Verständnis der gekoppelten physikalischen, chemischen und biologischen Prozesse in Hochgebirgsbächen und -flüssen im Zusammenhang mit dem Klimawandel.
Forschungsthemen
1
Verstehen Sie die Geheimnisse des mikrobiellen Lebens in Hochgebirgsbächen.
2
Entschlüsselung des Beitrags der Bäche und Flüsse der Welt zum globalen Kohlenstoffkreislauf
3
Vorhersage der Zukunft der von Gletschern gespeisten Bäche, da die Gletscher aufgrund des Klimawandels schrumpfen
Unsere Schlüsselprojekte
Kirgisische Gletscherexpedition
Expedition zur Beprobung kirgisischer Gletscher und Bäche mit dem Ziel, die mikrobielle Ökologie dieser verschwindenden Ökosysteme zu verstehen.
HydroMet Kirgisistan, CAIAG
Georisiken im Hochgebirge
Workshop über Georisiken im Hochgebirge im Zusammenhang mit der Gletscherschmelze
Bhutanisches Zentrum für Meteorologie und Hydrologie, Glacier Stewardship Program
Gletscherexpedition Tadschikistan
Expedition nach Tadschikistan zur Untersuchung der Biogeochemie von gletschergespeisten Bächen in der Pamir-Region.
Highlights
1
Projekt „Verschwindende Gletscher“, Stiftung NOMIS
2
Wladimir-Iwanowitsch-Wernadskij-Medaille der Europäischen Geowissenschaftlichen Union für Tom Battin
3
SNF Paradoxon: Der Erfolg eines dominanten Primärproduzenten in Hochgebirgsbächen; SNSF Water4All BREATHE: Von Sensoren zu neuen Indikatoren für die Wasserqualität;
4
Veröffentlichungen in Nature, Nature Geoscience, Nature Microbiology usw
Team & talents
Größe des Laborteams
15-22
Vom wissenschaftlichen Team entwickelte Fähigkeiten
Kritisches Denken, wissenschaftliche Strenge, Grundlagen der aquatischen Ökosystemforschung, Biogeochemie und mikrobielle Ökologie
Andere
Das RIVER-Team ist multidisziplinär und verfügt über Fachwissen in den Bereichen Sensortechnik, Molekularbiologie, Bioinformatik, Glaziologie, Ökologie und Evolution
Regionale und gesellschaftliche Auswirkungen
1
Gletscher sind mehr als nur gefrorenes Wasser; ein neues Forschungsgebiet
2
Der Wert von Bächen und Flüssen geht über den Wert der Wasserkraft hinaus. RIVER unterstreicht den Wert der Ökosystemprozesse von Hochgebirgsbächen, einschließlich ihrer einzigartigen Artenvielfalt, Wasserqualität usw.
3
RIVER beprobt und untersucht in einer beispiellosen Aktion gletschergespeiste Flüsse weltweit
Perspektiven und Herausforderungen
Priorität 1
Einrichtung einer forschungsgestützten Biobank zur Sicherung, Nutzung und Erforschung der mikrobiellen Artenvielfalt von Eisökosystemen weltweit.
Priorität 2
Aufbau eines Netzes von Wasserqualitätssensoren im Wallis unter Einbezug der wichtigsten Akteure.
Wichtigste Herausforderungen
Sicherung von Mitteln für die langfristige Forschung, die häufig mit der Überwachung von Umweltvariablen einhergeht. Überwachungssysteme sollten Teil der Infrastruktur werden und so die Einwerbung von Drittmitteln erleichtern.
Zukünftige Partnerschaften
Chinesische Akademie der Wissenschaften, Institut Pasteur Paris
Im Labor für Bodenbiogeochemie erforschen wir, wie redoxgesteuerte Prozesse den Kreislauf von Kohlenstoff und Metallen wie Eisen und Mangan beeinflussen. Durch die Kombination von Feldbeobachtungen und Laborexperimenten entwickeln und nutzen wir Methoden zur Messung dieser Redoxprozesse sowie Modelle zur Vorhersage von Ökosystemfunktionen und zur Unterstützung einer nachhaltigen Bodenbewirtschaftung im sich wandelnden Klima.
Forschungsthemen
1
Redoxchemie von Mineralien: Kleine Bodenminerale mit Eisen und Mangan können Elektronen aufnehmen und abgeben. Dadurch ändert sich die Speziierung von Nähr- und Schadstoffen – und damit ihre Mobilität und Toxizität im Boden.
2
Dynamik der organischen Materie im Boden: Mikroben zersetzen abgestorbene Blätter und Wurzeln und gewinnen daraus Energie. Wir messen, wie viel Energie dabei frei wird, um zu verstehen, wann Kohlenstoff im Boden gespeichert bleibt oder sich in klimawirksame Gase verwandelt.
3
Nachhaltige Bodenbewirtschaftung: In kleinen sauerstoffarmen Bereichen des Bodens laufen mikrobielle Prozesse anders ab und verändern Stoffkreisläufe. Wir erforschen, wie sich das auf Art und Menge der Treibhausgase und auf die Pflanzenproduktivität auswirkt, um eine nachhaltige Bewirtschaftung zu unterstützen.
Unsere Schlüsselprojekte
Böden in den Alpen
Wir kartieren den organischen Kohlenstoff im Vallon de Réchy und im Binntal und ermitteln die chemischen, physikalischen, mikrobiellen und geologischen Faktoren, die für die Ansammlung von Kohlenstoff verantwortlich sind. Dies hilft bei der Vorhersage, wie sich diese Bestände unter künftigen klimatischen Bedingungen verändern könnten. Weitere Informationen: https://www.epfl.ch/labs/soil/soil-organic-carbon-in-mountain-soils/ und Daten: https://alpinesoc.epfl.ch/
Universität Neuchâtel
Manganhaltige Mineralien
Wir messen, wie Manganminerale mit unterschiedlichen Strukturen Elektronen austauschen. Unsere Ergebnisse tragen dazu bei, Vorhersagen über mineralvermittelte Reaktionen, einschließlich der Umwandlung von Schadstoffen, zu verbessern. Weitere Informationen: https://www.epfl.ch/labs/soil/electrochemical-analysis-of-the-redox-properties-and-reactivity-of-manganese-oxides-strong/
Universität von Kalifornien Davis Tongji-Universität
Bodenbewirtschaftung
Wir testen wie Pflügen die Kohlenstoffspeicherung im Boden verändern. Wir arbeiten an laufenden Feldversuchen in der Schweiz, Italien und Brasilien. Unsere Ergebnisse dienen als Grundlage für eine klimagerechte Landwirtschaft. Weitere Informationen: https://www.epfl.ch/labs/soil/effects-of-tillage-practices-on-soil-carbon-sequestration-mechanisms/
Universität Lausanne Agroscope Changins Universität von Basilicata Universität von Dschang
Jin Jingfu Memorial Lecture Award. Verliehen an Meret für ihre Beiträge zur Bodenbiogeochemie, insbesondere zur Redoxreaktivität und zur Rolle von Böden im globalen Kohlenstoffkreislauf.
3
Projektzuschuss zum Thema „Überwachung der Kohlenstoffbindung in Feuchtgebieten“, gefördert von der InTent Foundation.
Team & talents
Größe des Laborteams
4 Doktoranden, 2 Gastdoktoranden, 3 Postdocs, 1 Verwaltungsassistent, 1 Professor (Stand Dezember 2024)
Vorstellen eines bestimmten Teammitglieds
Bence Dienes: Doktorand in der Gruppe seit Februar 2022. Arbeitet an einem Projekt über organischen Kohlenstoff in alpinen Böden. Seine Arbeit umfasst sowohl Feldarbeit als auch Experimente zur Manipulation im Labor.
Vom wissenschaftlichen Team entwickelte Fähigkeiten
Projektmanagement und -überwachung, Versuchs- und Laborkenntnisse, Versuchsplanung, Feldkenntnisse, Datenmanagement, Kommunikationsfähigkeiten.
Andere
Interdisziplinäres Team mit Fachkenntnissen in Umweltchemie, Bodenkunde, Umweltmikrobiologie und Agronomie
Regionale und gesellschaftliche Auswirkungen
1
Indem wir aufdecken, wie Böden Kohlenstoff speichern, Wasser reinigen, Nährstoffe zirkulieren lassen und Schadstoffe umwandeln, verwandelt unsere Forschung molekulare Erkenntnisse in Instrumente für den Klimaschutz, sauberes Wasser und widerstandsfähige Nahrungsmittelsysteme – und damit in Richtlinien und Praktiken, die Mensch und Natur schützen.
2
Unsere Forschung kartiert die organischen Kohlenstoffvorräte im Boden in Tälern wie dem Réchy- und dem Binntal und ermittelt die Faktoren, die für ihre Stabilität verantwortlich sind. Diese Erkenntnisse helfen dabei, vorauszusehen, wie sich die alpinen Böden – und ihr organischer Kohlenstoff – im Zuge der Klimaerwärmung verändern werden.
3
Wir bilden Studenten und Praktikanten in Feldmethoden, Laborexperimenten, GIS/Modellierung sowie Projektmanagement und -überwachung aus und bringen so berufsreife Talente für Umweltberatungs-, Wasserkraft-, Agrotechnik- und Sanierungsunternehmen hervor.
Perspektiven und Herausforderungen
Die wichtigsten Möglichkeiten
Bewertung, wie die Dicke/Dauer der Schneedecke den Kohlenstoffkreislauf im Alpenboden verändert. Unterstützung der Landwirtschaft bei der Anpassung an heißere, trockenere Sommer (Wasserrückhalt, Deckfrüchte, Bodenbearbeitung). Verbesserung von Bodenmodulen in Modellen zur Vorhersage lokaler Klimaauswirkungen. Optimierung der Wiederherstellung von Feuchtgebieten für Netto-Kohlenstoffgewinne bei gleichzeitigem Methanmanagement. Aufbau offener Datensätze und Sensornetzwerke für die langfristige Überwachung der Alpen.
Wichtigste Herausforderungen
Trennung der Auswirkungen von Klima und Topographie/Landnutzung auf Bodenprozesse; raue alpine Bedingungen: Zugang, Sicherheit und Zuverlässigkeit der Instrumente; Skalierung von Mikrostandorten auf Einzugsgebiete bei gleichzeitiger Verfolgung der Unsicherheit; begrenzte Langzeitdaten; Harmonisierung von Messungen und Standards; Integration von Feld-, Labor- und Modellergebnissen in umsetzbare Leitlinien.
Zukünftige Partnerschaften
Kantonale Behörden und Landbewirtschafter
Microbiome Adaptation to the Changing Environment (MACE) (Anpassung des Mikrobioms an die sich verändernde Umwelt)
Prof. Ianina Altshuler
Microbiome Adaptation to the Changing Environment (MACE)
Im MACE-Labor untersuchen wir, wie Mikroben in Schnee, Eis und gefrorenen Böden überleben und sich anpassen. Durch Feldforschung, Laborexperimente und molekulare Analysen decken wir auf, wie diese widerstandsfähigen Lebensformen auf ein sich erwärmendes Klima reagieren und dazu beitragen, empfindliche alpine und polare Ökosysteme zu gestalten.
Forschungsthemen
1
Auftauen des Permafrostbodens und Freisetzung von Treibhausgasen: Wenn gefrorener Boden auftaut, wird eingeschlossener Kohlenstoff für Mikroben verfügbar, was zur Freisetzung von Treibhausgasen wie CO₂ und Methan führt. Wir untersuchen, wie sich mikrobielle Gemeinschaften mit der Erwärmung verändern und wie diese Veränderungen die Stabilität von Ökosystemen und die Rückkopplung mit dem Klima beeinflussen.
2
Mikrobielle Anpassung an die Kälte: Wir untersuchen, wie Mikroorganismen in Schnee, Eis und gefrorenen Böden überleben und aktiv bleiben. Sie verwenden spezielle biochemische Strategien, um bei Temperaturen unter Null zu funktionieren. Diese Anpassungen zeigen, wie das Leben auf Umweltveränderungen reagiert.
3
Mikrobielle Interaktionen und Symbiosen: Mikroben interagieren ständig, manchmal kooperieren sie, manchmal konkurrieren sie. Wir untersuchen, wie diese Beziehungen mikrobielle Gemeinschaften in kalten Umgebungen formen und wie Partnerschaften zwischen Mikroben und Pflanzen oder Tieren beiden helfen, sich an raue und sich verändernde Bedingungen anzupassen.
Unsere Schlüsselprojekte
Alpines Mikrobiom unter Druck
Auf mehreren Schweizer Alpengipfeln untersuchen wir anhand von passiven Erwärmungsflächen, wie sich steigende Temperaturen auf Bodenmikroben und Treibhausgasemissionen auswirken. Diese Experimente zeigen, wie Bergökosysteme auf die Erwärmung reagieren.
Eidgenössische Forschungsanstalt WSL
Schneerückgang in den Alpen
Wir untersuchen, wie sich eine verringerte Schneedecke auf alpine Böden und ihre Mikroben auswirkt, indem wir Feldparzellen mit Schneeentfernung und -zufuhr anlegen. Die Verfolgung der Veränderungen über die Jahreszeiten hinweg hilft uns zu verstehen, wie schrumpfende Schneedecken die Bodengesundheit, Nährstoffkreisläufe und Treibhausgasemissionen verändern.
Grönländische Mikroben auf neu freigelegtem Land
Wenn sich die Gletscher in Grönland im Zuge der Klimaerwärmung zurückziehen, entstehen neue Bodenökosysteme, in denen sich Mikroben schnell ansiedeln. Wir untersuchen, wie diese frühen Gemeinschaften leblose Sedimente in reichhaltigere Böden verwandeln und die Treibhausgasflüsse beeinflussen.
ECEO -EERL
Highlights
1
Unsere alpinen Feldstudien offenbaren eine reiche und einzigartige mikrobielle Vielfalt an verschiedenen Bergstandorten und zeigen, dass selbst nahe gelegene Ökosysteme unterschiedliche mikrobielle Gemeinschaften beherbergen können. Wir haben auch herausgefunden, dass alpine Böden zwar CO₂ freisetzen, viele aber gleichzeitig Methan (CH₄) aufnehmen und damit potenziell zum Ausgleich von Treibhausgasemissionen beitragen.
Team & talents
Größe des Laborteams
8 Personen im Labor (ohne Masterstudenten)
Regionale und gesellschaftliche Auswirkungen
1
Unsere Forschung hilft bei der Vorhersage, wie sich der Klimawandel auf alpine Berg- und Polarökosysteme auswirkt. Dies wird den Schutz und das öffentliche Bewusstsein für kalte Regionen fördern.
2
Die Erforschung der alpinen Böden und Schneesysteme im Wallis ermöglicht es uns, eine nachhaltige Landnutzung, die Erhaltung der biologischen Vielfalt und Klimaanpassungsstrategien in dieser sensiblen Alpenregion zu unterstützen.
3
Die Konservierung und Erforschung kälteangepasster mikrobieller Organismen eröffnet neue Möglichkeiten für eine nachhaltige Biotechnologie, von grüner Chemie und Umweltlösungen bis hin zu neuartigen Enzymen für industrielle Anwendungen.
Perspektiven und Herausforderungen
Die wichtigsten Möglichkeiten
Eine der wichtigsten Prioritäten ist es zu verstehen, wie die Erwärmung die alpinen Ökosysteme, die mikrobielle Aktivität und die Treibhausgasbilanz verändern wird. * An die Kälte angepasste Mikroben bieten ein ungenutztes Potenzial für nachhaltige biotechnologische und industrielle Innovationen.
Wichtigste Herausforderungen
Die Verknüpfung von mikrobiellen Daten mit Klimamodellen ist eine Herausforderung, kann aber die Vorhersage von Treibhausgasrückkopplungen erheblich verbessern.
Einwilligung zur Verwendung von Cookies
Indem Sie Ihren Besuch auf dieser Website fortsetzen, erklären Sie sich mit der Verwendung von Cookies zur Verbesserung Ihres Nutzererlebnisses und zur Erstellung von Besuchsstatistiken einverstanden.
Über nachstehende Schaltflächen können Sie Ihre Cookie-Einstellungen anpassen.
