אופי הצמחייה באזורי אקלים שונים קשור ישירות למאפייני האקלים. באזורי אקלים ים-תיכוני, ערבתי או מדברי, המגבלה העיקרית לגדילת צמחים היא מיעוט המים. צמחי הבר הגדלים בישראל, חשופים לעונת יובש האופיינית לאקלימים אלו. נוכח המחסור החמור במים, ראוי, גם בגן הנוי, לגדל צמחים המתאימים ליובש המאפיין את האקלים הארצ-ישראלי.
מים דרושים לתהליכי חיים, לשמירה על לחץ טורגור, להעברת הורמונים, מלחים ומזון המומס בהם. צמחים לא יכולים לגדול ללא מים, אך ישנם צמחים המסוגלים לשמור את כמויות המים שהם מקבלים מהקרקע, בדרכים שונות. כמות גדולה של מים אובדת, למשל, בתהליך הפוטוסינטזה, בכל טיפוסי הצמחים, כאשר הפיוניות שבעלים פתוחות על מנת לקלוט CO2.
הצמחים עושים שימוש בשלוש אסטרטגיות עיקריות, שעשויות להיות משולבות זו בזו, על מנת לצמצם אובדן זה.
היעלמות בעונה השחונה:
על קבוצה זו נמנים הצמחים החד-שנתיים. בצמחי בר חד שנתיים המנגנון לחיסכון במים, הוא תמותה בעונת היובש. צמחים חד-שנתיים בגן הנוי נחשבים זללני מים, כיוון שאנו "מתעקשים" לגדל אותם גם בקיץ, ואז הם זקוקים להשקיות מרובות. פרחי הבר של ארץ ישראל, לעומת זאת, הפורחים באביב, אינם זקוקים להשקייה, כיוון שהם פורחים עם התחדשות הגשמים. בסתיו הבא, נובטים החד שנתיים עם תחילת הגשמים. בצמחים חד-שנתיים אלו, קיימים מנגנונים מכווני נביטה המונעים נביטה כאשר אין כמות מספקת של מים וכך מביאים לפיזור הנביטה בזמן, במנגנון המאפשר נביטה של חלק מהזרעים בלבד בכל שנה, ומשמר חלק מהזרעים לשנים הבאות. הדבר מאפשר הישרדות גבוהה של הצמחים החד-שנתיים. בגינון ובחקלאות שואפים לנביטה של כל הזרעים כל הזמן, מה שמנוגד ליצר ההישרדות.
- התאמות מבניות:
צמחים רב שנתיים אינם יכולים להימנע מאובדן מים על ידי הימנעות מגידול בעונה השחונה, כיוון שהצמח פעיל בכל העונות. בקבוצה זו קיימים מנגנונים שונים המפחיתים את עוצמת השפעת המחסור במים ומווסתים את ניצול המים על פי זמינותם:
מבנים קסרומורפיים (קסרו= יובש) שונים המאפשרים צמצום כמות המים האובדים:
- עלים קטנים: המאפיינים צמחי מדבר וצמחים ים- תיכוניים. כל עלה מאבד פחות מים כיוון שמתרחשת סגירת פיוניות בשעות בהן הקרינה חזקה. ריכוז הפיוניות דווקא גבוה, כדי לאפשר קליטת CO2 מירבית בזמן הפעילות הקצר שלהן במשך היממה. צמחי נוי בעלי עלים קטנים: מירסינה אפריקנית, לבן-עלה שיחני, צמרר אפריקני, רוזמרין רפואי, צתרה ורודה ועוד רבים המקובלים בגינון. מיני ברוש וערער הם בעלי עלים קטנים הקרויים קשקשים או מחטים, המתאימים גם הם לתנאי יובש.
- צבע בהיר של העלים: הצבע הבהיר גורם להחזרה של קרני השמש ומביא להתחממות פחותה יותר של פני השטח. התחממות מופחתת זו מביאה לאיבוד מים מופחת ושמירתם בעלים. העלים הבהירים הם כחלחלים, אפרפרים או מלבינים. לעתים קרובות הצבע הבהיר נגרם מכיסוי של שערות על האפידרמיס (השכבה החיצונית שעל פני העלה). בהסתכלות בזכוכית מגדלת או במיקרוסקופ ניתן לראות על עלי צמחים אלו שערות מלבינות – כוכביות, פשוטות או מסועפות. עלי הזית לדוגמא מצופים בשטחם התחתון בשערות כוכביות שטוחות. בגינון- נודע ערך אדריכלי- עיצובי לעלווה אפורה וכחלחלה לגיוון הגן. דוגמאות לצמחים כאלה: לענה שיחנית, דרדר חשוף-פרי, סביון מלבין, זית אירופי, שיטה משולשלת ועוד רבים.
- קוטיקולה וציפוי שעווה: קוטיקולה הינה שכבה דקה ושקופה, בלתי חדירה למים המכסה את הגבעולים והעלים. הקוטיקולה בנויה מקוטין- חומר הידרופובי (אטים למעבר מים), לעתים מופרשת אל הקוטיקולה שעווה המונעת ביתר שאת את איבוד המים מהעלה. מגוון צמחים הינם בעלי כיסוי שכבות שומניות או שעוויות על פני העלה. דוגמאות: צלף קוצני, מגנוליה גדולת-פרחים, אלון מצוי , אשחר רחב-עלים ואחרים.
- אפידרמיס רב-שכבתי: אפידרמיס הוא שכבת תאים העוטפת את גוף הצמח. שיכוב של אפידרמיס מגביר את ההפרדה של עלי הצמח מהסביבה ומונע התאדות מים מהתאים. לעתים אפידרמיס רב –שכבתי מלווה בקוטיקולה. אפידרמיס רב-שכבתי וקוטיקולה מצויים ברבים מהעצים והשיחים הים- תיכוניים, כגון: אלת המסטיק, אלון מצוי, אשחר רחב-עלים, הרדוף הנחלים ואחרים.
- גבעולים רותמיים. הללו מצויים בדרך כלל בצמחים חסרי עלים כמעט לחלוטין . הגבעול מטמיע (מבצע פוטוסינטזה) והפיוניות שקועות בגבעולים. אידוי המים מועט כאשר הפיוניות שקועות בגבעול, כיוון שהמים המתאדים מהפיונית נשארים בחריץ שבגבעול ולא "בורחים" לאוויר. דוגמאות: רותם המדבר, אחירותם החורש ורוסליה שבטבטית.
- עלים זקופים וצרים (דמויי דגן ודגניים): עלים אלו צומחים בצורה אנכית, ופני השטח הרחבים שלהם אינם פונים לשמש ולכן מתחממים פחות ומאבדים מעט מים. לעשבוניים הדגניים הרב-שנתיים עלים כאלה. אך גם לצמחים חד-פסיגיים אחרים: דיאטס דו-גוני, קניפהופיה אשכולית, מיני אירוס ואחרים.
- בשרניות (סוקולנטיות): לצמחים מקבוצות ומשפחות שונות עלים וגבעולים בשרניים. הללו לרוב גדלים בקרקעות מעוטות מים עם רמת מלחים גבוהה. מטרת הבשרניות הינה בעיקר מיהול המלחים במים אשר בעלה והורדת ריכוזם. דוגמאות: מיני קקטוסים כגון צבר ואכינוצראוס וכן סוקולנטים ממשפחות אחרות: מיני אלוי, מיני חלבלוב ועוד.
- התאמות פיסיולוגיות:
קשה להבחין בהן בבדיקה רגילה, מדובר בצמחים בעלי כושר גבוה לקליטת מים:
- צמחי מדבר הם לרוב בעלי נפח שורשים גדול יחסית לנצר. כך מתאפשרת קליטת מים משטח גדול למרות המחסור בהם.
- בצמחים מסוימים הגדלים באזורים חמים מתרחש תהליך פוטוסינטזה יעיל במיוחד הקרוי.C4 קליטת ה- CO2 יעילה יותר ומאפשרת סגירה מהירה של הפיוניות (כך נמנע אובדן אדי מים מהצמח).
- צמחים ממשפחת הטבוריתיים, קרויים צמחי CAM – בהם הפיוניות נפתחות בלילה, קולטות CO2 הנאגר בחומצות מיוחדות עד לשימוש בו בשעות היום. אז יש אור הדרוש להמשך תהליך הפוטוסינטזה.
השיטות עיקריות להסתגלות ליובש בצמחיית הארץ הן: חד-שנתיות (הימנעות מצמיחה בעונה הקשה) או העלמות החלקים העל-קרקעיים בקיץ, כגון בגיאופיטים, סגירת פיוניות בשעות החום ומערכת שורשים גדולה ומסועפת.
בצמחיית הבר שלנו נדירה הבשרניות (אצבוע הוא כמעט הדוגמא היחידה לכך). בניגוד לקקטוסים האמריקניים הבשרניים (דוגמת הצבר).
בתכנון גינה חסכנית במים כדאי להתבסס על בחירת צמחים נכונה. צמחים טרופיים הינם בעלי עלים גדולים וחסרים מנגנונים מבניים ופיסיולוגיים שתוארו לעיל.
גנים המושתתים על בחירה נכונה של צמחים יתאימו לנוף המקומי ולצו החיסכון במים. בגנים אלו יהיו צמחים ים-תיכוניים או מדבריים וצמחים שמוצאם מאזורים בעלי עונתיות מובהקת (אזורים באוסטרליה, צפון אמריקה, דרום אפריקה ועוד).
