前些天，不少網(wǎng)友說感覺今年的紅葉比往年出現(xiàn)得晚了些。無獨有偶，據(jù)英國廣播公司（BBC）報道，今年英國南安普敦郡的橡樹林綠色的時間也比往年更長，相比于以前出現(xiàn)紅黃色美景的時間，似乎推遲了大約兩周時間。
許多研究已經(jīng)證實，氣候變化不僅會影響樹葉變色和落葉的時間，還會影響樹葉的顏色，它改變了我們眼中的“秋色”。不僅如此，近的論文還顯示，氣候變化在更大尺度上改變了地球的顏色：海洋和南極正以驚人的速度變綠。
秋色變了
在一篇 2023 年發(fā)表于《景觀生態(tài)學》（Landscape Ecology）的論文中，美國的研究人員將遙感數(shù)據(jù)與文獻記載相結(jié)合，分析了 1950 年到 2021 年間，阿卡迪亞國家公園（Acadia National Park）的秋葉狀況。
他們發(fā)現(xiàn)，與 1950 年相比，如今的秋葉高峰期已經(jīng)推遲了 9 天左右，接近兩周時間。根據(jù)未來的氣候預測，研究人員推測，到 2060 年，要想在阿卡迪亞國家公園觀看紅葉，恐怕佳時間將是 10 月 30 日至 11 月 2 日之間。
1950-2021 年間的秋葉高峰期時間（圖片來源：原論文）
所以，究竟是哪些因素導致落葉時間發(fā)生了變化呢？研究人員認為，溫度和降水都會影響落葉時間。
例如，自 1950 年以來，阿卡迪亞國家公園所在地的低和高氣溫平均都已經(jīng)上升了 1°C 以上；每年溫暖夜晚的數(shù)量平均增加了 26 天，溫暖白天的數(shù)量平均增加了 17 天；每年出現(xiàn)“傾盆大雨”的天數(shù)平均也增加了 4 天。
這些都可能與落葉推遲相關(guān)。相應地，一項 2022 年發(fā)表于《自然·氣候變化》（Nature Climate Change）的研究也表明，如果氣候變化帶來的不是降雨增多而是干旱，則可能導致葉片衰老提前。
而另一項 2023 年發(fā)表于《科學》（Science）的研究則表明，樹葉衰老的時間不僅受溫度等因素的影響，還會受到樹葉生長早期日照時長和光合作用的影響。
該研究顯示，氣候變暖會對落葉時間產(chǎn)生兩種相反的影響。如果是春天的溫度較為溫暖，那么樹葉就會更早發(fā)芽，生長發(fā)育也會加快。到了秋季，這樣的樹葉就會更早開始衰老、掉落。溫度每升高 1°C，葉片開始衰老的時間平均就會提前 1.9 天。
相反，如果秋季溫度較高，則會減緩葉片衰老的速度，推遲樹葉掉落的時間。溫度每升高 1°C，葉片衰老的進程平均就會推遲 2.6 天。
夏至前溫度較高，會導致樹葉提前開始衰老；夏至后溫度較高，會延緩樹葉衰老的進程，從而推遲落葉時間。（圖片來源：原論文）
除了落葉時間，氣候變化也會影響秋葉的色彩。樹葉中含有多種色素，除了葉綠素，常見的還有類胡蘿卜素和花青素。
在樹葉開始衰老之前，葉綠素會不斷地在樹葉中合成和分解，維持在一個很高的水平。因此，即便此時的樹葉中也存在類胡蘿卜素，樹葉看上去也是綠色的。但到了秋季，樹葉中的花青素含量急劇增加，葉綠素含量減少，而類胡蘿卜素含量基本穩(wěn)定，樹葉便呈現(xiàn)出了各種顏色。
許多因素都會影響花青素的合成?；ㄇ嗨厥且环N植物在強光照射和體內(nèi)糖含量較高時會大量合成的分子，成熟的果實往往呈現(xiàn)為更鮮艷的顏色也與此有關(guān)。
如果白天溫暖而陽光明媚，葉片就會大量合成糖分，而如果這天的夜晚也很涼爽，那么糖分就會停留在葉片中，促進花青素合成。在這種條件下，秋葉的顏色往往會更明亮、更紅。而如今，氣候變化正使得夜晚的溫度逐漸升高，因此秋葉也正變得黯淡無光。
海洋綠了
不過，秋葉的顏色變化對于地球而言或許不算什么。畢竟，不是每個地方的樹種都會落葉，落葉季也只占一年中的一小部分。然而，許多研究已經(jīng)表明，根據(jù)衛(wèi)星從太空中捕捉到的數(shù)據(jù)，海洋的顏色正在以驚人的速度發(fā)生變化。
在一項 2023 年發(fā)表于《自然》（Nature）的論文中，研究人員分析了過去 20 年中，衛(wèi)星上的中分辨率成像光譜儀所采集的數(shù)據(jù)。
結(jié)果顯示，全球 40%的表層海洋正在迅速變綠。特別是在靠近赤道的熱帶海域，變綠的速度尤其快。這種現(xiàn)象令科學家十分震驚，因為科學家此前雖然已經(jīng)預計海洋會逐漸變綠，但從未想過速度會如此之快，他們本以為會需要40年甚至更久的時間。
衛(wèi)星中分辨率成像光譜儀對海洋顏色的測量結(jié)果（圖片來源：NASA and Joshua Stevens, using Landsat data from the U.S. Geological Survey and MODIS data from LANCE/EOSDIS Rapid Response）
海洋的顏色與其中的浮游植物和藻類有很大關(guān)系，這些生物體內(nèi)富含的葉綠素會呈現(xiàn)出綠色。
研究人員推測，海洋變綠可能是因為營養(yǎng)物質(zhì)在海洋中的分布變了。例如，氣候變化導致海洋表層變暖，海洋出現(xiàn)分層，其深層和表層之間的物質(zhì)交換變少，因此營養(yǎng)物質(zhì)更難從深層上升至表層。在營養(yǎng)不足的情況下，較小的浮游植物和藻類可能比其他浮游植物更易存活，這可能導致海洋的顏色發(fā)生了變化。
南極也綠了
除了海洋，南極洲的顏色變化也十分明顯。
一項今年 10 月發(fā)表于《自然·地球科學》（Nature Geoscience）的研究表明，衛(wèi)星觀測結(jié)果顯示，由于氣候變暖，南極半島（Antarctic Peninsula）近幾十年來出現(xiàn)了普遍變綠的現(xiàn)象：
從 1986 年到 2021 年，南極半島的植被（包括苔蘚、地衣、葉苔和藻類等）覆蓋面積已經(jīng)從 0.863 平方千米增加至 11.947 平方千米，35 年內(nèi)增加了近 14 倍。而且，變綠的速度正越來越快，2016 年之后的綠化速度比之前高出了 30%。
變綠的南極半島（圖片來源：原論文）
1950 年至今，南極半島的氣溫已經(jīng)上升了近 3°C。盡管南極半島上的大部分植被都是苔蘚，但研究人員認為，苔蘚的蔓延同時會帶來南極半島表面土壤增加，而這可能會給其他植被的生存奠定基礎(chǔ)。
更令人擔憂的是，由于這里的原生植物此前一直生活在較為穩(wěn)定的極端環(huán)境中，如果其他物種入侵，恐怕本土植物難以在競爭中存活下來。因此，脆弱的南極洲也許會自此發(fā)生根本性的變化。
氣候變化正在重新塑造地球的生態(tài)系統(tǒng)。秋葉顏色變得黯淡、海洋轉(zhuǎn)綠和南極的植被擴展，這些變化看似細微，卻是氣候變化對自然界廣泛影響的縮影。
我們眼中熟悉的“秋色”可能已不復存在，取而代之的是一個逐漸變綠的地球。面對這一現(xiàn)實，或許更重要的是，我們?nèi)绾卧谛蕾p自然的同時，更加珍惜并積極保護這份美麗和脆弱。
氣候變化并非一個遙遠的未來，而是一個我們無法回避的當下。
參考文獻
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[6]https://www.climatecentral.org/climate-matters/fall-foliage-and-climate-change
[7]https://www.nature.com/articles/s41586-023-06321-z
[8]https://www.nature.com/articles/d41586-023-02262-9
[9]https://www.nature.com/articles/s41561-024-01564-5
[10]https://www.nature.com/articles/d41586-024-03219-2
策劃制作
來源丨環(huán)球科學（ID：huanqiukexue）
作者丨黃雨佳
責編丨楊雅萍
審校丨徐來、林林
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