Handbuch: Praxis der akustischen Fledermauserfassung

Volker Runkel, Guido Gerding, Ulrich Marckmann

• Verlag: tredition
• Jahr: 2018
• ISBN:
  9783746974835
• Thema: Biological Sciences
• Thema: Science General

Keine andere Methode der Fledermauserfassung erfreut sich heute einer so großen Beliebtheit und Verbreitung im Rahmen von Umweltgutachten und ehrenamtlichen Tätigkeiten wie die akustische Erfassung. Der Wunsch nach Evidenzien bei der Bewertung von Eingriffen - und hier vor allem der Windenergie - sowie die Vielzahl an hochentwickelten Geräten auf dem Markt sind sicherlich ein Grund hierfür. Ein anderer Grund ist, dass sich diese Methode langsam aber sicher etabliert und eine Vielzahl von Untersuchungen ermöglicht. Noch vor einigen Jahren konnten beinahe nur anekdotische Daten mit Detektoren erhoben werden, die Vielzahl an modernen Geräten haben diese Methode weitergebracht. So befindet sie sich heute auf einem deutlich höherem Niveau.Wer sich mit der akustischen Erfassung beschäftigt wird jedoch schnell erkennen, dass es bei aller Euphorie doch auch recht viele offene Fragen zu den Möglichkeiten und Grenzen gibt. Klare Definitionen zum Umgang mit den Daten fehlen meist. So gibt es zum Beispiel keine eindeutig beschriebenen Aktivitätsindizes.Dieses Buch hat als Ziel einen Überblick der möglichen Anwendungen der akustischen Fledermauserfassung zu liefern. Ausführliche technische Vergleiche werden jedoch, abgesehen von wenigen Ausnahmen, nicht vorgenommen. Vielmehr werden die zahlreichen typischen Fragen zur Anwendung aufgegriffen. Wichtige technische Begriffe und physikalische Grundlagen zur Arbeit mit Ultraschall werden im letzten Kapitel kurz erläutert.

1 Akustische Erfassung von Fledermäusen

Die Anwesenheit von Fledermäusen im Freiland lässt sich sehr gut durch akustische Methoden feststellen. Die Tiere senden im Flug regelmäßig (2 bis 20 Mal je Sekunde) einen Ortungslaut aus. Anhand dieser Laute und deren Echos orientieren sich Fledermäuse und finden ihre Beute (Griffin et al. (1960); Griffin (1995)). Diese Ultraschall-Signale sind in der Regel nicht für Menschen hörbar. Daher muss ein technisches Hilfsmittel eingesetzt werden, das den Nachweis von Ortungsrufen und damit der Anwesenheit von Fledermäusen erlaubt. Heute gibt es viele verschiedene solche Fledermaus-Detektoren, die Schall hörbar machen oder für spätere Analysen speichern. Die technischen Unterschiede der Geräte wirken sich auf die Anwendung und vor allem die Nachweis-Sicherheit und Bestimmung von Fledermausarten aus. Nicht alle Geräte sind für alle Aufgaben gleich gut geeignet.

Es existieren eine Vielzahl von Mischer-, Teiler- und Zeitdehner-Detektoren (manueller Betrieb) sowie Echtzeit-Systemen (automatischer Betrieb). Letztere zeichnen sich dadurch aus, dass der Ton direkt digitalisiert und ohne Veränderung aufgezeichnet wird. Beschreibungen der technischen Umsetzungen finden sich ab Kapitel Mischer-/Heterodyndetektor (S. 220). Nur manche der verfügbaren Lösungen eignen sich uneingeschränkt für den autonomen Betrieb (passives Monitoring). Nicht immer ist der Einsatz trivial oder die Aufnahme-Qualität gut genug für die sichere Identifikation von Arten oder gar automatische Auswertungen.

Im Folgenden werden die Einsatzmöglichkeiten akustischer Erfassung vorgestellt und Vergleiche mit anderen Erfassungsmethoden kurz skizziert. Damit können die Möglichkeiten der Erfassung im Hinblick auf verfügbare akustische Erfassungssysteme sowie die akustische Erfassung generell abgeleitet werden.

1.1 Technologie-Überblick

Für die akustische Erfassung von Fledermäusen gibt es zahlreiche technische Hilfsmittel. Diese, als Fledermaus-Detektoren bezeichneten Geräte, sind in vielerlei Ausführungen erhältlich. Um diese Bandbreite an Lösungen zu skizzieren, werden die gängigen Gerätetypen kurz vorgestellt.

1.1.1 Hand-Detektoren für aktive Erfassung

Für den Handbetrieb gibt es verschiedene Detektoren, die Ultraschall für den Menschen in hörbare Töne umwandeln. Zumeist handelt es sich um Mischer- oder Teilerdetektoren (S. 220, S. 223) mit Lautsprecher oder Kopfhörer. Diese wandeln den nicht hörbaren Ultraschall in für uns hörbare Signale. Die Fledermausarten unterscheiden sich dann im Klangbild und Rhythmus. Heute gibt es darüber hinaus auch auf Smartphones basierende Geräte oder Zubehör für Tablets für die Ultraschallerfassung. Solche Lösungen bieten neben der akustischen Wiedergabe auch zusätzlich eine optische Anzeige der Rufe als Echtzeit-Sonagramm.

1.1.2 Detektoren für passive Erfassung

Im Gegensatz zu diesen aktiv zu betreibenden Geräten, müssen automatisch arbeitende Geräte Schall nicht hörbar machen: sie erzeugen Tonaufnahmen. Daher haben sie auch andere technische Ansprüche. Sie werden häufig stark vereinfacht als „Horchbox“ bezeichnet. Generell kann unter den Begriff „Horchbox“ jedes Gerät fallen, dass autonom im Feld akustische Daten erhebt. Der Begriff umfasst technisch sehr unterschiedlichen Lösungen, die sich insbesondere in der Möglichkeit der Artansprache deutlich unterscheiden. Eine genauere Definition von Geräten ist daher nötig. Bei Untersuchungen sollte die verwendete Technik und deren Einstellungen exakt angegeben werden und eben nicht nur der ungenaue Überbegriff „Horchbox“.

Im folgenden wird zwischen einer klassischen Detektor-Horchbox, einem Zeitdehner-Rekorder und einem Echtzeit-Rekorder unterschieden. Daneben existiert noch das Anabat-System, das sich neben die Echtzeit-Rekorder einordnen lässt.

Einfache Aufnahmesysteme bestehend aus Mischer- (S. 220) oder Teilerdetektor (S. 223) und einem daran angeschlossenen Tonaufnahmesystem werden seit mehr als 20 Jahren in Fledermausuntersuchungen eingesetzt (Meschede & Heller (2000); O’Donnell & Sedgeley (1994)). Diese Lösungen werden üblicherweise als Horchbox bezeichnet¹. In den ersten Jahren wurde durch eine Uhr mit Tonsignal die Uhrzeit regelmässig auf Band gespeichert. Die gesamte Technik war recht einfach gehalten. Es konnte nur eine einzelne Frequenz am Mischerdetektor eingestellt werden und somit auch nur der Bereich um diese Frequenz (maximal ±10 kHz) überwacht werden. Arten mit Ortungsrufen in anderen Frequenzbereichen wurden überhört. Durch den parallelen Einsatz zweier Geräte lässt sich dieses Problem lösen. Seit einigen Jahren gibt es auch Zweikanalgeräte, die zwei unabhängige Frequenzbänder überwachen. Moderne digitale Speicher zeichnen Laute mit Zeitstempel als WAVE oder MP3-Datei auf.

Diese einfachen Horchboxen erlauben in der Regel keine genaue Artansprache. Eine Unterteilung der Aktivität in Arten-Gruppen ist jedoch in der Regel gut möglich. Mit etwas Erfahrung lassen sich manche Arten wie zum Beispiel die Breitflügelfledermaus und Abendsegler, ebenso wie Zwerg- und Rauhhautfledermaus dennoch einigermassen sicher unterscheiden. Die Daten werden durch abhören der aufgezeichneten Signale ausgewertet. Dies ist vergleichbar mit der Artansprache im Feld, wobei aber die Frequenz des Mischer-Detektors fix eingestellt ist. Somit kann im Gegensatz zur normalen Bestimmung keine genaue Einordnung der Ruffrequenzen erfolgen (siehe auch S. 56). Die Auswertung ist relativ aufwendig und limitiert den Einsatz der Geräte. Für eine schnelle Erfassung der Aktivität an einem Standort in einer Nacht eignen sich solche Horchboxen nach wie vor, wenn keine andere Technik zur Verfügung steht.

Eine Horchbox-Variante stellt die Koppelung eines Zeitdehner-Detektors mit digitalem Speicher dar (S. 224). Solche „Dehner-Rekorder“ sind in vielen Aspekten analog zur klassischen Horchbox, aber erlauben eine bessere Artansprache. Die Rufe werden in einer mit dem Computer analysierbaren Form aufgezeichnet. Ein Nachteil ist die Totzeit des Systems beim 10-fach verlangsamten Abspielen der internen Aufnahme. Nach Beendigung einer Aufnahme gibt der Detektor diese 10-fach verlangsamt wieder, damit der WAVE-Rekorder die Aufnahme speichern kann. Weitere Aufnahmen können erst im Anschluss erstellt werden. Dehner-Rekorder sind heute durch die Echtzeit-Rekorder obsolet geworden und nur noch sehr selten in Verwendung als passive Aufnahmesysteme.

Die modernste Variante für die automatische, akustische Erfassung von Fledermäusen sind Echtzeit-Rekorder. Diese Speichern die Rufe mit hoher Samplerate (300 kHz oder höher) digital und erlauben im Idealfall die direkte, automatische Weiterverarbeitung am Rechner. Mit entsprechender Stromversorgung und Wetterfestigkeit laufen diese Geräte auch im akustischen Dauermonitoring über mehrere Monate kontinuierlich.

Eine ähnliche Lösung stellt das Anabat-System dar. Dieses speichert die Daten jedoch nicht als Echtzeit-Tondaten ab, sondern reduziert diese mittels einer Nulldurchgangsanalyse nach erfolgter Teilung des Signals. Dies kann sich negativ auf die Artansprache auswirken.

1.2 Gute fachliche Praxis

Durch die Verfügbarkeit zahlreicher Erfassungssysteme und durch die automatische Rufanalyse sind akustische Methoden mittlerweile sehr beliebt (Brinkmann et al. (2011); Newson et al. (2014)). Für manche Fragestellungen stellen sie ein mächtiges Werkzeug dar. Belastbare Untersuchungen zeichnen sich jedoch meist dadurch aus, dass ein Mix unterschiedlicher Methoden angewendet wird (Hurst et al. (2015)). Neben mobiler und stationärer akustischer Erfassung sollten daher auch etablierte Methoden wie Netzfang, Telemetrie oder Quartierkontrollen nicht ausser Acht gelassen werden. Häufig ist der parallele Einsatz akustischer sowie nicht-akustischer Methoden hilfreich, um detaillierte Informationen zur vorgefunden Aktivität und der Populationsstruktur zu erhalten. Nur so kann der Einfluss von Landschaftsveränderungen auf die vorhandenen Fledermauspopulationen sinnvoll ermittelt werden.

Allen verfügbaren Methoden - akustisch und nicht akustisch - ist gemein, dass sie selektiv für Arten sind und sich meist nur für eingeschränkte Fragestellungen eignen. Dennoch sind die gängigen Methoden nicht ohne Grund in der Fledermausforschung etabliert. Auch entwickeln sich immer wieder neue Methoden, teils aus Kombination bestehender Lösungen, aber auch gänzlich neue Werkzeuge erscheinen auf dem Markt. Bei der Planung von Untersuchungen sollten daher alle Optionen berücksichtigt werden. Durch eine möglichst genau Definition der gewünschten und benötigten Ergebnisse können dann die geeigneten Methoden herausgefiltert werden.

1.3 Methodenübersicht Akustik

Die akustische Erfassung von Fledermäusen ist eine von mehreren Methoden zur Ermittlung von Fledermausaktivität. Im Rahmen der akustischen Erfassung muss zwischen der aktiven Erfassung (menschlicher Bearbeiter mit Fledermausdetektor) und der passiven Erfassung (automatisches Monitoring) unterschieden werden.

1.3.1 Automatische Erfassung - Passives Monitoring

Hierunter versteht man Lösungen, die im Feld aufgebaut werden und dann für eine gewisse Zeit autonom (passiv) die Rufe jedes Fledermauskontakts aufzeichnen. Dabei werden die Töne so gespeichert, dass eine Auswertung am Rechner durchgeführt werden kann. Einfache Detektortypen (Mischer, Teiler) werden hierfür - mit Ausnahme einfacher Horchboxen - nicht verwendet.

An automatische Erfassungs-Systeme gibt es zahlreiche Ansprüche (Hayes (2000, 1997)). Generell sollte eine solche Lösung für längere Zeit (wenigstens mehrere Nächte) ohne Wartung laufen. Es sollte jede vorbeifliegende Fledermaus reproduzierbar aufgezeichnet werden, die Lage der Fledermaus zum Detektor darf dabei keinen großen Einfluss auf die Aufzeichnung haben (Omnidirektionalität). Die Aufnahmen sollten in solcher Qualität vorliegen, dass eine automatische, objektive Vermessung und Bestimmung durchgeführt werden kann.

Einige Systeme sind hoch-optimiert für diese automatische, passive Erfassung von Fledermausaktivität über lange Zeiträume (Dauer einer Nacht oder mehrere Nächte). Als eigenständige Lösung arbeiten sie dann autonom und erlauben den gleichzeitigen Einsatz anderer Methoden durch den Bearbeiter vor Ort. Verschiedene automatische Lösungen stehen zur Verfügung, jede hat eigene Vor- und Nachteile. Solche Lösungen sind zum Beispiel Elekon Batlogger, Wildlife Acoustics SM4BAT, ecoObs batcorder, das Avisoft-System oder Anabat. Wir verzichten an dieser Stelle auf eine detaillierte Vorstellung der einzelne Geräte. Jedoch finden Sie im Kapitel 9 Kriterien für Detektorsysteme eine Übersicht der Ansprüche an Geräte und einige Anmerkungen zur verfügbaren Technik.

1.3.2 Horchboxen

Einfache Horchboxen, bestehend aus einem Mischer- oder Teilerdetektor gekoppelt mit einem Diktiergerät (oder anderem Tonaufzeichnungsgerät), eignen sich zur stichprobenartigen Messung von Aktivität an einem Standort für die Dauer einer Nacht. Sie sind günstig, erlauben aber nur begrenzte Aussagen bezüglich des genauen Artenspektrums. Kommen diese einfachen Horchboxen zum Einsatz, müssen für eine repräsentative Erfassung je Standort immer mindestens zwei Geräte parallel mit Frequenzwahl bei ca. 25 und bei 40/45 kHz eingesetzt werden. Nur so werden alle wichtigen Artengruppen erfasst (Nyctaloidrufende bei 20 bis 30 kHz und Pipistrelloide sowie Myotis-Arten bei 40 bis 50 kHz). Alternativ können Zweikanal-Geräte mit zwei unabhängigen Frequenzwählern verwendet werden. In manchen Regionen kann so die Mückenfledermaus jedoch nicht sicher erfasst werden, die bei 55 bis 60 kHz ruft. Der zeitliche Aufwand der Auswertung von Horchbox-Aufnahmen ist sehr groß. Dafür ist die Anschaffung sehr günstig.

1.3.3 Mobile akustische Erfassung

Mit einem Handdetektor kann mobil Fledermaus-Aktivität erfasst werden (Transekte; aktive Erfassung). Damit können sehr leicht Daten aus der Fläche des Untersuchungsgebietes gewonnen werden. Bei der mobilen Erfassung bewegt sich der Bearbeiter zu Fuß, mit dem Fahrrad oder mit dem Auto durch das Untersuchungsgebiet. Für die Erfassung gibt es unterschiedliche Protokolle. So kann dauerhaft oder an regelmässigen Stopps Aktivität erfasst werden. Das genaue Vorgehen muss an die Gegebenheiten vor Ort und die gewünschten Ergebnisse angepasst werden. So sind große Flächen zu Fuß unter Umständen nicht sinnvoll begehbar und der Einsatz eines Fahrrads ist sinnvoller. Muss man sich durch vegetationsreiche Flächen bewegen, in denen beim Gehen Ultraschall-Lärm erzeugt wird, dann sind Punkt-Stopp-Transekte sinnvoll. So überhört man Fledermäuse nicht, da keine lauten Geräusche durchs Gehen vorhandene Rufe überlagern. Das genaue Vorgehen sollte zu Beginn der Untersuchung festgelegt werden. Das erarbeitete Protokoll darf dann nicht mehr verändert werden, um die Erhebungen auch vergleichen zu können. Auch sollte es genau dokumentiert werden, damit zum Beispiel verschiedene Bearbeiter bei der Erfassung gleich vorgehen können. Unter Umständen gibt es Vorgaben durch eine Behörde in Form von Erfassungsstandards.

Die mobile Erfassung ist optimal, um Funktionen von Strukturen oder Flächen für Fledermäuse zu ermitteln. Dadurch, dass man sich im Habitat aufhält, kann man durch Beobachtungen des Verhaltens der Tiere häufig fundierte Daten sammeln. So können Flugwege ebenso wie potenzielle Quartierbereiche mit etwas Erfahrung schnell erkannt werden. Auch eignet sie sich zur Erkennung von Hotspots, die dann über mehrere Nächte oder Wochen mittels passiver Erfassung überwacht werden können.

1.4 Exkurs: Nicht-akustische Methoden

Die folgenden Beschreibungen anderer gängiger Methoden der Fledermauserfassung und Forschung sollen als kurzer Überblick dienen. Im Hinblick auf eine fachlich umfassende Untersuchung von Fledermäusen ist ein Mix der verfügbaren akustischen und nicht-akustischen Methoden empfehlenswert oder sogar nötig. Nicht alle Fragestellungen können alleinig durch eine akustische Erfassung bearbeitet werden.

1.4.1 Netzfang

Für die spätere Beurteilung einer Fläche in Bezug auf Fledermäuse sind Parameter wichtig, die akustisch nur bedingt oder überhaupt nicht erfassbar sind. Insbesondere die Populationsstruktur, Altersund Geschlechterverhältnis lassen sich nur durch den Fang von Individuen ermitteln. Dafür werden spezielle Japan- oder Puppenhaarnetze eingesetzt. Der Netzfang ist eine selektive Methode, da m...

Inhaltsverzeichnis

• Cover
• Titelblatt
• Urheberrecht
• Inhaltsverzeichnis
• 1. Akustische Erfassung
• 2. Beispiele akustischer Untersuchungenen
• 3. Planung akustischer Untersuchungen
• 4. Manuelle und automatische akustische Erfassung
• 5. Manuelle Artbestimmung
• 6. Automatische Artbestimmung
• 7. Vergleich der Bestimmungsmethoden
• 8. Tücken der Rufanalyse
• 9. Kriterien für Detektorsysteme
• 10. Interpretation der Ergebnisse
• 11. Qualitätssicherung von Gutachten
• 12. Möglichkeiten und Grenzen des Gondelmonitoring
• 13. Fledermausrufe
• 14. Schallphysik, Schallverarbeitung und technische Aspekte
• Literaturverzeichnis
• Abbildungsverzeichnis