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北京的秋天向來絢爛,京西一帶更是如此,其中最有名的當屬香山紅葉。香山紅葉有時候泛指香山及其附近所有秋季葉片能夠變紅的植物,包括多個樹種,五角楓、三角楓、雞爪槭、紫葉李等彩葉植物都是香山紅葉景觀中不可缺少的樹種,而大多數場合特指黃櫨。出演香山秋色這場美景的主角當屬黃櫨。
黃櫨爲何如此紅豔呢?中國科學院植物研究所的王亮生研究員研究植物花和葉的顏色形成機理多年,他主持了北京市自然科學基金資助項目“香山黃櫨紅葉的成色機理研究”,揭示了香山黃櫨爲何“紅豔”的祕密。
黃櫨屬於漆樹科黃櫨屬植物,爲多年生落葉灌木或小喬木。香山黃櫨又稱爲“紅葉”或“西山黃櫨”,是黃櫨的一個變種。
人們都知道,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1種花青素苷、17種黃酮醇苷和多種類胡蘿蔔素。花青素苷是一類天然色素,由花青素苷元與糖結合而成。花青素苷元與不同種類的糖結合,能夠形成種類繁多的花青素苷。香山黃櫨中僅僅含有唯一的花青素苷,即矢車菊素3—O—半乳糖苷,它是其葉片呈現紅色的主要色素。黃櫨葉片能呈現出紅色就是葉綠素降解後,矢車菊素3—O—半乳糖苷含量上升的結果。
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鍵酶的活性以及調節光合與呼吸速率的強弱,影響碳水化合物的積累,進而調節葉片中花青素苷的合成。而且許多彩葉植物要在較低的溫度下或一定的高、低溫循環才能表現出最佳色彩。對於黃櫨來說,在晝/夜溫度爲17/9℃循環的條件下,葉片可以積累高濃度的花青素苷,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苷或胡蘿蔔素的生成,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豔美麗,而位於山底光照不足的植株,其葉片上會摻雜不同程度的綠色,看上去就不那麼可人了。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。
要獨佔紅葉美景鰲頭,香山黃櫨光紅還不行,還要豔!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和亮度。根據王亮生的研究,在香山黃櫨葉片的顏色由綠轉紅的過程中,黃酮醇苷一直呈現上升趨勢,因此黃櫨的紅就會像豔麗的晚霞。