秋如何改变中国？

能量总动员

文章经公众号“星球研究所”授权转载

在文学家眼中

“秋”是一个伤时感怀的季节

在地理学家看来

它却是一场“蓄谋已久”的能量总动员

能量驱动着风云流散、草木变色

驱动着田地间硕果累累

同样驱动着动物们疯吃猛长

候鸟们振翅高飞

如同一场巨变席卷大地

（秋色席卷大地艺术想像，制图@张靖&王朝阳/星球研究所）

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Ⅰ

起源

1.5亿千米外

太阳持续不断地向地球输送能量

相当于每秒燃烧4000万吨煤炭

或是5200万座三峡电站同时满负荷运行

（地球公转示意，视频源自@Vsauce/thecuriositybox.com）

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然而

能量的接收者地球

却未能将这些能量平均分配

而是在不同区域间出现了巨大的“贫富差距”

它是一个球体

在阳光垂直照射的区域

单位面积接收的能量最多

在阳光倾斜照射的区域

单位面积接收的能量相对较少

（1月份太阳光照示意，此时为南半球夏季，视频源自@California Academy of Sciences）

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此外

太阳的雨露恩泽来临时

地球并没有“端正态度”“正襟危坐”

而是以23.5°角歪斜着身子

于是随着地球的公转

阳光垂直照射区域在南北纬23.5°之间移动

在我们的感知中便形成了

春夏秋冬，四季轮回

（四季形成示意，视频源自@Planetary Science Institute）

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其中

每年9月23日前后（秋分）

太阳垂直照射赤道

北半球所获得的能量相比夏季显著下降

按照天文学的标准

我们今天文章的主角

秋

便登场了

（北半球秋季形成示意，视频源自@California Academy of Sciences）

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在中国

秋的势力

将至少影响87%的土地

（中国四季类型分区，依据林之光《中国气候》，制图@王朝阳/星球研究所）

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一方面

能量的减少制造出了一个宜人的季节

四季之中

秋季风力最小、水汽蒸发较少

天空中总云量相比夏季下降

白云比例却得到提升

如丝如缕、淡薄高远

人们谓之秋高气爽

（北京长安街秋分悬日，摄影师@李睿）

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更显著的是

大气通透性、洁净度提升

无论是白天的云朵、蓝天

还是夜晚的月亮、星辰都无比清晰

如诗词中所言

（李白《秋风词》）

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“秋风清，秋月明”

（2018年9月24日北京中秋月，摄影师@宋佳音）

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秋季的降水也大为减少

河流没有了夏季泥沙俱下的滚滚雨洪

却得到了洁净地下水补给

因为土壤早已被夏季充沛的雨水“喂饱”

此时河水是如此清澈

清澈到可以媲美美女的眼眸

古人称之为秋水、秋波

（秋季九寨沟，摄影师@张坤琨）

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另一方面

能量的减少也影响到了生命的存亡

一场铺天盖地的能量保卫战即将打响

Ⅱ

能量保卫战

这些生命便是

落叶植物

它们收到了能量减少的信号

已经准备“收缩战线”

即抖落身上的全部叶片

但辛苦长出的叶片怎能白白丢弃？

能量回收势在必行

落叶植物们开始分解叶片中的叶绿素

这是植物进行光合作用的主要色素

它吸收阳光中的红色光、蓝色光

而将绿色光反射出来

使叶子呈现出绿色

（梵净山鹅掌楸，摄影师@何雄周）

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当叶绿素被分解

叶子的绿色越来越浅

之前被叶绿素掩盖的另外两类光合色素

便显露了出来

一种是橙黄色的胡萝卜素

一种是黄色的叶黄素

于是

落叶植物们变得一片金黄

“金秋”诞生了

（请将手机横屏观看，坝上草原，摄影师@贝城）

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典型的叶色变黄植物包括

生长在西北干旱地带的

胡杨

（额济纳胡杨林，摄影师@朱金华）

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被人工广泛栽种的古老孑遗物种

银杏

（秦岭山下千年古银杏，摄影师@韩飞）

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树干灰白挺立的白桦

在大兴安岭它与常绿的樟子松交替出现

黄绿相间

（白桦，内蒙古根河市大兴安岭，摄影师@李程光）

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除了胡萝卜素、叶黄素

一些落叶植物在回收能量时

还会产生一些新的色素

如花青素

它在偏酸性的细胞液中呈现红色

于是

秋天在黄色之外

又多了红红火火的红叶

（新疆克拉玛依的红叶，摄影师@罗铭）

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最有名的红叶

当属因树脂有香气而得名的枫香

枫香在中国南方分布广泛

文人雅士多有歌咏

“停车坐爱枫林晚，霜叶红于二月花”

指的便是枫香树

（枫香，江西婺源石城程村晨曦，摄影师@石耀臣）

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槭属的许多树种也被人们习惯称为“枫树”

如元宝枫、五角枫等

位于内蒙古的代钦塔拉

红色的五角枫散布在草原上

一朵朵、一簇簇

（代钦塔拉五角枫，摄影师@李昂）

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高大的落羽杉原产于北美

目前在中国大量引种

多生长在水网地区

（安徽宁国青龙湾落羽杉，摄影师@蒋凌翔）

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北京的香山红叶则主要是

近代人工造林的黄栌

它耐干旱、贫瘠

非常适合北京的自然条件

（香山红叶，图片源自@VCG）

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黄色、红色

还有常绿植物的绿色

三种颜色共同构成了秋色家族

大地由此变换了色彩

它们美化道路

（南京紫金山秋色，摄影师@朱金华）

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簇拥建筑

（南京美龄宫，摄影师@朱金华）

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塑造城市

（杭州浴鹄湾，摄影师@姚璐）

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点缀山谷

（秦岭太洋公路附近，摄影师@朱金华）

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铺陈于极高山脚下

（央迈勇，摄影师@李贵云）

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最动人的则是与水辉映

营造出色彩斑斓的火山天池

（大兴安岭布特哈天池，摄影师@杨孝）

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也可以让原本单调的沙漠世界

变得多姿多彩

（新疆塔里木河尉犁段，摄影师@王汉冰）

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植物们回收了能量

也渲染了大地

与此同时

更多的能量也汇集起来

准备创造出地球上最高能、最诱人的“成果”

Ⅲ

能量大丰收

随着秋季能量的减少

一年生的草本植物会逐渐枯死

（雅拉雪山下枯黄的草地，摄影师@曾诚宇）

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但是生命并不会终止延续

因为植物们已经将能量转移到了新的地方

种子

种子不畏寒冷

甚至可以存活数十年

待来年春暖花开

又是一株蓬勃的生命

对于人类而言

种子提供了一场能量大丰收

它们种类众多

包括新疆甘肃等地秋季收获的春小麦

（新疆伊犁河谷的春小麦，春种秋收，比内地收获时间要晚，收获完成后的秸秆也会被收集起来，可用作牲畜饲料；摄影师@赖宇宁）

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青藏高原上的青稞

（日喀则秋收，摄影师@贾纪谦）

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特别值得一提的是水稻

中国水稻种植面积高达30万km²

相当于3个浙江省

（土楼旁的水稻梯田，龙岩市永定区，摄影师@张炜）

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每年秋季

南方的晚季稻成熟

无数农家满载而归

将这些稻谷转化为餐桌上的美食

为成千上万人的生活提供能量

（农民装载稻谷去稻场，湖北襄阳，摄影师@叶强)

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另一种神奇的一年生草本植物玉米

于明代中后期才进入中国

非凡的适应能力

让它在短短数百年间

播种面积和产量超过水稻、小麦

成为中国粮食作物之王

从西北甘肃

（玉米，甘肃省平凉市泾川县，摄影师@左雪兰）

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到西南贵州

（玉米，贵州凯里，摄影师@项新平）

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再到东部山东

玉米养活了从明清时起就激增的中国人口

（山东诸城市栗行村，人们在房前晾晒玉米，红瓦黄谷，摄影师@王泽东）

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与一年生植物不同的是

许多二年生及多年生植物的地上部分

虽然在寒冷季节同样枯萎

但它们却将能量转移到了地下

地下的茎或根储藏大量营养物质

由此变得肥厚多汁

可供来年生长发育时需要

植物学上称为变态茎、变态根

萝卜、胡萝卜、红薯、土豆、洋葱

皆属于此类

（拉萨曲水土豆秋收，摄影师@李珩）

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这些大块头的茎根

就像一个个能量储钱罐

同样是人类的粮仓

（刨洋葱是个手工活，2018年9月中旬拍摄于甘肃金昌双湾镇，摄影师@刘忠文）

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而让中国人的饮食更加有滋有味的任务

则由一年生的木本植物辣椒完成

它的一部分器官生长膨大

将种子包裹其中

形成果实

辣椒的果实以辣味刺激人的味觉

自从传入中国

便让云贵川湘陕等地的人们难以抗拒

它赋予人们的能量

如同它的外表一样红火

（辣椒，陕西省陇县，摄影师@左雪兰）

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作为一种调味品

辣椒在中国的年产量居然高达数千万吨

占世界总产量的近一半

（新疆晒辣椒，摄影师@王汉冰）

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果实一方面可以给种子更多保护

一方面还需要吸引动物们食用

从而获得更多的传播繁衍机会

因此在秋季

多年生的木本植物们不惜花费“血本”

将大量营养物质注入果实

在味道上争奇斗艳

动物和人类都因此大饱口福

包括苹果

（新疆苹果，摄影师@赖宇宁）

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桔子

（桔子，浙江永康方岩镇，摄影师@项新平）

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红枣

（新疆红枣，摄影师@赖宇宁）

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这些果实不但丰富了中国人的饮食

还产生了一种无形的跨地域文化

以柿子为例

它只是一种最平凡不过的果实

却既可挂满甘肃人的枝头

（柿子，甘肃省平凉市泾川，摄影师@左雪兰）

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也能吸引山东人攀上高枝

（柿子熟了，山东，摄影师@朱金华）

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还能点缀安徽人的粉墙黛瓦

（安徽塔川，摄影师@陈国曦）

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摆满广西人的庭院

（广西恭城，摄影师@邓飞）

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装饰福建人的土楼

（柿子，福建土楼，摄影师@陈永诚）

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陪伴浙江人的童年

（柿子，浙江永康市塘先镇，摄影师@项新平）

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人人笑逐颜开

（浙江永康市舟山镇，摄影师@项新平）

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这一切都是因为

柿子的红火

柿子的喜庆

柿子的能量

（柿子，甘肃省平凉市泾川摄影师@左雪兰）

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收获了种子、收获了根茎、收获了果实

于是人类又有了一个新的活动

晒秋

红的、黄的铺满屋顶

成串的、成捆的挂满房檐窗边

这是数千年以来

中国人最满足、最幸福的时刻

（婺源晒秋，摄影师@罗铭）

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当有了充足的能量

新的家园逐渐清晰在望

Ⅳ

新家园

动物们在秋季疯吃猛长

体重达到一年中的高点

是为“秋膘”

（新疆阿尔泰山的牛马，摄影师@赖宇宁）

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为了躲避严寒

一些动物会在吃饱喝足后

转移到新的家园

（坝上草原的羊群，摄影师@一诚）

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每年9月到10月上旬

一场秋季生命大迁徙

在新疆阿尔泰山准时上演

数十万牛羊从山脉深处涌出

沿着崎岖山道赶往平原地带

（阿尔泰山秋季转场，摄影师@赖宇宁）

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候鸟们也完成了脂肪积累

脂肪比例甚至可以达到体重的50%

如此高的体脂率

是因为它们将从北方家园出发

沿着数条南北通道长途跋涉

奔赴南方越冬地

（中国候鸟南北迁徙通道，依据张孚允/杨若莉《中国鸟类迁徙研究》，绿色为中国重要湿地集中分布区，制图@王朝阳/星球研究所）

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它们每天飞行6-8小时

时速30-70千米

迁徙距离从几百到上千千米不等

体重耗损可能高达14%-27%

（青海大天鹅，摄影师@徐永春）

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为了补充能量

大多数鸟类会中途寻找落脚点降落取食

中国东部的滨海湿地、长江中下游湿地

以及西部青藏高原上的河流、湖泊

都是它们的最佳选择

（甘肃肃州区三墩镇湿地，摄影师@张世宏）

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还有不少鸟类

会选择飞越大海或沙漠腹地

因为途中食物有限

它们往往需要马不停蹄地完成整个迁徙

（内蒙古小天鹅，摄影师@徐永春）

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迁徙中

鸟类的飞行高度多数低于1000米

（青海棕头鸥，摄影师@徐永春）

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大型鸟可以达到

3000-6300米

（黑颈鹤，摄影师@彭建生）

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个别种类可以达到9000米

蓑羽鹤、黑颈鹤、斑头雁等

都有飞越喜马拉雅山脉的记录

（请将手机横屏观看，蓑羽鹤，内蒙古克什克腾旗，摄影师@徐永春）

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以斑头雁为例

它们体内的血红蛋白可以与氧迅速结合

承受仅有海平面30%的氧气浓度

每年9-10月

它们成群结队飞越珠穆朗玛峰

这是其他众多地球生命难以企及的高度

（斑头雁，纳帕海，摄影师@彭建生）

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能量驱动着鸟类完成迁徙

它们没有卫星导航定位

仅依靠日月星辰、地面标志、磁场风向

就可以准确地到达目的地

于是

在中国秋季的天空中

你可以看到单飞的猛禽

（刚收获猎物的大鵟kuáng，部分迁徙，摄影师@徐永春）

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也可以看到比翼双飞

（赤麻鸭内蒙古达里诺尔，摄影师@仇梦晗）

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还可以看到

雁、鸭、鹤等最喜欢排列的“人”字形

（蓑羽鹤南飞，河西走廊，摄影师@仇梦晗）

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或者一条绵延不绝的长链

（鸿雁，内蒙古，摄影师@徐永春）

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数量可以成百上千

无比壮观

（蓑羽鹤，摄影师@赖宇宁）

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Ⅴ

总之

大地变色、人类丰收

动物们奔向新的家园

中国之秋如此丰富、如此恢宏

它不萧瑟、不寂寥

它是一场元气满满的能量总动员

（辣椒，甘肃金塔，摄影师@张世宏）

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P.S.  主要参考文献：Frederick K. Lutgens《气象学与生活》、王文和/关雪莲《植物学》、蔡庆生《植物生理学》、余树勋《园林秋色秋景植物及配置》、郑光美《鸟类学》、张孚允/杨若莉《中国鸟类迁徙研究》、任继周《中国农业系统发展史》

P.P.S.  星球研究所长期招聘地理、地质、城市规划、天文、历史、考古、生物、建筑等各领域撰稿人，以及视频编辑、设计师、图书策划、商务策划等

...  The End  ...

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