To conserve a representative area of the subtropical forests of Misiones, a globally endangered ecosystem, it is necessary to find a viable economic solution for the areas destined under Law 26331 exclusively for sustainable management of native forest, and to reduce deforestation in the areas where replacement of native forest is permitted (901617 ha and 477858 ha, respectively, according to the latest land use planning by the Province of Misiones). Since the middle of the last century, public policies have provided incentives for plantations of trees and other crops, promoting deforestation. Remnant forests are degraded from exploitation of the principal commercial species in cutting cycles shorter than 20 years, and productivity of wood is now too low to be economically useful. Productivity can be improved through post-harvest management (e.g., cutting of bamboo and lianas), but on highly degraded sites more intensive management is needed, such as scarifying of soils or planting seedlings of high-value, fast-growing species to allow cutting cycles of around 30 years and increments greater than 3 m³.ha-1.year-1. Action is also needed to control illegal trade in native wood, which diminishes the prices and reduces the viability of socially and environmentally responsible enterprises. Moreover, sustainable management of the native forest should be accompanied by reductions in taxes, for example through payment for ecosystem services, or by other types of use, such as harvesting of non-timber forest products. In the case of small and medium property owners, governments and organizations should stimulate conservation of forest through forest resources and services use, actively encourage diversification of production, and offer tools that promote independence from intensive tobacco cultivation. Funding is needed both directly to producers (through laws) and to institutions that generate knowledge that permits concrete advances in sustainable forest management.

Para conservar una superficie representativa de los bosques subtropicales de Misiones (Argentina), ecosistema amenazado a nivel mundial, es necesario encontrar una solución económicamente viable a las superficies que hoy, y de acuerdo con la Ley 26331, sólo se pueden destinar al manejo sostenible del bosque nativo, así como a disminuir la deforestación en las áreas pasibles de ser reemplazadas (901617 ha y 477858 ha, respectivamente, de acuerdo con el último ordenamiento territorial realizado por la Provincia de Misiones). La deforestación, que ocurre desde mediados del siglo pasado, fue fomentada por políticas públicas de incentivos a actividades de producción intensivas como las plantaciones forestales u otros cultivos. Los bosques remanentes están degradados por la explotación de las principales especies nativas comerciales en ciclos de corta menores a 20 años, y la productividad maderera es más baja de lo necesario para sostener económicamente la actividad. En algunos casos, la productividad podría recuperarse con manejos post-extracción (e.g., el corte de bambúes y lianas), mientras que, en situaciones de mayor degradación, se necesitan acciones de manejo más intensivas como la escarificación de los suelos o la plantación de renovales de especies de alto valor comercial y rápido crecimiento que permitan turnos de corta de 30 años e incrementos de al menos 3 m³.ha-1.año-1. Asimismo, se necesita una política de control del comercio ilegal de madera nativa, que disminuye los precios y reduce la rentabilidad de productores responsables. Por otra parte, la obtención de madera debería complementarse con reducciones impositivas, por ejemplo, a través de la compensación por provisión de servicios ecosistémicos, o mediante otros tipos de usos, como el aprovechamiento de recursos no madereros. En el caso de pequeños y medianos productores, el gobierno y ONG deberían estimular la conservación del bosque por el uso de sus recursos y servicios ambientales, incentivar activamente la diversificación de la producción y brindar las herramientas que les permitan a los productores independizarse del cultivo intensivo de tabaco. Es necesario un mayor financiamiento directo a los productores para el manejo, así como a organismos dedicados a generar conocimiento que permita avances concretos en el manejo sostenible del bosque.

Seed banks are key components of terrestrial ecosystems as they determine the future development of its vascular plants. In disturbed environments, seed banks can either favor regeneration of native species, or enhance colonization and expansion of exotic species. In Buenos Aires Province (Argentina), Celtis tala forests are the main wooded community. They have experienced strong anthropogenic disturbances that made them vulnerable to invasion from the exotic tree Ligustrum lucidum. The objective of this work was to study the seed bank composition in Celtis tala forests in "El Destino" Reserve (Magdalena, Buenos Aires) and its relation with the standing vegetation in areas with distinct degrees of invasion. Five plots were stablished in two wooded cordons, covering four types of environments. In each plot, a soil sample was taken and standing vegetation was studied. Seed bank composition was analyzed qualitatively and quantitatively during four months in a Ciudad Universitaria's greenhouse. Invaded environments were characterized by having less diversity, richness and evenness than those presented by non-invaded environments. Non-invaded environment's seed banks exhibited a larger proportion of herbaceous species while in invaded seed banks, Ligusrtrum lucidum dominated. This result shows that invasion has exceeded the threshold of reversibility, consolidating as neo-ecosystems dominated by L. lucidum.

El banco de semillas es un componente clave de los ecosistemas terrestres ya que determina el desarrollo futuro de la estructura y composición de sus plantas vasculares. En ambientes disturbados, el banco de semillas puede favorecer la regeneración de las especies nativas o la colonización y expansión de especies exóticas. Los bosques dominados por Celtis tala constituyen la principal comunidad boscosa de la provincia de Buenos Aires (Argentina) y han experimentado fuertes perturbaciones antrópicas, convirtiéndose en susceptibles a la invasión por la especie exótica Ligustrum lucidum (ligustro). El objetivo del trabajo fue estudiar la composición del banco de semillas de los bosques de tala de la Reserva "El Destino" (Magdalena, Buenos Aires), su relación con la vegetación y distintas propiedades del suelo en áreas con distinto grado de invasión. Se establecieron cinco parcelas en dos cordones boscosos que abarcaron cuatro tipos de bosques (conservado, semi-conservado, ligustral e implantado) de donde se tomaron muestras de suelo y se relevó la vegetación. Se analizó cualitativa y cuantitativamente la composición del banco de semillas durante cuatro meses en el invernadero de Ciudad Universitaria de la Universidad de Buenos Aires. Los bosques invadidos se caracterizaron por presentar menor diversidad, riqueza y equitatividad que el resto de los bosques. Los bancos de semilla de los bosques conservado y semi-conservado presentaron mayor proporción de especies herbáceas mientras que en los bosques invadidos dominó L. lucidum. Estos resultados sugieren que el grado de invasión ha superado el umbral de irreversibilidad, consolidándose como neoecosistemas dominados por L. lucidum.

In tropical and subtropical moist forests the most important factor limiting plant growth is solar radiation. On this basis, tree species had traditionally been classified into two functional groups based on their requirements for germination, establishment and growth. While shade-tolerant species germinate, grow and establish in places with low solar radiation, intolerant species require high irradiances for development. However, spatio-temporal variations in solar radiation exist within forests and most species show intermediate characteristics between the two extreme categories, forming a continuous gradient of ecophysiological responses. In this work we analyze the adaptations related to water and carbon economy (e.g., wood density, water transport efficiency and photosynthetic capacity) of Atlantic Forest tree species with the assumptions that evolutionary pressures have selected species-specific characteristics which enable them to optimize and coordinate the capture of solar radiation with the water transport to the leaves. We show that wood density is a trait that can be used to predict the behavior of tree species in relation to growth rates and properties related to transport efficiency and water use. Less shadetolerant species have low wood density and high efficiency in water transport from soil to leaves. In environments with high solar radiation and evaporative demand, plants that have a low wood density and high water transport efficiency from the soil to the leaves can maintain high levels of leaf water potential (and experience less water deficit), increased stomatal conductance and, consequently, a higher rate of assimilation and growth. Drastic changes in solar radiation produced by a gap opening in the forest can also impose drastic environmental changes for plant growth. The development of the individuals in the new conditions depends on its phenotypic plasticity, which can vary widely among different species. Saplings of less tolerant species can respond quickly to changes in solar radiation acclimating their physiology and morphology resulting in higher growth rates than saplings of tolerant species.

La radiación solar es el factor más importante que limita el crecimiento de las plantas en los bosques tropicales y subtropicales húmedos. En función de esto, las especies de árboles se clasificaron históricamente en dos grupos funcionales sobre la base de sus requerimientos de germinación, establecimiento y crecimiento. Mientras que las especies más tolerantes a la sombra pueden germinar, crecer y establecerse en sitios con niveles bajos de radiación, las especies de sol necesitan niveles altos para su desarrollo. Sin embargo, dentro de los bosques existen variaciones espacio-temporales en la disponibilidad de luz y la mayoría de las especies tienen comportamientos ecofisiológicos intermedios entre las dos categorías extremas. En este trabajo analizamos adaptaciones relacionadas con la economía de agua y carbono (tales como la densidad de la madera, la eficiencia en el transporte de agua y la capacidad fotosintética) de especies arbóreas del Bosque Atlántico, bajo la hipótesis de que las presiones selectivas han moldeado características especie-específicas que les permiten optimizar la captura de la radiación solar y coordinarla con el transporte de agua hasta las hojas. Presentamos evidencia que indica que la densidad de la madera es una característica que permite predecir el comportamiento de las especies arbóreas, en relación a las tasas de crecimiento y características relacionadas con el transporte y regulación del uso del agua. Las especies menos tolerantes a la sombra tienen densidad de madera baja y una eficiencia alta en el transporte de agua. En ambientes con alta radiación y demanda evaporativa, las plantas que tienen una baja densidad de madera y una eficiencia alta en el transporte de agua desde el suelo hasta las hojas pueden mantener niveles altos de potencial hídrico foliares (menores déficits hídricos), una mayor conductancia estomática y, consecuentemente, una mayor tasa de asimilación de carbono y crecimiento. Los cambios drásticos en la radiación solar por la apertura de un claro pueden imponer también cambios muy grandes en las condiciones de crecimiento de la plantas. El desarrollo de los individuos en las nuevas condiciones depende de su plasticidad fenotípica, la cual puede variar ampliamente entre las distintas especies. Los individuos juveniles de especies menos tolerantes a la sombra pueden responder rápidamente a los cambios en los niveles de radiación aclimatando su fisiología y morfología para mantener tasas de crecimiento mayores que las de especies más tolerantes.

The vegetation of the Patagonian steppe is exposed to low soil water and nutrient availability, low temperatures and strong and frequent winds. These factors determine the structure and functioning of the steppe and influence the morpho-physiological traits of species. This review emphasizes the effects of soil water spatial-temporal dynamics on plant water status and on the hydraulic architecturse of 10 woody species with rooting depths ranging from 50 to 200 cm. Soil water availability in the Patagonian steppe increases with depth and with increasing rainfall during the winter. Species with deep roots exploring dependable soil water sources such as Schinus johnstonii Barkley and Berberis heterophylla Jussieu Lam have less negative minimum leaf water potentials and lower water transport efficiency (low specific hydraulic conductivity) than species with shallow root systems such as Senecio filaginoides De Candolle and Mulinum spinosum (Cav.) Pers. Hydraulic characteristics of species with deep roots taping deeper water sources could limit the response to summer rainfall pulses. Despite that intrisic and time-integrated water use efficiency and leafmass-based photosynthesis rates are highest in species with deep root systems, their low hydraulic capacity, dense wood, and large soil-to-leaf water potential gradients, suggest that these species have relatively low growth rates which can be sustained over relatively long periods. Questions for future studies are suggested, including why species with deep roots are only using a portion of the water resources of moist soil layers.

La vegetación de la estepa patagónica está expuesta a una baja disponibilidad de agua y nutrientes, a bajas temperaturas, y elevadas velocidades y frecuencia de vientos. Estos factores físicos determinan la estructura y el funcionamiento del ecosistema y las características morfo-fisiológicas de sus especies. En esta revisión se presenta información ya publicada y nuevos resultados del efecto de la dinámica espacio-temporal del agua del suelo, sobre el estado hídrico, y características de la arquitectura hidráulica de 10 especies arbustivas dominantes que abarcan un rango de profundidades de enraizamiento desde los 50 cm hasta más de 200 cm. La dinámica del agua del suelo indica la existencia de un aumento de la disponibilidad de agua con la profundidad y un aumento durante el invierno. Las especies leñosas cuyas raíces acceden a fuentes de agua más estables, como Schinus johnstonii Barkley y Berberis heterophylla Jussieu Lam, tienen potenciales hídricos foliares mínimos menos negativos, pero sus sistemas de transporte de agua son menos eficientes (menor conductividad hidráulica específica) que las especies con sistemas radicales más superficiales, como Senecio filaginoides De Candolle y Mulinum spinosum (Cav.) Pers. Las características hidráulicas de las especies con raíces profundas y el acceso a horizontes más húmedos del suelo podrían limitar la velocidad de respuesta de estas especies a los pulsos de lluvia que ocurren durante el verano. A pesar de que la eficiencia de uso de agua tanto intrínseca como integrada en el tiempo y la tasas de fotosíntesis por unidad de biomasa tienden a ser mayores en las especies con raíces profundas y con mayor disponibilidad de agua, su menor capacidad de almacenamiento de agua, mayor densidad de madera y los elevados gradientes de potencial hídrico entre el suelo y las hojas sugieren que estas especies tendrían tasas de crecimiento bajas pero mantenidas por un período mayor a lo largo del año. Se presentan algunas preguntas para estudios adicionales, como por ejemplo por qué las plantas con sistemas radicales profundos no hacen un mayor uso del agua disponible en profundidad.

O objetivo deste estudo foi determinar os ajustamentos na morfologia e fisiologia que permitem árvores das savanas neotropicais do Brasil Central (Cerrado) de evitar déficits hídricos e de manter um balanço hídrico interno praticamente constante apesar das variações sazonais da precipitação e no déficit de saturação do ar (D). A precipitação na área de estudo é fortemente sazonal, com cerca de cinco meses praticamente sem chuva durante os quais D é duas vezes maior aos valores medidos na época chuvosa. Como conseqüência da flutuação sazonal das chuvas e de D, o potencial hídrico do solo muda substancialmente, nos primeiros 100 cm do solo, mas permanece quase constante abaixo de 2 m de profundidade. A arquitetura hidráulica e os parâmetros relacionados a relações hídricas das árvores do Cerrado se ajustaram durante a estação seca para evitar o déficit hídrico crescente e assegurar a homeostase nos valores mínimos de potencial hídrico foliar ψL e na perda total diária de água pela planta (iso-hidria). O comportamento iso-hídrico das árvores do Cerrado foi o resultado de uma diminuição da superfície foliar total por árvore, um forte controle estomático das perdas por evaporação, um aumento na condutividade hidráulica específica da folha e na condutância hidráulica foliar e um aumento da quantidade de águas retirada dos reservatórios internos do caule, durante a estação seca. A eficiência no transporte de água aumentou, nas mesmas proporções, nas folhas e nos ramos terminais durante a estação seca. Todos estes ajustamentos sazonais foram importantes para a manutenção de ψL acima de limiares críticos, com isto contribuindo para uma redução na formação de embolismos nos ramos e ajudando a evitar a perda de turgor em tecidos foliares durante a época seca. Esses ajustes permitem que os ramos das espécies lenhosas do Cerrado operem bem distanciados do ponto de disfunção catastrófica para a cavitação, enquanto as folhas operam próximas e sofrem embolismos em uma base diária, especialmente durante a estação seca.

We determined adjustments in physiology and morphology that allow Neotropical savanna trees from central Brazil (Cerrado) to avoid water deficits and to maintain a nearly constant internal water balance despite seasonal changes in precipitation and air saturation deficit (D). Precipitation in the study area is highly seasonal with about five nearly rainless months during which D is two fold higher compared to wet season values. As a consequence of the seasonal fluctuations in rainfall and D, soil water potential changes substantially in the upper 100 cm of soil, but remains nearly constant below 2 m depth. Hydraulic architecture and water relations traits of Cerrado trees adjusted during the dry season to prevent increasing water deficits and insure homeostasis in minimum leaf water potential ψL and in total daily water loss per plant (isohydry). The isohydric behavior of Cerrado trees was the result of a decrease in total leaf surface area per tree, a strong stomatal control of evaporative losses, an increase in leaf-specific hydraulic conductivity and leaf hydraulic conductance and an increase in the amount of water withdrawn from internal stem storage, during the dry season. Water transport efficiency increased in the same proportion in leaves and terminal stems during the dry season. All of these seasonal adjustments were important for maintaining ψL above critical thresholds, which reduces the rate of embolism formation in stems and help to avoid turgor loss in leaf tissues still during the dry season. These adjustments allow the stems of most Cerrado woody species to operate far from the point of catastrophic dysfunction for cavitation, while leaves operate close to it and experience embolism on a daily basis, especially during the dry season.

O objetivo deste estudo foi caracterizar e compreender as variações morfológicas e fisiológicas em atributos relacionados à economia da água, em nível de indivíduo e de parcela, que ocorrem ao longo de um gradiente de densidade arbórea em uma savana neotropical (cerrado). Parcelas de vegetação de cerrado submetidas a um experimento de adubação de longo prazo e matas de galeria também foram incluídas na análise, a fim de expandir os eixos de variação do ecossistema. Mudanças consistentes em atributos biofísicos em nível de parcela foram observadas ao longo do gradiente de densidade crescente de árvores. Estas incluíram uma diminuição na densidade média ponderada da madeira, aumentos na área foliar por planta, na condutividade hidráulica específica da folha, na área foliar específica e na condutância estomática. Um modelo conceitual das interações entre as características biofísicas, morfológicas e fisiológicas foi desenvolvido em uma tentativa de explicar os determinantes da arquitetura hidráulica e variações na economia de água de árvores do Cerrado. Consistente com o modelo, os valores mínimos de potencial hídrico durante a estação seca foram maiores nas árvores de baixa densidade de madeira, em comparação com árvores de alta densidade de madeira, enquanto os maiores valores de potencial hídrico foliar estiveram associados com maior condutância estomática. Por outro lado, ao longo do gradiente de densidade arbórea, as variações em nível de parcela das características morfológicas e fisiológicas não puderam ser explicadas por variações de um único fator ambiental. Alguns dos fatores contribuintes potenciais são: maior concentração e disponibilidade de nutrientes do solo na porção superior do gradiente de densidade arbórea onde há um maior número de árvores e restrições no estabelecimento e crescimento pela inundação periódica e pela presença de concreções no perfil do solo onde a densidade de árvores é mais baixa.

The objective of this study was to characterize and understand morphological and physiological variation in traits related to water economy, at the plant and stand level, along a gradient of tree density in a Neotropical savanna (Cerrado). Cerrado plots subjected to long-term fertilization and gallery forests were also included in the analysis to expand the axes of ecosystem variation. Consistent changes in stand level biophysical traits observed along the gradient of increasing tree density included a decrease in weighted-average wood density, and increases in leaf surface area per plant, leaf specific hydraulic conductivity, specific leaf area and stomatal conductance. A conceptual model of biophysical, morphological and physiological trait interactions was developed in an attempt to explain determinants of hydraulic architecture and variations in water economy of Cerrado trees. Consistent with the model minimum leaf water potentials were higher, during the dry season, in low wood density trees compared to high wood density trees, and higher leaf water potential was associated with higher stomatal conductance. On the other hand, variations in stand level physiological and morphological traits along the tree density gradient could not be explained by variations in single environmental factors. Some of the potential contributing factors are: higher concentration and availability of soil nutrients in the upper portion of the gradient where tree density is greatest and constrains to tree establishment and growth by waterlogging and presence of concretions in the soil profile where tree density is lowest.