ECEO entwickelt entwickeln wir Technologien zur Überwachung der Erde mit digitalen Daten. Wir nutzen Daten aus verschiedenen Quellen (vom Smartphone bis zum Satelliten) und entwickeln Algorithmen, die eine raum-zeitliche Überwachung unserer sich verändernden Erde ermöglichen. Wir untersuchen Landprozesse, Unterwasser-Ökosysteme und die Dynamik von Ökosystemen, zum Beispiel im Zusammenhang mit Tierschutz und Waldüberwachung.
Forschungsthemen
1
Entwicklung von KI-Algorithmen, um digitale Daten über die Erde sinnvoll zu nutzen
2
Überwachung gefährdeter Ökosysteme wie Korallenriffe und tropische Wälder
3
Kartierung der Verteilung von Arten (Tiere und Pflanzen) und ihrer räumlichen und zeitlichen Ausbreitung, insbesondere unter dem Einfluss des Klimawandels
Unsere Schlüsselprojekte
WildAI
Wir untersuchen das Verhalten alpiner Wildtiere im Schweizer Nationalpark mittels Kamerafallen, die bei Bewegung vorbeilaufender Tiere automatisch Videos aufzeichnen.
Kartierung und Monitoring von Korallenriffen im Roten Meer
Wir entwickeln KI-Methoden zur Kartierung und zum Monitoring von Korallenriffen im Roten Meer. Dabei unterstützen wir lokale Überwachungsprogramme und bauen mit dedizierten Workshops Kapazitäten in Anrainerländern auf.
Transnationales Zentrum Rotes Meer (EPFL)
Universität von Dschibuti Universität Rotes Meer
DVPS
Mit einem internationalen Konsortium erforschen wir neue Wege zur Entwicklung von "foundation models", d.h. genereller KI-Modelle, die Probleme verschiedenster Natur auf einmal lösen können.
Wettbewerb für KI-gestützte Korallenkartierung mittels standardisiertem Datensatz in Makassar, Indonesien (2025). Veröffentlichung einer landesweiten Karte der oberen Baumgrenze
2
D. Tuia, hoch zitierter Clarivate-Forscher 2025
3
DVPS, Horizont Europa
Team & talents
Grösse des Laborteams
17 Personen
Fähigkeiten und Know-How des Forschungsteams
Algorithmen des maschinellen Lernens zum Verständnis von Umweltprozessen, Kostengünstige Überwachungssysteme auf der Grundlage von Kamerafallen (Mammalps-Projekt mit dem Schweizerischen Nationalpark), GoPro-Kameras (Überwachung von Korallenriffen) und Drohnen (WildDrone-Projekt in Kenia und Namibia)
Regionale und gesellschaftliche Auswirkungen
1
Wir liefern reproduzierbare Algorithmen und wissenschaftliche Resultate in grossem Massstab über den Status und die Entwicklung diverser kritischer Ökosysteme der Erde
2
Wir arbeiten mit verschiedenen Dienststellen des Kantons (Geoinformation, Wald und Landwirtschaft) zusammen im Rahmen der Entwicklung zukunftsweisender Technologien zur automatischen Kartierung räumlicher Phänomene.
3
Zusammen mit operationellen (Swisstopo) und/oder industriellen (AXA) Partnern entwickeln wir neue Methoden zur effizienteren und umfänglicheren Auswertung von Geodaten.
4
Wir bilden die nächste Generation von Umweltingenieuren mit Data Science-Fachwissen aus und bereiten sie auf zukünftige Forschungs- und Datenanalyseprojekte vor, insbesondere mit Schwerpunkt auf den Umgang mit Big Data und multimodaler Daten.
Perspektiven und Herausforderungen
Zukunftsweisende Entwicklungen
Die Demokratisierung von KI ist eine grosse Chance, unsere Forschungsprojekte umfänglicher auszubauen
Das grosse Interesse an der KI-Technologie im Wallis hilft uns, mit verschiedenen regionalen Schlüsselakteuren in Kontakt zu treten
Zukünftige Partnerschaften
Ausweitung unserer Korallentechnologie auf andere Riffe der Welt im Hinblick auf ein ziviles Überwachungssystem
Weiterentwicklung unserer Methode zur Kartierung von blauem Eis für weitere relevante Phänomene in der Polarregion
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.
Verständnis der gekoppelten physikalischen, chemischen und biologischen Prozesse in Hochgebirgsbächen und -flüssen im Zusammenhang mit dem Klimawandel.
Forschungsthemen
1
Verstehen der Auswirkungen des Klimawandels auf die Ökosysteme der Hochgebirgsflüsse.
2
Kartierung der biologischen Komplexität in gletschergespeisten Bächen.
3
Verstehen der Rolle der Flüsse für den globalen Kohlenstoffkreislauf.
Unsere Schlüsselprojekte
BREATHE
In Zusammenarbeit mit führenden europäischen Forschungsinstituten entwickeln und testen wir neue Indikatoren für die Wasserqualität, die auf Sensortechnologien und Modellierung basieren.
Umweltdienst
SENTINELS
Wir kombinieren Feldforschung mit Sensortechnik und Modellierung, um hydrologische Systeme und die Biogeochemie von Kohlenstoff in Hochgebirgsflüssen unter dem Einfluss verschiedener Gletschertypen vorherzusagen.
VIRUS
Mit einer Kombination aus Feldforschung, Experimenten im Labormaßstab und moderner Bioinformatik untersuchen wir die Auswirkungen von Umweltviren auf die bakterielle Artenvielfalt in von Gletschern gespeisten Bächen.
EPFL, Institut Pasteur Paris
Highlights
1
Das Projekt „Verschwindende Gletscher“ der NOMIS-Stiftung und das Projekt „PAMIR“ von SPI wurden erfolgreich abgeschlossen.
2
Projekt BREATHE
3
Veröffentlichungen in führenden Fachzeitschriften (z. B. Nature, Nature Geoscience)
Team & talents
Größe des Laborteams
Rund 20 Mitglieder aus 13 Ländern.
Spezifisches Teammitglied
Wai Hoe Chin ist ein herausragender Wissenschaftler, der sich unermüdlich für die Entwicklung neuer Methoden zum Nachweis und zur Charakterisierung neuartiger Viren aus Flüssen einsetzt.
Vom wissenschaftlichen Team entwickelte Fähigkeiten
Durchführung wissenschaftlicher Forschung; Planung anspruchsvoller Expeditionen; Interaktion mit Interessengruppen;
Regionale und gesellschaftliche Auswirkungen
1
Frühwarnsysteme für die Verschlechterung des Zustands von Flussökosystemen.
2
Umsetzung neuer Strategien zur Überwachung der Wasserqualität.
3
Durchführung einer erstmaligen Sammlung von Viren aus Walliser Bächen.
Perspektiven und Herausforderungen
Priorität 1
Gründung von MIC – Microbial Initiative for the Cryosphere bei ALPOLE
Priorität 2
Sicherstellung der Finanzierung von Forschungsarbeiten im Wallis und in Grönland
Wichtigste Herausforderungen
Beschaffung von Mitteln für die entdeckungsorientierte Forschung.
Zukünftige Partnerschaften
Mit dem Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie und dem Institut Pasteur Paris.
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