Erhebung der Verbreitung und Lebensraumansprüche einheimischer Fledermausarten mittels bioakustischer synergetischer Mustererkennung

• Martin K. Obrist, Abteilung Biodiversität, WSL
• Ruedi Boesch, Abteilung Landschaftsinventuren, WSL
• Peter F. Flückiger, Fledermausschutz Kanton Solothurn, c/o Naturmuseum Olten

Ziele

Mit dem Projekt sollen in einer Felduntersuchung Lebensraumansprüche von einheimischen Fledermäusen bioakustisch mittels einer synergetischen Mustererkennung erhoben und die Resultate auf GIS analysiert werden. Zuvor wird die an der WSL entwickelte Methodik validiert und dann parallel zur Felduntersuchung kommerzialisiert.

Methodenvalidierung und Optimierung

• Kreuzvalidierung der an der WSL entwickelten akustischen, punktuellen Erfassungsmethode für Fledermäuse. Hypothese: Das neue synergetische Erkennungssystem übertrifft bisherige Methoden in Qualität und Effektivität und eignet sich als Monitoringinstrument
• Vervollständigung des Lautinventars
• Weiterentwicklung zum 'flächigen' (7 Aufnahmepunkte in je 100 m Abstand) automatischen Monitoringsystem
• Kommerzialisierung des Monitoringsystems

Methodenanwendung

• Differentielle Identifikation von Landschaftsstrukturen, die von Fledermäusen genutzt werden.
• Identifikation der artspezifischen Bedürfnisse an spezifischen Landschaftsstrukturen.
• Räumliche Analyse der artspezifischen Habitatsdaten mit GIS und Darstellung von Verbreitungspotentialkarten analog der 'Modellierung der potentiellen faunistischen Biodiversität mit einem Expertensystem'.

Stand der Kenntnisse, Erfahrungen und Infrastruktur

Seit 1995 wurde von uns weltweit erstmals ein automatisches Verfahren zur Artzuordnung von Fledermaus-Echoortungsrufen entwickelt und von 19 der 25 einheimischen Arten repräsentative Signale aufgenommen. Dies geschah im Rahmen des Kleinprojektes &Mac226;Akustische Bestimmung von Tierarten durch synergetische Mustererkennung‘. Unser Verfahren erlaubt eine automatisierte und standardisierte Arterkennung direkt im Feld. Es stellt damit eine vielversprechende und auch kommerzialisierbare Methode zur Abklärung der Habitatsnutzung sowie der lokalen Artenvielfalt dar. Es liegt damit auch im Sinne der Zielvorgaben der Schweizerischen Koordinationsstelle für Fledermausschutz.

Bisherige Versuche, die meist schwer zu behändigenden Fledermäuse anhand ihrer Ortungslaute im Feld zu identifizieren , basieren auf subjektiver Beurteilung akustischer Ultraschallumsetzungen, bedingen grosse Erfahrung des Beobachters und funktionieren nur für einen Teil der Arten oder in artenarmen Lebensräumen. Objektivere, aber geräte- und zeitintensive Methoden existieren bisher erst im Labor. Dabei werden Lautaufnahmen spektrographisch vermessen und die resultierenden Parameter unterschiedlichen Klassifikationsmechanismen unterworfen: Multivariate statistische Verfahren , Entscheidungsbäume oder künstliche neuronale Netzwerke.

Peter Flückiger und Martin Obrist bringen grosse Felderfahrung mit Fledermäusen allgemein, letzterer zusätzlich mit Bioakustik ein. Ruedi Boesch betreut als erprobter Apple-Macintosh-Programmierer die Softwareentwicklung. Im Moment steht uns ein Einzelplatzsystem für die Feldarbeiten zur Verfügung. Mit Hilfe der Ingenieurschule Biel (Elektronikentwicklung am Interdisziplinären Institut für Integrierte Schaltungen), Arthur Kölliker (WSL, Mechanische Teile, Kondensatormikrophone) und Peter Plüss (WSL, Elektronikmontage) möchten wir ein Detektorarray entwickeln, das ein flächigeres und effizienteres Monitoring als das Ein-Detektor-System erlaubt.

Methodik

Kreuzvalidierung

An geeigneten Aufnahmestandorten in unterschiedlichen Lebensräumen und Artengemeinschaften (Wald, Landwirtschaft, Auen, Hecken, Siedlung, etc.) wird mit dem vorhandenen Detektorsystem (Synergetische Mustererkennung) das Auftreten von Fledermäusen erhoben und die Effektivität und Abdeckung mit den Resultaten anderer Erhebungsmethoden verglichen (konventielle Detektorarbeit, Netz- und Harfenfallenfänge).

Detektorarray

Im Rahmen einer Semesterarbeit an der Ingenieurschule Biel wird die für das Monitoring notwendige Elektronik entwickelt. Herstellung mechanischer Teile und Gesamtmontage erfolgen an der WSL.

Habitatmonitoring

In den Kantonen Solothurn und Aargau werden während zwei Jahren in je 16 Nächten die beiden Detektorsysteme simultan an vergleichbaren Lebensraumstandorten betrieben. Das Nahrungsangebot (Insekten) wird gleichzeitig zur Störvermeidung an anderen, nahegelegenen, vergleichbaren Standorten mit Lichtfängen erhoben. Lebensraummerkmale der Aufnahmeorte werden nach standardisierten Verfahren erhoben. Artbeobachtungen des einen Standortes sollen zur Verifikation der GIS-Resultate des zweiten Standortes verwendbar sein.

Erwartete Resultate

• Artspezifische Information über die wenig bekannten Lebensraumansprüche einheimischer Fledermäuse und damit Grundlagen für den Schutz ihrer Jagdhabitate.
• Verbreitungspotentialkarten der einheimischen Fledermausarten.
• Einblick in die jahreszeitliche und tageszeitliche Variabilität der Habitatnutzung einheimischer Fledermäuse.
• Kommerzialisierung eines Detektorsystems zur standardisierten Erhebung akustisch auffälliger Tierarten.
• Möglichkeit des Einsatzes der operationalisierten Methode im 'Biodiversitätsmonitoring Schweiz' als Indikatoren Z7 und/oder Z9 aber nur an ausgewählten Stationen in Koordination mit dem von Peter Duelli vorgeschlagenen 'Rapid Biodiversity Assessment' (RBA) zur Aufnahme der punktuellen Wirbellosenvielfalt.