树叶飘落，哪面朝上（shàng）？背后（hòu）的（de）奥秘，专家（jiā）告诉你（nǐ）

初冬时（shí）节，片片落叶为（wéi / wèi）大（dà）地（dì）铺上（shàng）地（dì）毯。欣赏落叶美景时（shí），有（yǒu）心人（rén）会（huì）发现：一些落叶正面向上（shàng），一些落叶却背面朝天（tiān），其中（zhōng）蕴藏着植物生（nián）理与空气动力学的（de）秘密。

落叶是（ shì）植物为（wéi / wèi）了适应环境变化而（ér）主动选择的（de）一种生（nián）存策略。入秋后（hòu），随着日照时（shí）间的（de）减少和（hé）气温的（de）降低，许多植物通过（guò）精确调节其内部激素的（de）水平和（hé）分布，来（lái）实现叶片与树木的（de）分离。

叶片的（de）生（nián）理特性是（ shì）影响落叶朝向的（de）因素之（zhī）一。植物叶片的（de）两面构造不（bù）同：叶片的（de）正面，紧贴上（shàng）表皮的（de）一至数层圆柱状薄壁细胞排列紧密，被称为（wéi / wèi）栅栏组织，紧实度高，其中（zhōng）含有（yǒu）较多的（de）叶绿体，能（néng）够高效地（dì）进行（xíng）光合作用。当失去（qù）水分时（shí），栅栏组织细胞变得更加紧密，难以（yǐ）伸展，叶面卷曲成凹形；叶片背面，细胞形状不（bù）规则，含叶绿体较少，排列疏松，被称为（wéi / wèi）海绵组织，主要（yào）提供水分和（hé）营养，保障光合作用顺利进行（xíng）。失水时（shí），海绵组织易拉伸，叶背会（huì）保持微凸的（de）状态。所以（yǐ），许多落叶会（huì）呈现出（chū）向内卷曲的（de）特点。

当叶片飘离枝头，在（zài）重力作用下（xià）坠落地（dì）面。有（yǒu）观点认为（wéi / wèi），叶片的（de）正面因密度大（dà）而（ér）更容易朝下（xià）着地（dì），但事（shì）实真的（de）如此吗？研究表明，叶片的（de）下（xià）落过（guò）程并非简单的（de）直线下（xià）落。因为（wéi / wèi）叶片形状并非完全对（duì）称，加之（zhī）空气阻力差异、涡流和（hé）风等因素影响，叶片以（yǐ）翻滚和（hé）旋转的（de）复杂运动形态下（xià）落。虽然叶片存在（zài）内部结构差异与外在（zài）形态变化，在（zài）一定程度上（shàng）影响着叶片的（de）飘落状态，但旋转动能（néng）和（hé）空气阻力才是（ shì）决定叶片在（zài）下（xià）降过（guò）程中（zhōng）朝向的（de）主要（yào）因素。因此，在（zài）静态条件下（xià）（如无风环境），叶片也（yě）会（huì）不（bù）停旋转，落地（dì）时（shí）哪面朝上（shàng）通常呈随机分布状态。

在（zài）特定环境中（zhōng），落叶朝向会（huì）出（chū）现偏向性。风速较高时（shí），例如公路上（shàng）有（yǒu）车辆行（xíng）驶或林间小路上（shàng）有（yǒu）人（rén）活动时（shí），会（huì）产生（nián）气流，让落地（dì）的（de）叶片继续移动甚至翻转。相比而（ér）言，凹面朝下（xià）的（de）叶片更稳定，因为（wéi / wèi）它消减了更多的（de）空气阻力，并且其形态使受力分布更均匀，不（bù）易被再次吹动或翻滚。最终，凹面朝下（xià）的（de）状态占据主导地（dì）位。而（ér）在（zài）无风的（de）森林深处或静止的（de）水面上（shàng），叶片的（de）朝向更多是（ shì）空中（zhōng）随机翻滚的（de）结果，正面和（hé）背面朝上（shàng）的（de）比例接近相等。

由此可（kě）见，落叶朝向是（ shì）植物生（nián）理与物理规律共同作用的（de）结果。植物的（de）落叶机制赋予叶片初始状态，而（ér）空气动力学决定了叶片在（zài）空中（zhōng）的（de）运动轨迹，环境条件则进一步决定了地（dì）面落叶的（de）最终状态。

当你（nǐ）在（zài）林间漫步，不（bù）妨驻足观察地（dì）上（shàng）的（de）落叶，它们（men）无声地（dì）讲述着植物的（de）生（nián）存智慧与空气动力学的（de）奥秘，也（yě）提醒我（wǒ）们（men），每一片落叶都有（yǒu）值得探究的（de）科学问题。

（作者为（wéi / wèi）中（zhōng）国（guó）科学院植物研究所高级工程师，本报记者施芳采访整理）