地球的颜色正在改变，这不是件好事

梅雪千舟肚

前些天，不少网友说感觉今年的红叶比往年出现得晚了些。无独有偶，据英国广播公司（BBC）报道，今年英国南安普敦郡的橡树林绿色的时间也比往年更长，相比于以前出现红黄色美景的时间，似乎推迟了大约两周时间。

许多研究已经证实，气候变化不仅会影响树叶变色和落叶的时间，还会影响树叶的颜色，它改变了我们眼中的“秋色”。不仅如此，最近的论文还显示，气候变化在更大尺度上改变了地球的颜色：海洋和南极正以惊人的速度变绿。

秋色变了

在一篇 2023 年发表于《景观生态学》（Landscape Ecology）的论文中，美国的研究人员将遥感数据与文献记载相结合，分析了 1950 年到 2021 年间，阿卡迪亚国家公园（Acadia National Park）的秋叶状况。他们发现，与 1950 年相比，如今的秋叶高峰期已经推迟了 9 天左右，接近两周时间。根据未来的气候预测，研究人员推测，到 2060 年，要想在阿卡迪亚国家公园观看红叶，恐怕最佳时间将是 10 月 30 日至 11 月 2 日之间。

1950-2021 年间的秋叶高峰期时间（图片来源：原论文）

所以，究竟是哪些因素导致落叶时间发生了变化呢？研究人员认为，温度和降水都会影响落叶时间。例如，自 1950 年以来，阿卡迪亚国家公园所在地的最低和最高气温平均都已经上升了 1°C 以上；每年温暖夜晚的数量平均增加了 26 天，温暖白天的数量平均增加了 17 天；每年出现“倾盆大雨”的天数平均也增加了 4 天。这些都可能与落叶推迟相关。相应地，一项 2022 年发表于《自然·气候变化》（Nature Climate Change）的研究也表明，如果气候变化带来的不是降雨增多而是干旱，则可能导致叶片衰老提前。

而另一项 2023 年发表于《科学》（Science）的研究则表明，树叶衰老的时间不仅受温度等因素的影响，还会受到树叶生长早期日照时长和光合作用的影响。

该研究显示，气候变暖会对落叶时间产生两种相反的影响。如果是春天的温度较为温暖，那么树叶就会更早发芽，生长发育也会加快。到了秋季，这样的树叶就会更早开始衰老、掉落。温度每升高 1°C，叶片开始衰老的时间平均就会提前 1.9 天。相反，如果秋季温度较高，则会减缓叶片衰老的速度，推迟树叶掉落的时间。温度每升高 1°C，叶片衰老的进程平均就会推迟 2.6 天。

夏至前温度较高，会导致树叶提前开始衰老；夏至后温度较高，会延缓树叶衰老的进程，从而推迟落叶时间。（图片来源：原论文）

除了落叶时间，气候变化也会影响秋叶的色彩。树叶中含有多种色素，除了叶绿素，常见的还有类胡萝卜素和花青素。在树叶开始衰老之前，叶绿素会不断地在树叶中合成和分解，维持在一个很高的水平。因此，即便此时的树叶中也存在类胡萝卜素，树叶看上去也是绿色的。但到了秋季，树叶中的花青素含量急剧增加，叶绿素含量减少，而类胡萝卜素含量基本稳定，树叶便呈现出了各种颜色。

许多因素都会影响花青素的合成。花青素是一种植物在强光照射和体内糖含量较高时会大量合成的分子，成熟的果实往往呈现为更鲜艳的颜色也与此有关。如果白天温暖而阳光明媚，叶片就会大量合成糖分，而如果这天的夜晚也很凉爽，那么糖分就会停留在叶片中，促进花青素合成。在这种条件下，秋叶的颜色往往会更明亮、更红。而如今，气候变化正使得夜晚的温度逐渐升高，因此秋叶也正变得黯淡无光。

海洋绿了

不过，秋叶的颜色变化对于地球而言或许不算什么。毕竟，不是每个地方的树种都会落叶，落叶季也只占一年中的一小部分。然而，许多研究已经表明，根据卫星从太空中捕捉到的数据，海洋的颜色正在以惊人的速度发生变化。

在一项 2023 年发表于《自然》（Nature）的论文中，研究人员分析了过去 20 年中，卫星上的中分辨率成像光谱仪所采集的数据。结果显示，全球 40%的表层海洋正在迅速变绿。特别是在靠近赤道的热带海域，变绿的速度尤其快。这种现象令科学家十分震惊，因为科学家此前虽然已经预计海洋会逐渐变绿，但从未想过速度会如此之快，他们本以为会需要40年甚至更久的时间。

卫星中分辨率成像光谱仪对海洋颜色的测量结果（图片来源：NASA and Joshua Stevens, using Landsat data from the U.S. Geological Survey and MODIS data from LANCE/EOSDIS Rapid Response）

海洋的颜色与其中的浮游植物和藻类有很大关系，这些生物体内富含的叶绿素会呈现出绿色。研究人员推测，海洋变绿可能是因为营养物质在海洋中的分布变了。例如，气候变化导致海洋表层变暖，海洋出现分层，其深层和表层之间的物质交换变少，因此营养物质更难从深层上升至表层。在营养不足的情况下，较小的浮游植物和藻类可能比其他浮游植物更易存活，这可能导致海洋的颜色发生了变化。

南极也绿了

除了海洋，南极洲的颜色变化也十分明显。一项今年 10 月发表于《自然·地球科学》（Nature Geoscience）的研究表明，卫星观测结果显示，由于气候变暖，南极半岛（Antarctic Peninsula）近几十年来出现了普遍变绿的现象：从 1986 年到 2021 年，南极半岛的植被（包括苔藓、地衣、叶苔和藻类等）覆盖面积已经从 0.863 平方千米增加至 11.947 平方千米，35 年内增加了近 14 倍。而且，变绿的速度正越来越快，2016 年之后的绿化速度比之前高出了 30%。

变绿的南极半岛（图片来源：原论文）

1950 年至今，南极半岛的气温已经上升了近 3°C。尽管南极半岛上的大部分植被都是苔藓，但研究人员认为，苔藓的蔓延同时会带来南极半岛表面土壤增加，而这可能会给其他植被的生存奠定基础。更令人担忧的是，由于这里的原生植物此前一直生活在较为稳定的极端环境中，如果其他物种入侵，恐怕本土植物难以在竞争中存活下来。因此，脆弱的南极洲也许会自此发生根本性的变化。

气候变化正在重新塑造地球的生态系统。秋叶颜色变得黯淡、海洋转绿和南极的植被扩展，这些变化看似细微，却是气候变化对自然界广泛影响的缩影。我们眼中熟悉的“秋色”可能已不复存在，取而代之的是一个逐渐变绿的地球。面对这一现实，或许更重要的是，我们如何在欣赏自然的同时，更加珍惜并积极保护这份美丽和脆弱。气候变化并非一个遥远的未来，而是一个我们无法回避的当下。

参考文献

[1]https://www.bbc.com/news/articles/cx2ng2x81ndo

[2]https://link.springer.com/article/10.1007/s10980-023-01703-0

[3]https://www.nature.com/articles/s41558-022-01464-9

[4]https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf5098

[5]https://www.fs.usda.gov/visit/fall-colors/science-of-fall-colors

[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

策划制作

来源丨环球科学（ID：huanqiukexue）

作者丨黄雨佳

责编丨杨雅萍

审校丨徐来、林林

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原标题：《地球的颜色正在改变，这不是件好事》

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来源：科普中国

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