Les feuilles brunissent à l'automne en raison de la détérioration de la chlorophylle, le pigment vert présent dans toutes les feuilles et responsable de l'absorption de la lumière pour la photosynthèse, explique le US Forest Service. Intrinsèquement, les arbres sont conscients que l'approche de l'hiver n'offrira pas assez de soleil ou d'eau pour maintenir leurs feuilles, donc les feuilles tombent et les arbres entrent en dormance.
Lorsque les feuilles de l'arbre brunissent et tombent, l'arbre est en train de suspendre ses fonctions pour l'hiver. Lorsque l'automne s'installe, les jours raccourcissent et la quantité de lumière solaire que reçoivent les arbres diminue. De plus, en raison du manque de pluie pendant les mois d'hiver, la sécheresse a un effet sur la capacité d'un arbre à maintenir ses feuilles. Cette combinaison de manque de soleil et d'eau entraîne l'arrêt de l'activité des veines dans les feuilles. Ordinairement, ces veines sont responsables du pompage des nutriments dans tout l'arbre. Lorsqu'il n'y a pas de nutriments à pomper, les veines se ferment. Lorsque cela se produit, la feuille finit par mourir et tombe de l'arbre. Les feuilles brunes sont plus proches de l'hiver et suivent le feuillage chaud de l'automne. Lorsqu'elles jonchent le sol au pied des arbres, elles agissent comme un engrais entièrement naturel. Lorsque le printemps revient, ces feuilles pourrissent, reconstituent l'arbre et aident à la repousse des feuilles.