Die Klangwelt des Schwärmens

Machbarkeitsstudie für eine nicht-invasive akustische Artbestimmung von schwärmenden Myotis-Fledermäusen

Fledermäuse senden Echoortungsrufe aus, um sich in ihrer überwiegend dunklen Umgebung zu orientieren. Die Aufzeichnung artspezifischer Rufe kann die Identifizierung von Arten erleichtern, insbesondere dann, wenn die Verwendung von Fangnetzen nicht möglich ist. Einige Arten, wie z. B. Myotis-Fledermäuse, können jedoch akustisch schwer zu unterscheiden sein. In stark frequentierten Situationen, in denen sich die Rufe vieler Individuen überschneiden, werden die feinen Unterschiede zwischen den Arten zusätzlich gemindert.

Wir haben versucht, die Phänologie von Myotis-Fledermäusen während des herbstlichen Schwärmens in einem bekannten Überwinterungsquartier nicht invasiv zu untersuchen. Dazu haben wir in Nächten mit hoher Schwarmaktivität Sequenzen sich überlappender Echoortungsrufe (N = 564) aufgezeichnet und spektrale Parameter (Spitzenfrequenz, Startfrequenz, spektraler Schwerpunkt) sowie lineare Frequenz-Cepstral-Koeffizienten (LFCCs) extrahiert, die zusätzlich die Klangfarbe der Rufe umfassen. Wir verwendeten diese Parameterkombination in einer schrittweisen diskriminanten Funktionsanalyse (DFA), um die Rufsequenzen auf Artniveau zu klassifizieren. Ein Satz zuvor identifizierter Rufsequenzen von einzeln fliegenden Myotis daubentonii und Myotis nattereri, den häufigsten Arten an unserem Untersuchungsort, diente als Trainingssatz für die DFA. 90,2 % der Rufsequenzen konnten entweder M. daubentonii oder M. nattereri zugeordnet werden, was darauf hindeutet, dass es sich um die zum Zeitpunkt der Aufzeichnung überwiegend schwärmenden Arten handelt.

Wir haben unsere Ergebnisse überprüft, indem wir den zweiten Satz zuvor identifizierter Rufsequenzen mit einer Genauigkeit von 100 % korrekt klassifiziert haben. Darüber hinaus stimmt unsere akustische Artenklassifizierung gut mit dem vorhandenen Wissen über die Schwarm-Phänologie im Winterquartier überein. Außerdem konnten wir Rufsequenzen aus einem anderen Winterquartier erfolgreich auf Artniveau klassifizieren und unsere Klassifizierungsergebnisse verifizieren, indem wir schwärmende Fledermäuse während der Aufnahme gefangen haben.

Unsere Ergebnisse liefern den Beweis für ein neues, nicht-invasives akustisches Überwachungsverfahren, das „Schwarmklanglandschaften“ durch die Kombination klassischer akustischer Parameter und LFCCs analysiert, anstatt einzelne Rufe zu analysieren. Unser Ansatz zur Artenbestimmung ist besonders in Situationen mit mehreren rufenden Individuen von Vorteil, wie z. B. beim Schwärmen im Herbst.

The soundscape of swarming: Proof of concept for a noninvasive acoustic species identification of swarming Myotis bats
Anja Bergmann, Lara S. Burchardt, Bernadette Wimmer, Karl Kugelschafter, Florian Gloza-Rausch, Mirjam Knörnschild