前些天，不少網友說感覺今年的紅葉比往年出現得晚了些。無獨有偶，據英國廣播公司（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，最近的論文還顯示，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 年發表于《景觀生態學》（Landscape Ecology）的論文中，美國的研究人員將遙感數據與文獻記載相結合，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。他們發現，與 1950 年相比，如今的秋葉高峰期已經推遲了 9 天左右，接近兩周時間。根據未來的氣候預測，研究人員推測，到 2060 年，要想在阿卡迪亞國家公園觀看紅葉，恐怕最佳時間將是 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最低和最高氣溫平均都已經上升了 1°C 以上；每年溫暖夜晚的數量平均增加了 26 天，溫暖白天的數量平均增加了 17 天；每年出現“傾盆大雨”的天數平均也增加了 4 天。這些都可能與落葉推遲相關。相應地，一項 2022 年發表于《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芽，生長發育也會加快。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定，樹葉便呈現出了各種顏色。
許多因素都會影響花青素的合成。花青素是一種植物在強光照射和體內糖含量較高時會大量合成的分子，成熟的果實往往呈現為更鮮艷的顏色也與此有關。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，許多研究已經表明，根據衛星從太空中捕捉到的數據，海洋的顏色正在以驚人的速度發生變化。
在一項 2023 年發表于《自然》（Nature）的論文中，研究人員分析了過去 20 年中，衛星上的中分辨率成像光譜儀所采集的數據。結果顯示，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。這種現象令科學家十分震驚，因為科學家此前雖然已經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。
衛星中分辨率成像光譜儀對海洋顏色的測量結果（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系，這些生物體內富含的葉綠素會呈現出綠色。研究人員推測，海洋變綠可能是因為營養物質在海洋中的分布變了。例如，氣候變化導致海洋表層變暖，海洋出現分層，其深層和表層之間的物質交換變少，因此營養物質更難從深層上升至表層。在營養不足的情況下，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 月發表于《自然·地球科學》（Nature Geoscience）的研究表明，衛星觀測結果顯示，由于氣候變暖，南極半島（Antarctic Peninsula）近幾十年來出現了普遍變綠的現象：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）覆蓋面積已經從 0.863 平方千米增加至 11.947 平方千米，35 年內增加了近 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。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定的極端環境中，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生根本性的變化。
氣候變化正在重新塑造地球的生態系統。秋葉顏色變得黯淡、海洋轉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。面對這一現實，或許更重要的是，我們如何在欣賞自然的同時，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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