Dr. Beat Frey

Dr. Beat Frey

Funzione

Responsabile di gruppo

Unità

Biodiversità ed ecologia della conservazione

Gruppo

Processi della rizosfera

  

Eidg. Forschungsanstalt WSL
Zürcherstrasse 111
8903 Birmensdorf

Sito

WSL Birmensdorf Bi MG D 32

Funktion

Gruppenleiter Rhizosphären-Prozesse

Ausbildung

  • 1987: dipl. ing. agr. ETH Zürich
  • 1993: Dr. sc. techn. ETH Zürich

Forschungsinteressen

  • Microbial Ecology: Application of molecular markers to characterize the structure and function of key microbial populations in the soil. Mikrobielle Ökologie
  • Soil microbiome, soil microbial diversity, next generation sequencing of pyrotags
  • Rhizosphere Research: Assessing of the complex plant-soil-microbe interactions under the impact of global change
  • Biogeochemistry: Elucidation of undesirable effects on key mircobial processes (litter decomposition and CO2 effluxes from soils) by management practises and anthropogenic impact

Lehre

"Bodenbiologie" ETH Zürich 701-0524-00L, zusammen mit Otto Daniel

Publikationsliste

Google Scholar

Themen Masterarbeiten

Microbial colonization and its effects on mineral weathering 

Thema Microbial ecology
Arbeiten Retreating glaciers create new forelands which will be first colonized by microorganisms. The goal of this study is to get a better integrated understanding of the microbial community succession in relation to bioweathering, re-colonization of fresh rocks and initial soil formation at Damma glacier.
Arbeitsort Birmensdorf
Zeitraum Not determined
Voraussetzungen Knowledge in microbiology or molecular biology
Links  
Kontakt Beat Frey, 044 739 25 41, beat.frey@wsl.ch

Effects of soil compaction on soil functions and soil microbial communities

Thema Microbial ecology
Arbeiten Soil compaction caused by passage of logging machinery reduces the soil air capacity. Prolonged compaction of forest soils might enhance greenhouse gas-producing microbial activities and induce a change in the soil microbial community and favour organisms capable of tolerating anoxic conditions.
Arbeitsort Birmensdorf
Zeitraum Not determined
Voraussetzungen Knowledge in microbiology or molecular biology
Links  
Kontakt Beat Frey, 044 739 25 41, beat.frey@wsl.ch

Lehre

ETH Zürich

Bodenbiologie (701-0524-00L)

Lernziele:

  • Grundkenntnis der Strukturen und Funktionen der Biozönosen im Boden
  • Verständnis von Konzepten, die erlauben, die biologisch katalysierten Prozesse im Boden qualitativ und quantitativ zu erfassen

Inhalt:

  • Struktur des Biotops Boden: Chemische, physikalische und biologische Faktoren Kopplung Boden-Wasser-Luft
  • Struktur der Biozönosen im Boden
  • Interaktionen Bodenfauna-Umwelt und Bodenmikroorganismen-Umwelt
  • Stoffkreisläufe und biologisch katalysierte Prozesse im Boden
  • Evaluation von bodenbiologischen Methoden

Projects

Mit innovativen DNA-Methoden erforschen wir die verborgene Vielfalt der Bodenorganismen – von Regenwürmern bis Milben – und schaffen neue Grundlagen für ein besseres Verständnis und Monitoring der Boden-Biodiversität.

Im Chreienriet wird eine ehemalige Moorfläche ökologisch aufgewertet, indem der Wasserhaushalt wiederhergestellt und der stark degradierte Boden regeneriert wird. Ziel des Projekts ist es, die natürlichen Funktionen des Moors zu revitalisieren, die Bodenentwicklung langfristig zu überwachen und zu erforschen, wie sich die Renaturierung auf Bodenfunktionen und mikrobielle Lebensgemeinschaften auswirkt.

Das Projekt entwickelt eine Methode, um mit DNA-Analysen die funktionelle Leistungsfähigkeit von Böden zu bewerten und so ihre Gesundheit und ökologische Rolle besser zu verstehen.

Erprobung der Kosteneffizienz von Indikatoren für die biologische Vielfalt des Bodens und der Bereitstellung von Ökosystemleistungen auf der Grundlage der biologischen Vielfalt des Bodens, um bessere Lösungen für die Landbewirtschaftung zu entwickeln, die die EU-Bodenstrategie wirksam umsetzen.

Der schnell voranschreitende Klimawandel in den Schweizer Alpen treibt den Gletscherschwund an und taut Permafrost auf. Wir erforschen die Auswirkungen dieser drastischen Veränderungen auf die alpine Biodiversität.

Die kalten Lebensräume unserer Schweizer Alpen und der Arktis befinden sich in einem Wandel und drohen zukünftig ganz oder teilweise zu verschwinden. Mit ihnen verschwinden auch eine noch kaum erforschte Vielfalt an Mikroorganismen, die sich ans Leben an vermeintlich lebensfeindlichen Orten angepasst haben. Durch die Kryokonservation von Mikroorganismen ebendieser Lebensräume kann ein Teil der heutigen Biodiversität in Biobanken erhalten bleiben.

Wir erforschen Gletscher als Refugium für mikrobielle Lebensformen in den Schweizer Alpen. Diese Organismen leben Tausende von Jahren im Eis und kommen nun durch die Klimaerwärmung wieder zum Vorschein.

The ExtremeThaw project is working to enhance our understanding of rapid permafrost thaw in Switzerland’s alpine regions, helping to shape effective response strategies.

Das Projekt untersucht, wie gut zukunftsfähige Baumarten während der Verjüngungsphase in einem Klima mit wärmeren Wintern und heiss-trockenen Sommermonaten wachsen, wie sie sich gegenseitig beeinflussen und welche Auswirkungen ihre Präsenz auf den Boden und die darin lebenden Organismen hat.

Die weltweite Plastikverschmutzung ist zu einem dringenden Problem geworden, das die Umwelt und das menschliche Wohlergehen bedroht. Selbst sehr abgelegene Regionen in der Arktis und in den Alpen sind mit Mikroplastik verschmutzt. Plastik abbauende Mikroorganismen und ihre Enzyme könnten dazu beitragen, das Plastikrecycling nachhaltiger zu gestalten.

Mycorrhizal fungi play a major role in the turnover of soil organic matter (SOM), providing their plant hosts with nutrients by decomposing SOM, whilst in direct competition with free living microbes.

Wir erforschen den Permafrost als Refugium für mikrobielle Lebensformen in den drei Polen (Alpen, Arktis, Antarktis). Diese Organismen leben Tausende von Jahren im Permafrost und Eis. Was passiert mit ihnen, wenn sie durch die Klimaerwärmung aus ihrem „Dornröschenschlaf“ geweckt werden?

Langfristige Klimaexperimente zur Untersuchung der Reaktionen des alpinen Bodenmikrobioms und Bodenfunktionen auf den Klimawandel.

Dieses Projekt untersucht die Wirkungen agrar- und umweltpolitischer Massnahmen auf die Biodiversität und die Ökosystemleistungen landwirtschaftlicher Produktionssysteme.

Wir untersuchen die Ansprüche und Verbreitung der Roten Waldameisen in der Schweiz. Dazu wurden auf jeder LFI-Fläche Absenz/Präsenz dieser Insekten untersucht.

Publications

Cuartero J., Brunner I., Schaub M., Gwiazdowicz D.J., Skubała P., Qin J., … Frey B. (2025) Comparing soil microarthropod communities derived directly from soil DNA metabarcoding with those from morphological assessment in a drought-prone and irrigated pine forest. Appl. Soil Ecol. 209, 106042 (14 pp.). doi:10.1016/j.apsoil.2025.106042 Institutional Repository DORA

Cuartero J., Briones M.J.I., Rast B.M., Stierli B., Maurer-Troxler C., Hug A.S., … Frey B. (2025) Earthworm and enchytraeid indicator taxa of different land-use types identified using soil DNA metabarcoding. Appl. Soil Ecol. 206, 105891 (16 pp.). doi:10.1016/j.apsoil.2025.105891 Institutional Repository DORA

Feng M., Varliero G., Perez-Mon C., Robinson S., Qi W., Stierli B., Frey B. (2025) Permafrost thawing by soil transplantation alters the functional genetic potential of the alpine permafrost microbiome. Geoderma. 458, 117339 (12 pp.). doi:10.1016/j.geoderma.2025.117339 Institutional Repository DORA

Jian Z., Zeng L., Lei L., Frey B., Liu C., Shen Y., … Li M.H. (2025) Fungi stimulate organic phosphorus fraction transformation in subtropical masson pine plantation soils after nine years of thinning and understory removal. Ecol. Process. 14(1), 23 (13 pp.). doi:10.1186/s13717-025-00586-0 Institutional Repository DORA

Mandolini E., Probst M., Telagathoti A., Frey B., Rodriguez L.M., Fornasier F., … Peintner U. (2025) Determinism and stochasticity drive microbial community assembly and microbial interactions in calcareous glacier forefields. Appl. Environ. Microbiol. 91(6), e00302-25 (20 pp.). doi:10.1128/aem.00302-25 Institutional Repository DORA

Praeg N., Steinwandter M., Urbach D., Snethlage M.A., Alves R.P., Apple M.E., … Seeber J. (2025) Biodiversity in mountain soils above the treeline. Biol. Rev. doi:10.1111/brv.70028 Institutional Repository DORA

Wang K., Shen X., Gao D., Lembrechts J.J., Li M.H., Frey B., … Bai E. (2025) Biogeographic patterns of soil microbial biomass in alpine ecosystems depend on local rather than regional drivers. Glob. Ecol. Biogeogr. 34(7), e70095 (12 pp.). doi:10.1111/geb.70095 Institutional Repository DORA

Anthony M.A., Tedersoo L., De Vos B., Croisé L., Meesenburg H., Wagner M., … Averill C. (2024) Fungal community composition predicts forest carbon storage at a continental scale. Nat. Commun. 15, 2385 (13 pp.). doi:10.1038/s41467-024-46792-w Institutional Repository DORA

Cuartero J., Frey B., Eder R., Brunner I. (2024) More than a decade of irrigation alters soil nematode communities in a drought-prone Scots pine forest. Appl. Soil Ecol. 203, 105621 (10 pp.). doi:10.1016/j.apsoil.2024.105621 Institutional Repository DORA

Cuartero J., Querejeta J.I., Prieto I., Frey B., Alguacil M.M. (2024) Warming and rainfall reduction alter soil microbial diversity and co-occurrence networks and enhance pathogenic fungi in dryland soils. Sci. Total Environ. 949, 175006 (15 pp.). doi:10.1016/j.scitotenv.2024.175006 Institutional Repository DORA

Feng M., Robinson S., Qi W., Edwards A., Stierli B., van der Heijden M., … Varliero G. (2024) Microbial genetic potential differs among cryospheric habitats of the Damma glacier. Microb. Genom. 10(10), 001301 (17 pp.). doi:10.1099/mgen.0.001301 Institutional Repository DORA

Frey B., Aiesi M., Rast B.M., Rüthi J., Julmi J., Stierli B., … Brunner I. (2024) Searching for new plastic-degrading enzymes from the plastisphere of alpine soils using a metagenomic mining approach. PLoS One. 19(4), e0300503 (23 pp.). doi:10.1371/journal.pone.0300503 Institutional Repository DORA

Ma C., Zhao T., Baoyin T., Han X., Frey B., Yang J., Dong S. (2024) Long-term grazing reduces soil fungal network complexity but enhances plant-soil microbe network connectivity in a semi-arid grassland. Sci. Total Environ. 954, 176498 (9 pp.). doi:10.1016/j.scitotenv.2024.176498 Institutional Repository DORA

Varliero G., Lebre P.H., Adams B., Chown S.L., Convey P., Dennis P.G., … Cowan D.A. (2024) Biogeographic survey of soil bacterial communities across Antarctica. Microbiome. 12(1), 9 (22 pp.). doi:10.1186/s40168-023-01719-3 Institutional Repository DORA

Varliero G., Frossard A., Qi W., Stierli B., Frey B. (2024) Metatranscriptomic responses of High-Arctic tundra soil microbiomes to carbon input. Soil Biol. Biochem. 197, 109539 (16 pp.). doi:10.1016/j.soilbio.2024.109539 Institutional Repository DORA

Wang M., Frey B., Li D., Liu X., Chen C., Liu Y., … Li M.H. (2024) Effects of organic nitrogen addition on soil microbial community assembly patterns in the Sanjiang Plain wetlands, northeastern China. Appl. Soil Ecol. 204, 105685 (14 pp.). doi:10.1016/j.apsoil.2024.105685 Institutional Repository DORA

Wang M., Li D., Liu X., Chen C., Frey B., Sui X., Li M.H. (2024) Global hierarchical meta-analysis to identify the factors for controlling effects of antibiotics on soil microbiota. Environ. Int. 192, 109038 (18 pp.). doi:10.1016/j.envint.2024.109038 Institutional Repository DORA

Wang M., Li D., Frey B., Gao D., Liu X., Chen C., … Li M. (2024) Land use modified impacts of global change factors on soil microbial structure and function: a global hierarchical meta-analysis. Sci. Total Environ. 935, 173286 (19 pp.). doi:10.1016/j.scitotenv.2024.173286 Institutional Repository DORA

Wang M., Li D., Liu X., Chen C., Frey B., Sui X., Li M.H. (2024) Microplastics stimulated soil bacterial alpha diversity and nitrogen cycle: a global hierarchical meta-analysis. J. Hazard. Mater. 480, 136043 (14 pp.). doi:10.1016/j.jhazmat.2024.136043 Institutional Repository DORA

Xin S., Wang M., Frey B., Yingnan L., Rongtao Z., Hongwei N., … Li M.H. (2024) Differential responses of soil bacterial and fungal communities to simulated nitrogen deposition in a temperate wetland of northeastern China. J. Soil Sci. Plant Nutr. 24, 467-482. doi:10.1007/s42729-023-01557-0 Institutional Repository DORA

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