都是树叶，凭什么有的红了有的却黄了？

秋天一到，树叶就像约好了一样，开始从绿色变成黄色、橙色、红色，最后又渐渐褪去颜色，飘落到地面上。

同样是秋天，叶子会呈现出不同的颜色

图片来源：Nature

但仔细观察就会发现，同样是秋天，有的树满树金黄，有的红得像火，还有一些树叶只变成了暗红色或褐色。明明经历的是相似的天气，为什么不同的树会交出截然不同的“秋色答卷”？

绿色退场后，黄色显现；

红色却可能是新造出来的

要弄清秋叶为什么有红有黄，得先认识叶片里的三类色素：叶绿素、类胡萝卜素和花青素。

春夏季节，大多数植物的叶片呈现绿色，主要是因为叶绿素占据了“主导地位”。叶绿素能够吸收太阳光中的部分波长，为光合作用提供能量。它对红光和蓝紫光吸收较强，而反射的绿光进入我们的眼睛，于是叶片看起来就是绿色的。

显微镜下观察时，

叶绿素集中在植物体内被称为叶绿体的结构中。

图片来源：维基百科

不过，绿色并不意味着叶片里只有叶绿素。类胡萝卜素也一直存在于许多绿色叶片中，其中包括叶黄素、胡萝卜素等。

它们能够参与光能利用，并帮助植物应对过量光照。只不过在生长旺盛的季节，叶绿素含量通常较高，其他色素的颜色被遮盖了。

到了秋天，情况开始发生变化。

随着日照时间缩短、气温逐渐下降，许多落叶树进入季节性衰老过程。叶绿素的合成受到抑制，已有的叶绿素也逐渐降解，叶片中的绿色随之减弱。这时，原本就存在的类胡萝卜素便更加显眼，叶片开始呈现黄色或橙色。

因此，很多黄叶并不是秋天突然制造出了黄色，而是绿色逐渐褪去之后，原本藏在叶片里的颜色显露了出来。银杏等树种的金黄色秋叶，就是这种变化的典型例子。

红叶则是另一回事。

红叶

图片来源：百度百科

不少红叶树种的叶片在秋季会合成或积累更多花青素。花青素是一类水溶性色素，它的颜色会受到细胞内部酸碱环境等因素影响，可以呈现红色、紫色等不同色调。当叶绿素逐渐减少，花青素的颜色就可能越来越明显。

这意味着，红叶和黄叶并不是同一种变色过程的不同结果：黄色往往与原有色素显现有关，而红色通常还涉及花青素的形成或积累。

当然，真实的叶色并不总是非红即黄。一片叶子中可能同时存在多种色素，它们的含量和比例不断变化，最终形成黄色、橙色、鲜红色、紫红色乃至褐色等不同表现。

秋天越冷，叶子就越红吗？

既然温度变化会影响叶片衰老和色素代谢，是不是天气越冷，秋叶就一定越红？

答案是否定的。对一些红叶树种来说，低温与充足光照共同作用，往往更有利于花青素的积累，但两者并不是让所有树叶变红的统一开关。

先来看低温的作用。进入秋季后，气温逐渐下降，叶片中的叶绿素开始降解，绿色慢慢褪去。与此同时，低温也会影响植物体内的代谢过程。在一些树种中，适宜的低温能够促进花青素的合成与积累，让叶片逐渐呈现红色。不过，低温的影响与树种、温度变化幅度及持续时间等因素有关，并非气温越低，花青素就一定越多。

树叶在从树上脱落前，

会随着色素的降解与合成而变色。

图片来源：Smithsonian magazine

光照则是另一个重要因素。秋季虽然气温下降，但在晴朗的天气里，叶片依然会接收到较强的阳光。当叶片的光合作用和其他代谢过程受到低温影响时，吸收的光能可能超过其利用能力，增加细胞遭受光氧化损伤的风险。

此时，一些树种会积累更多花青素。花青素能够吸收部分光线，并可能帮助叶片减轻强光带来的氧化压力，保护衰老过程中的叶片组织。

因此，对某些红叶树种来说，白天光照充足、夜间温度较低的天气，往往有利于形成鲜艳的红色。但这并不意味着昼夜温差越大，红叶就一定越红，实际效果还受到树种特性和水分条件等因素的影响。

水分同样重要。如果秋季出现严重干旱，树木可能提前衰老、落叶，叶片来不及充分呈现鲜艳的颜色；如果环境条件适宜，叶片则可能有更充足的时间完成色素变化。持续阴雨、光照不足等情况，也可能影响部分树种的秋色表现。

凉爽的天气有助于部分树种积累花青素，

但秋叶能否红得鲜艳，还取决于光照、

水分与树木自身的特性。

图片来源：央视新闻

还有一个常见说法：霜降之后，霜一打，树叶才会变红。

这种说法把时间上的关联当成了必然的因果关系。霜降是二十四节气之一，反映的是季节变化，并不意味着各地在这一天都会出现霜冻。秋叶变色可以发生在霜冻出现之前，霜冻并不是叶片变红的必要条件。

事实上，轻微的低温与严重霜冻也不是一回事。适宜的低温可能影响某些树种的花青素积累，但过早出现的严重霜冻会损伤叶片组织，使叶片失去正常代谢能力，反而可能缩短秋色持续的时间。

为什么有些树红得像火，

有些树却只剩一片金黄？

了解了色素和环境的作用，再观察身边的树，就会发现秋叶的颜色并不是随机出现的。

不同树种的秋色之所以各不相同，关键在于叶片中色素的种类、含量及其变化方式有所区别。

例如，银杏的秋叶通常呈现明亮的金黄色。生长季节里，银杏叶片中的叶绿素与类胡萝卜素同时存在，绿色的叶绿素占据主导；进入秋季后，叶绿素逐渐降解，原本就存在的黄色类胡萝卜素显露出来，叶片便由绿转黄。

鸡爪槭

图片来源：人民日报

鸡爪槭等槭树则常常能呈现鲜艳的红色。除了叶绿素逐渐减少，一些槭树还会在秋季积累花青素。花青素吸收部分光线，使叶片呈现红色或红橙色；在适宜的光照和温度条件下，这种颜色会更加鲜明。不过，同属槭树的不同种类、甚至同一种树在不同年份，也可能呈现不同的秋色。

黄栌的叶片也常在秋季变红或呈现紫红色，这同样与花青素的积累有关。由此可见，秋叶的颜色并不是由气温直接“染”出来的，而是树种自身的色素特征与季节环境共同作用的结果：有的树主要显露原有的黄色色素，有的树则会在叶片衰老过程中形成更多红色色素。

同一片树林里，向阳处和背阴处的叶片，接收到的光照不同，颜色和变色时间可能有所差异；山地中海拔不同的位置，温度和生长条件也存在差别。因此，即使属于同一种树，叶片变色的时间也可能前后错开。

城市行道树与山区森林的秋色，也可以从这个角度理解。

城市道路两旁往往集中种植少数适应当地环境的树种。如果这些树种的秋色特征相近，整条街道就可能呈现比较统一的黄色或红色。而山区森林的树种组成往往更加复杂，不同树种的色素特征、变色时间和生长环境相互叠加，便可能形成丰富的色彩层次。

当然，城市与山区并不存在绝对的颜色差异。具体呈现什么样的秋色，还要看当地种植或生长了哪些树、当年的天气如何，以及树木所处的微环境。

更有意思的是，树叶在落下之前，也并不是简单地走向衰败。

在叶片衰老过程中，树木会尽可能回收其中的氮等营养物质，将它们转运到枝干、根系等部位，为之后的生长储备资源。叶片逐渐改变颜色，正是这个复杂过程中的一部分。

弗雷德里克·埃德温·丘奇，《秋林》，约1870年

图片来源：Smithsonian Design Museum

至于花青素为什么会在一些树种的秋叶中积累，目前仍有不同的科学解释。研究者提出，它可能帮助叶片应对衰老期间的强光和氧化压力，也有假说认为红色可能影响某些昆虫的取食或产卵行为。但这些解释并不能简单套用到所有树种身上。

一片秋叶的颜色，既记录着植物对季节变化的响应，也反映着树种自身的生理特征。

1.https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&ar_id=741978

2.https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?ar_id=270037&business_type=100&classify=0#1

3.https://paper.people.com.cn/rmrb/html/2023-12/07/nw.D110000renmrb_20231207_5-14.htm

4.https://www.smithsonianmag.com/science-nature/watch-leaves-change-color-matter-of-seconds-180972903/

作者：蝌蚪君

审核：刘颖 李培元 张超 杨柳

审核专家：史军 中国科学院植物学博士 正高级研究馆员

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