北京的秋天向來絢爛，京西一帶更是如此，其中最有名的當(dāng)屬香山紅葉。從“霜葉紅于二月花”到“小楓一夜偷天酒”耳熟能詳?shù)脑娋?/span>,及至霜秋、滿山火紅，層林浸染間上演著寂靜冬日之前的最后繁華。這生如夏花般的紅葉，究竟是為何如此艷麗而令人傾倒的呢？
中科院植物研究所的王亮生副研究員研究植物成色機理多年，他主持了北京市自然科學(xué)基金資助項目“香山黃櫨紅葉的成色機理研究”，揭示了香山黃櫨為何“紅艷”的秘密。
西山紅葉的主角——黃櫨
秋天一些落葉植物，比如槭樹科槭屬植物和大戟科的烏桕會在落葉前變成紅色。香山紅葉包括了8個科14個樹種，總株數(shù)達10萬余株，五角楓、三角楓、雞爪槭、紫葉李、柿樹、銀杏、欒樹、小檗、五葉地錦等彩葉植物都是西山紅葉景觀中不可缺少的樹種，但出演這場美景的主角卻當(dāng)屬——黃櫨。
黃櫨屬于漆樹科黃櫨屬，為落葉灌木或喬木植物。我國生長的黃櫨是紅葉變種，與原產(chǎn)匈牙利和捷克斯洛伐克的原變種不同之處在于葉兩面及花序披柔毛。黃櫨除了它那可供觀賞的紅色葉片，還有其它可供八卦的地方。黃櫨花落后（六七月份），不孕花的花梗像落在樹梢的紫紅色羽毛，成片的黃櫨連在一起就宛如萬縷羅紗繚繞林間，黃櫨的另一個俗稱“煙樹”因此而得。黃櫨木材為黃色，在古代是作黃色染料。有的學(xué)者認為，古代皇袍的顏色就是用黃櫨來染，但這一說法還有待考證。
葉子為什么這么紅
人盡皆知，葉片因含有葉綠素顯綠色，但葉片中其實還含有其他色素，黃櫨葉片中除了葉綠素外還含有花青素、黃酮醇苷和類胡蘿卜素�；ㄇ嗨厥且活愄烊簧�，由花青苷元與糖結(jié)合而成。花青苷元與不同種類的糖結(jié)合，形成了種類繁多的花青素。黃櫨葉片能呈現(xiàn)出紅色就是葉綠素降解后，花青素含量上升的結(jié)果。王亮生說：“光照、溫度、水分、土壤等條件都會影響到黃櫨葉色的變化，其中溫度和光照是最主要的因素。”
溫度可以通過影響色素合成途徑中關(guān)鍵酶的活性以及調(diào)節(jié)光合與呼吸速率的強弱，影響碳水化合物的積累，進而調(diào)節(jié)葉片中花青素的合成。而且許多彩葉植物要在較低的溫度下或一定的高、低溫循環(huán)才能表現(xiàn)出最佳色彩。對于黃櫨來說，在晝/夜溫度為17/9℃循環(huán)的條件下，葉片可以積累高濃度的花青素，從而迅速變紅。
光強同樣會影響葉片的呈色效果。王亮生說，光照一般能促進花青素或胡蘿卜素的生成，光照越強，促進作用越大。黃櫨葉片的紅色受光照的影響就十分明顯。山頂光照充足的黃櫨葉片鮮艷美麗，而位于山底光照不足的植株，其葉片上會摻雜不同程度的綠色，看上去就不那么可人了。不過好在低溫能夠彌補光照的不足，只要等天氣再冷些就能美麗動人。
香山黃櫨主要分布在海拔150—500米之間，不同海拔的植株因為感受到的光照和溫度不同，變色時間也存在差異。香山公園的葛雨萱助理工程師介紹說：“在空間尺度上，高海拔處（564米）的黃櫨變色較早，但紅得快，落得也快，因此比較合適的觀賞期在10月下旬20日至10月28日；而中海拔處的變色時期與高海拔處的相差不多，但紅葉期持續(xù)時間更久，觀賞期也可持續(xù)到11月初。山下低海拔處的黃櫨最晚變色，也是最晚落葉的，比較適合后期觀賞（11月初以后）。”
不僅紅，還要艷
要獨占紅葉美景鰲頭，香山黃櫨光紅還不行，還要艷！這就要依靠葉片中的另一類色素——黃酮醇苷了。這種色素在葉片中含量的上升可以增加葉片的黃色調(diào)和明度。根據(jù)王亮生的研究，在香山黃櫨葉片的顏色由綠轉(zhuǎn)紅的過程中，黃酮醇苷一直呈現(xiàn)上升趨勢，因此黃櫨的紅就會像艷麗的晚霞。通過其他學(xué)者對銀杏葉片的研究發(fā)現(xiàn)，同花青素的合成一樣，光照和溫度對黃酮醇苷的合成影響最大。黃酮醇苷有助于植物抵抗紫外線，因此紫外線強度較大的光照更能增加葉片中黃酮醇苷的含量。同時適當(dāng)?shù)牡蜏睾洼^大的溫差也可促進黃酮醇苷的合成，提高葉片的艷麗程度。
不同植物葉片中的色素組成有所差別，也就造成了秋天繽紛多彩的葉片顏色。紅色或紫色是由于新合成的花青素在葉片內(nèi)積累，如黃櫨、雞爪槭；而變黃的樹葉，如銀杏、楊樹的樹葉中一般沒有花青素的積累或者含量很低，于是葉綠素降解后類胡蘿卜素和類黃酮（黃酮、黃酮醇類色素）的顏色占了主導(dǎo)地位。
其實，就算是黃櫨本身，不同植株的秋葉色彩也是不盡相同的。王亮生說，經(jīng)過多年的觀察，香山公園黃櫨秋葉的呈色主要有“黃”“橙紅”“紫紅”和“紅”4種葉色類型。在變色期，這4種類型的黃櫨葉片中，花青素的含量差異較大，顏色越紅，越深的，花青素含量越高。雖說顏色的差別會增加層次感，景色也更加豐富，但如果黃色過多還是會對紅葉的觀賞效果打點折扣。王亮生及其研究小組發(fā)現(xiàn)，外施乙烯利可以有效的改善黃櫨秋葉的顏色，加深紅色，并且不會使葉片提前脫落，縮短觀賞期。目前，他們也正在研究其它人工改善微環(huán)境、調(diào)節(jié)小氣候來改善葉色的方法。
責(zé)編：微科普