Sức sống của thực vật thật đáng kinh ngạc, đặc biệt là khả năng phục hồi của chúng trước điều kiện khí hậu khắc nghiệt. Khả năng phục hồi này thường được gọi là "sức chịu đựng", tức là khả năng sống sót của cây trong điều kiện phát triển bất lợi, thường liên quan đến biến đổi khí hậu. Độ cứng của cây chủ yếu mô tả khả năng chống chịu của chúng với nhiệt độ khắc nghiệt, chẳng hạn như lạnh, nóng, hạn hán, lũ lụt hoặc gió mạnh. Khả năng này có tầm quan trọng lớn trong nông nghiệp và làm vườn, vì việc lựa chọn giống cây trồng phù hợp có liên quan đến sự cân bằng của toàn bộ hệ sinh thái và sản lượng cây trồng.
Định nghĩa về độ cứng cáp gắn chặt với vị trí địa lý bản địa của cây, bao gồm các thuộc tính như kinh độ, vĩ độ và độ cao, thường được đơn giản hóa thành vùng chịu đựng.
Cây chịu được mùa đông có thể phát triển qua mùa đông hoặc ít nhất là duy trì trạng thái ngủ đông khỏe mạnh. Ngoài các loại cây thường xanh chịu được thời tiết khắc nghiệt, còn có nhiều loại cây trồng cải tiến, bao gồm nhiều loại bắp cải, súp lơ và nhiều loại cà rốt.
Một số loại củ, chẳng hạn như hoa tulip, cần mùa đông lạnh để nở hoa, trong khi những loại khác, chẳng hạn như hoa violet Châu Phi, có thể sống sót qua mùa đông giá lạnh. Để tạo điều kiện cho các khu vườn mùa đông, nhiều loại cây được chỉ định là chịu lạnh, cho phép chúng phát triển trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt hơn.
Cây thân gỗ đối mặt với nhiệt độ đóng băng bằng cách ức chế sự hình thành băng bên trong tế bào sống hoặc bằng cách cho phép nước đóng băng ở những bộ phận của cây không bị ảnh hưởng bởi đóng băng. Nhiều loại cây thân gỗ có thể sống sót ở nhiệt độ xuống tới −40 °C (−40 °F) nhờ cơ chế siêu lạnh, trong khi những loại cây có thể chịu được nhiệt độ thấp hơn sẽ mất nước trong tế bào, khiến nước đóng băng giữa các thành tế bào và tế bào sẽ tồn tại.
Điều quan trọng cần lưu ý là thực vật, ngay cả những loài được coi là chịu lạnh, cũng có thể không sống sót được trong môi trường lạnh nếu không có sự thích nghi.
Tại Hoa Kỳ, hệ thống xếp hạng độ cứng được sử dụng rộng rãi nhất là vùng độ cứng của USDA, dựa trên nhiệt độ trung bình tối thiểu hàng năm. Hệ thống này được tạo ra đặc biệt để tính đến các điều kiện khí hậu đa dạng trên khắp Hoa Kỳ. Một hệ thống khác thường được sử dụng là Hệ thống vùng khí hậu hoàng hôn, phân chia khí hậu dựa trên các yếu tố như lượng mưa, nhiệt độ và độ ẩm.
Ở Anh và Tây Âu, do ảnh hưởng của khí hậu biển, phạm vi nhiệt độ tương đối hẹp nên các tiêu chuẩn đánh giá khả năng chịu lạnh có mục tiêu cụ thể hơn đã được phát triển để tạo điều kiện thuận lợi cho việc lựa chọn và trồng cây trong điều kiện khí hậu thay đổi.
Các loại cây chịu lạnh không chỉ quan trọng về mặt sinh thái mà còn quan trọng về mặt giá trị kinh tế. Nhìn chung, các loại cây khỏe mạnh có thể chịu được nhiều loại nhiệt độ khắc nghiệt và môi trường khắc nghiệt trong khi ít cần chăm sóc, khiến chúng trở thành lựa chọn tuyệt vời cho sản xuất nông nghiệp. Ví dụ, các loại cây như cây ngưu bàng và cây dâu tằm có khả năng thích nghi tốt và đã trở thành những loại cây trồng quan trọng về mặt tài chính.
Khi thảo luận về khả năng chịu lạnh, khả năng chịu đựng các yếu tố khí hậu khác thường bị bỏ qua. Ví dụ, khả năng chịu nhiệt và chịu hạn đều là những vấn đề đáng quan tâm. Cây nhiệt đới có thể phát triển trong môi trường nóng và một số cây có thể sống sót trong môi trường có ít nước.
Cơ chế chịu gió vẫn cần được khám phá thêm vì gió không chỉ gây ra ứng suất cơ học mà còn khiến cây lạnh hơn và khô hơn.
Khả năng làm cứng của cây liên quan đến sự căng thẳng mà chúng trải qua trong mùa sinh trưởng. Nếu sự căng thẳng quá lớn, khả năng chịu đựng cái lạnh của mùa đông của cây có xu hướng giảm. Sự biến động nhiệt độ mạnh do biến đổi khí hậu cũng có thể ảnh hưởng đến sự sống còn của cây.
Vậy, khi đối mặt với biến đổi khí hậu và những thách thức mà nó mang lại, chúng ta nên lựa chọn và trồng những loại cây trồng phù hợp hơn như thế nào để bảo vệ và phục hồi môi trường sinh thái?