Khi con người phải đối mặt với cuộc khủng hoảng biến đổi khí hậu, khả năng sinh tồn của thực vật là đặc biệt quan trọng. Khả năng phục hồi và khả năng thích ứng mà chúng thể hiện ở những vùng khí hậu khắc nghiệt khiến chúng ta tự hỏi: Chúng phải đối mặt với những điều kiện phát triển bất lợi như thế nào?
Độ cứng của thực vật nói chung đề cập đến khả năng sống sót trong điều kiện sinh trưởng khắc nghiệt, đặc biệt là ở những vùng khí hậu khó khăn. Khả năng chịu lạnh, nóng, hạn hán, lũ lụt hoặc gió mạnh của cây thường được sử dụng làm thước đo độ cứng. Những khả năng này được thể hiện rõ ở sự phân bố địa lý của thảm thực vật hoang dã. Ví dụ, khả năng chống chịu lạnh của thực vật ở vùng ôn đới được gọi là “khả năng chịu lạnh” và điều này thường được đơn giản hóa bằng một hệ thống gọi là vùng cứng.
Độ cứng sinh tồn của thực vật có thể được chia thành hai loại: cây chịu lạnh và cây mềm. Cây cứng có thể chịu được nhiệt độ dưới mức đóng băng, trong khi cây mềm sẽ chết trong điều kiện này.
Trong môi trường lạnh giá, một số loại cây có thể vẫn khỏe mạnh ngay cả trong mùa đông và được gọi là cây chịu đựng mùa đông. Ví dụ, một số loại bắp cải và cà rốt thuộc loại này. Một số củ, chẳng hạn như hoa tulip, cần phải sống qua mùa đông lạnh giá để nở hoa, trong khi những loại khác, chẳng hạn như củ hoa, có thể sống sót qua mùa đông băng giá.
Cây thân gỗ phải đối mặt với thách thức về nhiệt độ đóng băng và thường tồn tại bằng cách ức chế sự hình thành băng trong tế bào của chúng hoặc bằng cách cho phép nước đóng băng ở những bộ phận của cây không bị ảnh hưởng bởi băng. Những cây này đôi khi sử dụng cơ chế siêu lạnh để hạ nhiệt độ của chúng xuống −40°C (−40°F). Một số thực vật cần phải thích nghi đầy đủ khi tiếp xúc với sương giá, nếu không chúng sẽ không thể sử dụng những cách sinh tồn này. Một số loài thực vật, chẳng hạn như những loài sống ở Nam Cực (chẳng hạn như Colobanthus quitensis), có thể chịu được điều kiện đóng băng quanh năm.
Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) đã phát triển hệ thống vùng độ cứng dựa trên nhiệt độ tối thiểu trung bình hàng năm, đây là một trong những hệ thống đánh giá độ cứng được sử dụng rộng rãi nhất. Ngược lại, Hiệp hội Làm vườn Hoàng gia Anh đưa ra xếp hạng độ cứng (H1a đến H7) cho khí hậu biển ôn đới. Các chỉ số độ cứng này cung cấp dữ liệu hữu ích để cây trồng lựa chọn môi trường phát triển phù hợp.
Hầu hết các loại cây trồng ngoài trời ở Vương quốc Anh thường có phạm vi độ cứng từ H4 (−10°C đến −5°C) đến H5 (−15°C đến −10°C), khiến chúng thích hợp để bảo vệ khỏi căng thẳng trong thời tiết lạnh khí hậu.
Cây chịu lạnh thường chịu được nhiệt độ khắc nghiệt, môi trường khắc nghiệt và đất nghèo dinh dưỡng hoặc bị xói mòn. Khả năng phục hồi tuyệt vời của chúng cho phép chúng chiếm được vị trí thích hợp trong môi trường tự nhiên đang thay đổi.
Ngoài khả năng chống chọi với khí hậu lạnh, cây trồng còn cần phải ứng phó với các yếu tố khí hậu khác như khả năng chịu nóng, hạn hán, lũ lụt. Những đặc điểm này có thể không nhất thiết phải được nhắc đến nhiều hơn nhưng chúng là một phần không thể thiếu đối với sự tồn tại của thực vật. Khi thực vật đối mặt với thách thức của gió, ngoài khả năng thích nghi sinh lý, chúng cũng sẽ thể hiện các dạng tiến hóa khác nhau về hình dạng cơ thể, cho phép chúng tồn tại trong điều kiện thời tiết thay đổi.
Khi biến đổi khí hậu toàn cầu ngày càng gia tăng, những thách thức sinh tồn mà thực vật phải đối mặt ngày càng trở nên nghiêm trọng. Họ không chỉ cần phải đối phó với các điều kiện khí hậu khắc nghiệt mà còn phải có khả năng phục hồi trước những thay đổi môi trường trong tương lai. Chiến lược sinh tồn của thực vật cho phép chúng ta liên tục khám phá những bí ẩn của thiên nhiên, thậm chí khiến chúng ta phải suy nghĩ: Con người có thể học được gì từ những thay đổi như vậy?