Este proyecto investiga el impacto de la co-contaminación por antibióticos veterinarios y metales/iones inorgánicos en suelos, un problema emergente asociado a prácticas agrícolas intensivas como la aplicación de estiércol, fertilización intensiva y riego con aguas residuales. La investigación se centra en comprender cómo la formación de complejos antibiótico-metal/ión influye en procesos clave como la adsorción, degradación, transporte en el suelo y absorción por plantas, así como en la actividad y estructura de las comunidades microbianas. Para ello, se evaluarán distintos tipos de suelos relevantes en sistemas agropecuarios intensivos en Chile, integrando modelación de transporte de solutos, estudios de especiación química, experimentos en columnas de suelo y análisis de absorción vegetal. Los resultados permitirán mejorar la comprensión del destino ambiental de estas mezclas complejas de contaminantes y aportar bases científicas para el desarrollo de estrategias de manejo, mitigación y remediación de suelos afectados.

Climate projections anticipate an increase in frequent droughts, episodes of extreme fire behavior, in addition to heat waves and unstable atmospheric conditions, all phenomena related to climate change. Drought intensification has been projected to increase in frequency in several regions across the globe, including the southwestern part of South America, the European Mediterranean Basin, Northern Africa, the Middle East, Central Asia, Australia, and the USA. Particularly, the former three areas have been recognized as locations highly likely to face unprecedented droughts during the 21st century, and within Southwestern South America, Chile has been alarmingly pointed out as the country earlier in this era experiencing this phenomenon, regardless of the greenhouse gas emissions scenario. Catastrophic effects such as extreme droughts and changes in fire behavior are important drivers of ecosystem degradation in arid, semiarid, dry temperate and Mediterranean ecosystems. Mediterranean ecosystems of central Chile have been indicated as the earliest in its type experiencing effects of climate change; where an accelerated aridification is already registered; therefore, representing a scenario to anticipate the effects of climate anomalies at other ecosystems of its type. Persistent droughts and land burning can compromise belowground conditions that are essential to support aboveground life in terrestrial ecosystems. Nevertheless, despite their importance for ecosystem functioning and recovery after environmental disturbances, there still a considerable lack of comprehension on how belowground attributes respond to combined stressors such as droughts and fires. This is of particular concern in conditions where post-fire plant and soil recovery have been shown to be inhibited or retarded due to severe droughts. Therefore, this project aims to evaluate individual and combined effects of drought and fires over time in soil microbial communities and carbon and nitrogen functional dynamics along with the relationship of these attributes and the state of sclerophyll vegetation in Mediterranean forests of central Chile. To accomplish this goal a multiscale approach will be applied in this research by integrating scientific disciplines from landcape ecology to molecular biology. By using remote sensing study site will be selected within an area known to be affected by an extended drought period (since 2010), in addition to hyper-dry years (2019 and 2021), which in addition has experienced the occurrence of historical wildfires as the case of 2017. From this initial screening
18 study conditions resulting from three climate anomaly categories identified (high, medium, low) according to differences in precipitation with respect to historical average, three categories for forest response to drought (recovered, unaffected and unrecovered) based on analysis of Normalized Burn Index (NBR = [NIR – SWIR] / [NIR + SWIR]) and two burned conditions (with and without) will be obtained for soil and vegetation assessments. Classical soil physicochemical analyses and NG-sequencing techniques including high-throughput amplicon sequencing (metabarcoding), whole genome sequencing (metagenomics), and gene expression (metatransciptomics), in addition to soil physiological analyses will be performed. Moreover, vegetation recovery following drought and fire will be evaluated. Results from this study will allow to better understand the individual versus the combined effects of drought and fires in soil microbial community structure and carbon and nitrogen functionality, which are expected to be exacerbated with the combined occurrence of these phenomena, giving insights on the resilience capacity of soil microbiomes and carbon and nitrogen biogeochemical cycles. From this work, results will also allow to gain a more comprehensive understanding of the linkages between soil functionality and vegetation responses to drought and fires over time, which will allow to identify ecological drivers related to ecosystem stability.

El presente proyecto propone estudiar las intrusiones de agua marina (SWI, por sus siglas en inglés) en la
localidad costera de Bucalemu, comuna de Paredones, Región de O’Higgins, con el objetivo de entender cómo
las variaciones del nivel del mar y la llegada de Ríos Atmosféricos afectan la salinidad de suelos y cuerpos de
agua costeros. Las SWIs constituyen un fenómeno en aumento debido al cambio climático y al alza sostenida
del nivel medio del mar, lo que impacta negativamente los recursos hídricos, la calidad del suelo y la
productividad agrícola.
El proyecto surge como una extensión del trabajo previo realizado en Pichilemu por la Universidad de
O’Higgins (proyecto URO RED21992), donde se evidenció un incremento en la conductividad eléctrica del
suelo y la salinidad del estero San Antonio, asociados a eventos de lluvias intensas y marejadas vinculadas a
Ríos Atmosféricos. Bucalemu, además de su importancia turística y pesquera, enfrenta presiones sobre su
acuífero, declarado en restricción por el Ministerio de Obras Públicas, lo que refuerza la necesidad de un
monitoreo científico del fenómeno.
Desde una perspectiva interdisciplinaria, la investigación combina la geofísica, la edafología y la hidrogeología.
La geofísica permitirá registrar las variaciones del nivel del mar y del estero mediante la técnica de
reflectometría interferométrica GNSS (GNSS-IR), una metodología innovadora y costo-efectiva que usa
señales satelitales para medir cambios de altura en cuerpos de agua. La edafología abordará los impactos de
la salinidad en el suelo mediante muestreos sistemáticos a diferentes profundidades, mientras que la
hidrogeología contribuirá a interpretar los procesos de mezcla entre agua dulce y salada.
Las hipótesis de trabajo plantean que las variaciones de marea y los Ríos Atmosféricos generan incrementos
de la conductividad eléctrica del suelo cerca de la desembocadura del estero, y que el impacto de las SWIs
disminuye tierra adentro. Los objetivos específicos incluyen medir simultáneamente niveles de mar y agua,
identificar y caracterizar Ríos Atmosféricos, analizar su relación con la salinidad del suelo, y realizar seminarios
de difusión científica en la comunidad.
La metodología contempla la instalación de dos estaciones GNSS y un sensor de conductividad eléctrica Teros-
12, junto a campañas de muestreo de suelo en invierno y verano. Los datos se complementarán con análisis
de series temporales y catálogos de Ríos Atmosféricos derivados del reanálisis ERA5. Asimismo, se realizarán
vuelos con dron para obtener modelos de elevación de alta precisión y determinar áreas vulnerables a
inundación marina.
El equipo de trabajo está liderado por el Dr. Raúl Valenzuela, experto en Ríos Atmosféricos y mediciones GNSS,
junto a la Dra. Claudia Rojas, especialista en edafología, y el Dr. Etienne Bresciani, con experiencia en
hidrogeología costera. La colaboración internacional incluye al Dr. Pierre Bosser (ENSTA Bretagne, Francia),
experto en GNSS-IR.
El proyecto contribuirá al manejo hídrico sostenible y la adaptación al cambio climático en la Región de
O’Higgins, fortaleciendo el conocimiento científico y la resiliencia costera mediante una aproximación
interdisciplinaria. Se espera que sus resultados sirvan como base para políticas públicas orientadas a la gestión
del borde costero y la protección de ecosistemas como el Humedal de Bucalemu.

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In the context of the United Nations Decade on Ecosystem Restoration, the need to integrate ecological and social dimensions into restoration practices has gained global attention. In this opinion article, we explore the emerging shift toward a social-ecological restoration framework in Chile, a country facing severe ecosystem degradation across both terrestrial and marine environments. Based on a review of 95 restoration initiatives compiled by the Chilean Ministry of the Environment, we highlight that most projects focus on ecological outcomes with limited inclusion of local communities or marine ecosystems. We argue that advancing restoration requires a more inclusive and interdisciplinary approach, where community engagement, local and Indigenous knowledge, and values such as sense of place are central to long-term success. We complement this diagnosis with examples of recent scientific and community-based projects that exemplify social-ecological principles across land and sea. Our reflections are framed within a unique institutional moment: the recent approval of Chile’s Biodiversity and Protected Areas Service, which opens a critical window to embed social-ecological approaches into national restoration planning. However, challenges remain regarding implementation, funding, and intersectoral collaboration.

Wildfires are intensifying under climate change and increasingly compromising the resilience of Mediterranean
ecosystems. Soil restoration through organic amendments has been proposed as an effective tool to mitigate soil
degradation after fires, yet there is limited knowledge on how different typologies of organic amendments influence
soil microbial communities and the recovery of microbial-mediated functions. This study evaluated
contrasting organic amendments—straw mulch, compost, and fresh swine and poultry manures—on soil microbial
diversity and enzymatic activity in burned native sclerophyllous, Mediterranean forest in central Chile,
the earliest in its type experiencing effects of climate change. The study took place six months after amendment
application and two years after a wildfire occurrence. Enzyme activities showed different responses according to
organic amendments type: while manures strongly stimulate enzymes (urease, glucosidase, and phosphatase
activities), compost and mulch promoted a gradual effect on nutrient cycling. Fungal biomass, reduced by fire,
recovered best under compost and swine manure. However, organic amendments significantly reduced
eukaryotic alpha diversity and differentiated communities from unburned soils and burned soils with no
amendment. In contrast, only manures reduced alpha diversity in prokaryotes, while beta diversity analyses
revealed that compost amended soils maintained communities closer to reference conditions. Overall, manures
provided short-term functional improvements in burned soils, but compost supported a more balanced recovery,
preserving microbial communities closer to unburned soils. Therefore, the compost amendment can represent a
practical and ecologically safer strategy to accelerate post-fire soil restoration. Targeted application, for example
through “fertile islands” in the most degraded areas, may enhance soil resilience while minimizing ecological
risks in fire-sensitive landscapes.

Los ecosistemas costeros son ambientes altamente susceptibles a los efectos del cambio
climático, para los cuales se proyecta a escala global un aumento en el nivel del mar de
entre 0,5 y 1 m hacia el 2100. Una consecuencia importante del aumento del nivel del mar
es la intrusión de agua salada, que se produce por el movimiento del agua de mar hacia los
continentes. En Chile, el Ministerio del Medio Ambiente ha identificado las zonas más
expuestas (por debajo de los 10 m s.n.m) a fenómenos asociados al aumento del nivel del
mar y cambios en la cota de inundación en comunas de zonas costeras. Sin embargo, estos
estudios no asocian la vulnerabilidad de dichos ecosistemas con fenómenos de intrusión
salina.

El aumento del nivel del mar y la entrada de agua salada a los continentes han demostrado
afectar comunidades costeras, sistemas productivos como la agricultura, así como servicios
ecosistémicos relacionados con estos. Dentro de estos últimos, se encuentra la capacidad de
los suelos de proveer alimentos y de funcionar como un sumidero de carbono, y así mitigar
los efectos del cambio climático. Contrario de los avances de conocimiento en la materia a
nivel internacional, en Chile se desconocen estudios sistemáticos que evalúen los riesgos de
intrusión marina y su relación con la agricultura y el desarrollo sostenible de zonas costeras
en Chile. No obstante, estudios locales recientes destacan a las comunas de Pichilemu
(región de O’Higgins) y Maullín (región de Los Lagos), como zonas vulnerables a
inundaciones por el aumento del nivel del mar y que actualmente evidencian intrusión salina
y afectación de suelos agrícolas. En este contexto, para abordar de manera integral el
impacto de la intrusión marina en los territorios a nivel nacional, se requiere del desarrollo
de la ciencia de resiliencia costera en Chile, así como de nuevas técnicas para identificar con
éxito la vulnerabilidad de los paisajes costeros y sistemas agrícolas a la intrusión de agua
salada, todo lo cual requiere la interacción de la academia y las comunidades locales, los
agricultores y tomadores de decisiones.

Consecuentemente, la presente propuesta tiene como objetivo crear una red internacional
entre la Universidad de O’Higgins, la Universidad de Chile y la Universidad de Maryland, con
un enfoque interdisciplinar, es decir integrando las disciplinas de las ciencias agronómicas,
ciencias naturales y las ciencias sociales para abordar desafíos relacionados con la
adaptación de los sistemas agrícolas costeros y servicios ecosistémicos de suelos a los
efectos de la intrusión marina. La red de colaboración, a desplegar en Pichilemu y Maullín,
permitirá robustecer y abordar esta temática en Chile, y así contribuir al desarrollo de
soluciones en la materia con alcances a nivel nacional.