其是在9月份。但是，另一件有趣的事情正在发生，特别是在过去的20年里，因为气候的变化，整个季节的时间变得越来越难以预测，”她说。
她的研究表明，五月的降雨与阿卡迪亚的早秋直接相关。小出教授花了更多的时间研究颜色亮度的变化，他说，在北海道，春天“绿日”的日期很重要。
“在高山地区，春季物候(变绿日)似乎通过叶片寿命的限制来影响秋季的色彩亮度;早春会导致早衰，”他在一封电子邮件中告诉《华尔街日报》。
“色彩亮度是最近才出现的一个话题，它的数据仍然有限，”他在解释他对高山树木松山Sorbus matsumurana的研究时说。“在高山地区，我发现秋天的颜色亮度和绿色天之间存在相关性。晚熟的绿色年份显示出更明亮的红色。我猜测，叶片寿命的影响发生在绿期较早的年份，秋季生理活动的下降会减少花青素的生物合成。”
土壤条件和人为影响同样重要。2013年在纽约阿迪朗达克地区进行的一项研究发现，大量汽车使用会加速大气中氮的沉积，导致糖枫的颜色变暗，树冠的坚固性和生长速度也普遍下降。
一个敏锐的自然观察者可能会注意到从春天开始的一些简短的特征清单，这些特征会给他们提供线索，让他们了解即将到来的“窥叶”的质量，这在美国被称为“窥叶”。
虽然小出发现了日本高山地区第一片春叶时间的重要性，但在阿卡迪亚研究时，斯佩拉博士却没有发现。她发现了与春季降雨的相关性。也许是为了创建一个清单，这将是在早春和潮湿的五月之后注意到的。
然而，阳光是没有争议的。阳光明媚的日子，尤其是在夏末，是秋季色彩的强烈驱动因素。阳光使逐渐减少的叶绿素消耗得更快。
雪兰多国家公园(Shenandoah National Park)的植物学家兼护林员温迪·卡斯(Wendy Cass)说:“所以，当你经历了一个潮湿的夏天，而不是一个潮湿的夏天，然后是一个相当干燥的秋天，你有凉爽的夜晚，但不会结冰，然后是温暖的白天，晴朗而阳光明媚。”雪兰多国家公园位于弗吉尼亚州的阿巴拉契亚山脉，以深秋的色彩而闻名。
这一点尤其正确，因为黄色、橙色和棕色色素是叶子防御策略的一部分;小出教授说:“过度温暖、辐射和干旱等压力条件似乎会影响类胡萝卜素(黄色色素)的数量，而类胡萝卜素具有减轻这种压力的功能。”
如果这就是你的一年，那么在十月中下旬前往北纬41至45度的温带地区，那里天气干燥，可以看到最好的表演。这些坐标的上半部分穿过一些迷人的目的地，如法国的阿基坦，碰巧以秋叶展览而闻名，以及小出博士常去的北海道，而下半部分穿过斯佩拉的阿卡迪亚国家公园和阿塞拜疆的高加索公路，笔者在这里拍摄了一些照片。
但这些都只是建议，因为所有的研究人员都很快承认，秋天的美，无论是颜色的亮度还是变化，都是个人意见的问题。
小出教授说:“一个强烈的纯红色场景可能会吸引一些人，但另一个人会选择一个混合颜色的场景。”“人类对美的感受也应该被用来解决这个问题。”
斯佩拉博士说:“我也主观地认为，地形、水、海岸和松林以及这些颜色，比如缅因州的低洼灌木丛，从猩红到桦树、山毛榉和枫树的黄色和橙色，比你在蓝岭山脉徒步旅行时看到的起伏的丘陵/山脉的大部分落叶颜色的橙色和棕色更有趣，更令人兴奋。”“但是，我想这是因为我通过新英格兰人的视角看待生活，那个地方和空间对我来说非常重要。”细胞膜
