【精彩封面故事】變色葉植物的奧秘

【作者】 文_Doris、王麗莎、吳歆宜、麥翔雲、白宜平/旅讀中國、柯炳鐘

2020-09-03

 

秋日將至,又到了賞「紅葉」的季節,在驚嘆滿山紅遍,層林盡染的風景之前,先讓我們來個行前學習,了解變色葉植物的奧秘,一起探索大自然的調色盤。

 

1. 神奇的變色葉家族?

變色葉植物,泛指所有會隨季節、氣候變化葉片顏色的植物,主要長於溫帶地區,以秋季會變紅、變黃的「紅葉」們最具觀光吸引力。每到秋季由楓葉領銜,在各國掀起追紅葉的熱潮,在日本更孕育出獨特的「紅葉狩」文化。

2. 臺灣代表性變色葉植物?

臺灣雖位處相對低緯,卻因高山地形多,成為孕育變色葉植物的沃土,統計共有卅四種、其中十六種為原生變色葉植物,與溫帶國家相比毫不遜色,以山毛櫸、楓香、青楓、紅榨槭以及山漆等五種最具觀賞價值。近年則有落羽松崛起,不少縣市紛紛搶種,竄出許多美麗的落羽松秘境。

3. 綠葉為何需要轉紅?

從嫩綠的新芽,到枯黃的凋零,多數的植物變色,是為了在冬季減少水分散失、防止寒害的自然生理機制,是一種自我保護的行為。但也並非所有的植物在掉葉前都會變色,有些熱帶、亞熱帶的常綠喬木,就是以常綠的姿態落葉。

4. 樹葉變色的化學原理?

植物變色的過程,其實是一連串精密的化學反應,可分為內部因素與外部因素。樹葉擁有各種色素,在不同的季節,這些色素的含量有所變化,而導致樹葉顯示不同的顏色。例如春夏之際,葉綠素的含量最豐富,使得葉片呈現綠色;秋天時葉黃素、胡蘿蔔素、花青素占上風,葉子即變黃色、橙色、紅色。到了冬天,所有色素都已褪盡,只剩丹寧,所以枯葉都是褐色的。

5. 為何有些樹葉變黃、有些變紅?

雖然都名為紅葉,但樹葉變黃、變紅的機制有所不同。原先樹葉中即存在胡蘿蔔素、葉黃素;入秋後,天氣變冷,葉綠素變少,樹葉裡的類胡蘿蔔素、葉黃素占優勢,葉子便呈現黃色、橙色。然而花青素並非一開始便存在於葉片中的色素,它是植物入秋冬之際,生理活動遲滯,葉片產生的醣類化合物無法運回根部,逐漸累積在葉片後再合成的產物,並且要再遇酸才呈現紅葉,但並不是每種植物都可合成花青素,因此才有了黃葉與紅葉的分別。

6. 葉綠素可用於光合作用,花青素能幹嘛?

秋天時植物的養分已經很吃緊了,為什麼植物要把寶貴的醣類轉為花青素呢?其實花青素的功能可神奇了,可防曬、可驅蟲。它的防曬功能可保護葉綠素,藉此存留於上在樹枝上的葉子,而持續獲取養分。亦有研究認為,花青素有助於驅蟲,因葉片轉紅,會讓部分昆蟲判別為有毒或難吃,可減少樹葉被昆蟲產卵或吞食的風險。

7. 樹葉變色的外部因素是什麼呢?

樹葉變色的外部因素就是氣候因素,溫度、光照、濕度都會交互影響。涼爽的氣溫、熾烈的陽光,與晝夜溫差的加大,都會加速葉綠素的分解,而乾燥的天氣能增加醣類的濃度,這些都有助於花青素的形成,研究指出,低於八度,甚至五、六度的溫度,紅葉的顏色會更加漂亮。如果晝夜溫差達十五度,也會加速綠葉轉紅。

通常愈高海拔,愈高緯度的地區,會越快進入紅葉季節。海拔越高,落葉前的色彩越濃艷。中海拔地區則可看到較多種類的變色葉植物,但變色不若高海拔艷紅。以同一樹種來看,樹冠與受光的枝條,葉片會率先變紅。然而過低的溫度,會破壞葉子中的色素,因此若霜害來臨,會加速紅葉期的結束。

8. 樹彩林最佳觀賞時機?

楓葉變紅的程度與日照、氣溫、乾旱、緯度、海拔息息相關,需要在恰當的時間安排適當的地點,並且祈禱合適的天氣降臨。一般而言,建議選擇秋冬交替,日夜溫差十五度以上,寒流來襲後的三、四天,正是轉紅的好時機,而出現紅葉後約二十到廿五天為最佳觀賞時期,但具體仍需依個別植物的特性而定。

以日本為例,約九月上旬,變色葉植物會從最北部的北海道、東北地區開始轉紅,一天約以二十公里速度緩慢往南方移進,約在十一月底十二月初染紅九州,花期約五十到六十天不等。

而在臺灣,若是選在深秋約十一月時爬山,依海拔由低往高,有機會觀賞同一種變色葉植物從綠葉繁盛、由黃轉紅、半掛樹上(凋零中)、枯枝落葉等不同階段的林相。

9. 追紅葉也要看風水?地點怎麼選?

除了看天氣,追紅葉也要看風水、搶好位,雖然平地也有楓葉,但因為日夜溫差太小,不會轉紅,高海拔的山區才是賞楓的好選擇。而到了山裡,賞楓位置也有學問,盡量找位於陵線,北風吹得到樹的區域。

 

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