Da un punto di vista autoecologico i fattori ecologici possono agire sulle dimensioni del singolo individuo, sulla sua forma, possono influenzare le manifestazioni biologiche cicliche e la stessa durata della vita. Inoltre essi possono controllare la consistenza delle popolazioni, agendo sul tasso di riproduzione, sulla competitività, sulla capacità di germinazione e sulla velocità di crescita. Di contro gli organismi vegetali   possono influire sull’ambiente modificando l’entità e la qualità di alcuni fattori, come ad esempio limitando la quantità di radiazione solare nelle vegetazioni stratificate o incrementando la quantità di sostanza organica con accumulo di necromassa o ancora acidificando il suolo come accade per alcuni boschi di conifere.

Come già accennato in precedenza i fattori ecologici possono essere idealmente suddivisi in abiotici e biotici come schematizzato nella tabella sottostante:

Luce

La luce rappresenta l’unica sorgente di energia disponibile per gli organismi vegetali: essa deriva quasi totalmente dal sole e giunge sulla terra sotto forma di radiazione solare. La quantità di energia che ci arriva dal sole può essere considerata costante e prende il nome di costante solare: 1,983 cal/cm²/min. Il bilancio netto della radiazione solare prevede che circa il 30 % del totale viene riflesso, il 50 % è assorbito dal suolo come calore, il 20 % è assorbito dall’atmosfera e solo lo 0,02 % è utilizzato per i processi biologici degli organismi autotrofi.

L’azione della luce sulla vita vegetale si esplica principalmente in due modi: sulla crescita delle piante, in quanto la luce influenza la fotosintesi, e sui fenomeni periodici della specie attraverso il fotoperiodismo.

In base all’adattamento alle diverse intensità luminose si distinguono piante sciafile, che prediligono ambienti ombrosi quali sottoboschi (Primula vulgaris, Scilla bifolia, Anemone nemorosa, ecc) e rupi stillicidiose (Adiantum capillus-veneris) e piante eliofile, che hanno il loro optimum in pieno sole come gran parte delle specie di prateria.

Alcune specie, soprattutto tra quelle arboree, possono presentare all’interno di uno stesso individuo adattamenti morfologici diversi per le foglie esposte direttamente al sole e quelle ombreggiate dal resto della chioma (es. Quercus ilex). Tale dimorfismo fogliare è espresso nelle foglie da sole più coriacee, sclerificate, con disposizione dei cloroplasti perpendicolari alla superficie esposta e stomi infossati e nelle foglie da ombra flaccide, più espanse, spesso di colore più chiaro e con cloroplasti paralleli.

Temperatura

La temperatura condiziona la distribuzione delle specie vegetali in senso geografico, altitudinale ed anche a livello di microhabitat. Essa influenza le principali funzioni fisiologiche di una pianta, prime fra tutte fotosintesi, respirazione e traspirazione. Le piante sono organismi eterotermi per cui hanno temperature organiche simili a quelle dell’ambiente circostante, a parte alcuni casi particolari (es. Arum).

I limiti di temperatura entro i quali si svolgono le attività biologiche delle piante si attestano all’incirca tra 0 e +70° C: al di sotto di 0° C la fotosintesi è pressochè nulla e la pianta entra in vita latente ed al di sopra di 70° C iniziano fenomeni di coagulazione del protoplasma.

Gli areali di distribuzione di alcune specie spesso mostrano interessanti correlazioni con le isoterme del mese più caldo o più freddo: ad esempio il limite settentrionale del Fagus sylvatica coincide con l’isoterma di –2° C di gennaio e quello del Picea abies con l’isoterma di 10° C di luglio.

Esistono vari sistemi per stabilire categorie vegetali in relazione alla temperatura, quello di maggior uso in geobotanica definisce specie termofile quelle con optimum a temperature relativamente elevate, specie mesoterme quelle che si attestano su valori intermedi e specie microterme  o criofile quelle di ambienti molto freddi di alta montagna o alta latitudine.

Acqua

L'acqua è la sostanza più diffusa sulla terra: è stato calcolato che solo negli oceani sono presenti circa 1400 Km³ di H₂O. Essa è indispensabile per la vita in genere ed in particolare per quella degli organismi vegetali, permettendo i principali processi fisiologici come assorbimento e trasporto delle sostanze nutritive, fotosintesi, traspirazione, ecc. Gli adattamenti delle piante rispetto al fattore acqua sono innumerevoli e sorprendenti: basti pensare alla succulenza, alla sclerofillia, al metabolismo CAM delle crassulacee; Warming nel 1895 introdusse una classificazione empirica delle piante in base al loro adattamento ad ambienti con diverse disponibilità di acqua; seppur limitativa e schematica tale terminologia è tuttora in uso. Egli distinse:

·       idrofite                  piante immerse totalmente o parzialmente nell'acqua

·       i. pleustofite*               piante natanti (Lemna, Spirodela, Wolffia, ecc.)

·       i. rizofite*                  piante radicate al fondale (Myriophyllum, Potamogeton, ecc.)

·       igrofite                  piante adattate a luoghi umidi o periodicamente inondati

·       mesofite                piante adattate a quantità di acqua moderate

·       xerofite                 piante di ambienti aridi

(* secondo Den Hartog e Segal)

Il ruolo dell’acqua come fattore ecologico esce dagli schematismi in quanto può essere considerata indipendentemente fattore chimico, se si considera la composizione dei sali in soluzione, fattore fisico, quando è intesa come mezzo di trasporto, fattore climatico se si valutano le entità medie di pioggia, neve, umidità atmosferica.

Pioggia – La piovosità ha influenza a livello regionale ed è quindi di grande importanza nella distribuzione di specie ed associazioni vegetali. In base all’andamentoed alla quantità di piogge annuali si caratterizzano i regimi delle precipitazioni. In Italia si distinguono quattro principali regimi pluviometrici: regime continentale tendenzialmente arido con precipitazioni concentrate ad inizio estate (Valtellina, valli a Pinus sylvestris), regime prealpino con precipitazioni massime durante gli equinozi (prealpi e pianura padana), regime appenninico senza un evidente periodo di aridità con piogge ridotte nel periodo estivo e regime mediterraneo con periodo di aridità estiva e massimo di precipitazioni invernale.

Umidità atmosferica e nebbia – La presenza di nebbia ed alta umidità atmosferica ha sulle piante l’effetto di limitazione della traspirazione. Alti tassi di umidità incrementano la crescita e la formazione delle foglie mentre hanno effetto opposto su fioritura e fruttificazione

Neve – Il principale effetto della copertura nevosa sulle piante è quello di isolante dalla luce e dalle basse temperature esterne. Per le specie delle alte montagne una buona copertura nivale è provvidenziale per superare i mesi più freddi, in quanto essa previene il gelo del suolo e permette agli organismi vegetali di sopravvivere in una sorta di letargo.

Fattori edafici

Col termine fattori edafici si indicano tutti quei fattori ecologici riferibili al substrato sul quale si sviluppa un’organismo vegetale. Si avranno quindi fattori fisici (granulometria, acqua, aria, temperatura del suolo), chimici (pH, ioni, sali, nutrienti, ecc.) e biotici (microrganismi, micorrize, ecc.)

La granulometria di un suolo indica la composizione percentuale delle diverse classi di grandezza dei clasti misurate secondo lo schema seguente

La granulometria dei diversi orizzonti di un suolo ha influenza sulle piante in quanto regola l’aerazione, la ritenzione idrica, la meccanica del substrato, ecc. In base alla preferenza per diversi tipi tessiturali si distinguono specie psammofile caratteristiche dei suoli sabbiosi incoerenti (Ammophila arenaria, Elymus farctus, Sporobolus pungens), specie glareicole, dei ghiaioni e delle pietraie mobili (Isatis allioni, Festuca dimorpha, Oxyria digyna), specie argillofile dei terreni limoso-argillosi (Arundo pliniana, Hedysarum coronarium). Sono invece chiamate casmofite le piante adattate alla crescita su rupi verticali e dei muri (Ceterach officinarum, Cymbalaria muralis, Erigeron karwiskianus).

Il pH è un importante fattore di selezione per le piante: esso influenza la disponibilità di nutrienti o favorisce il rilascio di ioni che possono risultare dannosi. L’ambito biologico per il pH è normalmente incluso tra 4 e 10. Sono definite specie acidofile quelle con optimum a pH 6 o meno (Erica arborea, Carex curvula, Rhododendron ferrugineum), specie basifile quelle quelle con optimum a 7.5 o più (Rosmarinus officinalis, Sesleria tenuifolia, Rhododendron hirsutum) e specie neutrofile con optimum intorno a pH 7. Legate in un certo senso a substrati con pH basico sono le specie calcifile tipiche dei terreni ricchi in ioni Ca⁺⁺ e Mg ⁺⁺ a roccia madre calcarea o dolomitica.

Tra le sostanze nutritive sono di primaria importanza il Fosforo e le sostanze azotate, in particolar modo i nitrati: l’azoto è reso assimilabile per le piante dall’azione di batteri azotofissatori quali Azotobacter, Rhizobium, ecc. Le specie vegetali adattate a terreni particolarmente ricche in nitrati sono dette nitrofile (Urtica dioica, Chenopodium bonus-enricus, Stellaria media).

Una flora particolare, infine, si sviluppa sui terreni salati o salmastri: si tratta delle alofite, specie capaci di tollerare alte concentrazioni di NaCl (Salicornia sp.pl., Limonium sp.pl., ecc).