火红的枫叶、金黄的银杏，可以说是北京秋天里的一道亮丽风景了，然而近些年来，不少人都有感受：枫叶红得似乎越来越晚了，银杏树叶也落得越来越迟了，这是为什么呢？

为什么树叶到了秋天会变色掉落？

大多数植物的叶子在春夏季节都呈绿色，这是因为叶子中含有大量的叶绿素。叶绿素是光合作用的关键物质，它能够吸收光能，将二氧化碳和水转化为植物生长所需的有机物和氧气。随着秋天的到来，日照时间逐渐缩短，气温逐渐降低，植物感受到这些环境变化后，自身也会发生相应改变。

叶绿素生物合成途径

此时，叶绿素的合成速度减缓，同时分解速度加快，叶绿素的含量逐渐减少，而叶子中原本就存在的其他色素，如叶黄素、胡萝卜素等，它们的化学性质相对稳定，受环境变化的影响较小，在叶绿素减少后，这些色素的颜色便显现出来，使叶子呈现出黄色或橘色。

部分植物还会在低温刺激下合成花青素，当细胞液呈酸性时，花青素与糖类结合形成红色色素。与其他树叶相比，枫叶中花青素的合成机制更为活跃，这使得枫叶在秋天能够呈现出独特的红色，使其与其他变黄的树叶形成鲜明对比。

香山枫叶

叶片脱落则是植物为过冬准备的“节能模式”。短日照和低温会触发植物体内脱落酸的合成，这种激素促使叶柄基部形成离层——一种由分解酶破坏细胞壁中层（果胶质）形成的特殊结构。离层形成后，叶片与树枝的连接变得脆弱，最终在重力或风力作用下脱落。

大气氮沉降如何影响树叶变色？

近期，中国科学院地理科学与资源研究所研究发现大气氮沉降在调控秋季叶变色期方面具有不可忽视的作用。

大气氮沉降

指大气中的活性氮通过干沉降和湿沉降落到地表的过程。其中，干沉降是指通过气体吸收、颗粒吸附等方式直接沉降到地表，而湿沉降则需经过降雨、降雪等降水过程。

巢湖氮沉降（来源）示意图

如何影响树叶变色期？

氮沉降水平的上升整体上延迟了植被的叶变色期，这是因为氮是植物生长关键营养元素，氮沉降升高会提高环境中氮的可利用性，为植物生长提供更多养分支持，这样一来，植物叶片会长得更多、更大，进而减缓叶绿素降解，延迟叶片衰老。

至于具体的调控机制，研究提出并验证了三条潜在的路径假设：

（1）氮沉降通过增加叶面积并减缓叶绿素衰退速度，从而推迟叶变色期；

（2）氮沉降的“施肥效应”提升了植被生长期的固碳水平，若年累积固碳已达稳定阈值，则可能促使叶变色期提前；

（3）氮沉降可能加速蒸腾作用，造成水分流失，进而加快叶变色过程。

影响树叶变色的其他因素

全球变暖

随着全球气候的逐渐变暖，秋季的平均气温有所上升。研究表明，温度是影响树叶变色和衰老的关键因素之一，当秋季温度较高时，树叶的光合作用和新陈代谢仍能维持在相对较高的水平，这就延缓了叶绿素的分解和其他色素的显现过程，从而导致叶片颜色变化的时间推迟。

秋季雨水量

适量的降水有助于维持植物的水分平衡，保证植物的正常生理活动，但如果秋季降水过多，会导致土壤水分含量过高，影响植物根系的呼吸和对养分的吸收，进而影响植物的生长和色素合成。相反来看，如果秋季降水过少，出现干旱的情况，植物会为了减少水分蒸发而关闭气孔，这就会影响光合作用的进行，也会对色素的合成和转化产生不利影响。

光照时间

除了全球变暖和秋季雨水量外，光照时间也是影响树叶变色的重要气象因素。秋天日照时间的缩短是触发树叶变色机制的重要信号，当白天时间逐渐缩短，植物感知到这一变化后，会启动一系列生理反应，促使叶绿素分解和其他色素的合成。