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In den Wald hinein lauschen: Akustische Überwachung zum Schutz frei lebender Affen

19.03.2015

Forscher haben eine neue Monitoring-Methode entwickelt, die die Geräusche von Schimpansen und zwei weiteren Affenarten automatisch aus der Geräuschkulisse des Regenwalds herausfiltert

Um zu schätzen, wie viele Primaten in einem bestimmten Abschnitt des Dschungels leben, schreiten Forscher normalerweise kilometerlange Streckenabschnitte ab, zählen die Primaten und ihre Rufe.


Die lauten Rufe der Weißbartstummelaffen wurden in der aktuellen Studie am besten erkannt.

© Ammie Kalan, MPI für evolutionäre Anthropologie


Die Forscher nutzten im Rahmen ihrer Studie autonome Audiorekorder vom Typ Songmeter SM2+ der Firma Wildlife Acoustics.

© Ammie Kalan, MPI für evolutionäre Anthropologie

Die zunehmende Verfügbarkeit audiovisueller Technologien brachte Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig und vom Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie (IDMT) in Ilmenau auf die Idee, autonome Aufnahmegeräte in Kombination mit einer automatisierten Datenverarbeitung zur Überwachung frei lebender Primaten im Regenwald zu nutzen.

Ein interdisziplinäres Team von Toningenieuren, Biomonitoring-Experten, Statistikern und Experten für die Lautäußerungen von Primaten arbeitete gemeinsam an diesem Projekt.

In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut IDMT entwickelten die Forscher eine Software, die automatisch große Mengen an kontinuierlich eintreffenden Audiodaten scannen und bestimmte Geräusche herausfiltern kann.

In der aktuellen Studie nutzten die Forscher autonome Aufnahmegeräte der Firma Wildlife Acoustics und filterten die Kommunikationslaute von Schimpansen und zwei weiteren Primatenarten aus der Geräuschkulisse des tropischen Regenwalds im Taï-Nationalpark an der Elfenbeinküste heraus. Zunächst legten die Forscher eine Trainingsbibliothek von Primatenlauten an.

„Der Computeralgorithmus wurde so konzipiert, dass das Aufnahmegerät die Aufzeichnungen aus dem Wald scannen, typische Geräusche – wie etwa das Trommeln der Schimpansen auf Brettwurzeln und die lauten Rufe der Dianameerkatze und des Weißbartstummelaffen – automatisch erkennen und klassifizieren kann“, sagt Projektleiterin Ammie Kalan.

Anschließend prüften die Forscher, wie oft der Algorithmus ein Geräusch fälschlicherweise als Primatengeräusch identifizierte („falsch-positiv“), beziehungsweise den Ruf eines Affen nicht als solchen erkannte („falsch-negativ“). Mithilfe von Computermodellen schätzten sie dann die Wahrscheinlichkeit, mit der sich die Tiere an bestimmten Orten innerhalb des Studiengebiets aufhalten.

Dabei ähnelten die auf den neuen akustischen Daten basierenden Schätzungen denen, die von Erhebungsteams durch Abschreiten des Studiengebiets gesammelt wurden. Insbesondere erwiesen sich die von den Geräten aufgenommenen Langzeitdaten als besonders wertvoll zum Aufspüren von Schimpansen, da sich diese in Anwesenheit von Menschen häufig still verhalten.

Für alle drei Arten lieferte die automatische Aufzeichnungsvariante überzeugende Ergebnisse. Trotzdem müssen die Daten manuell überprüft werden. Der Zeitaufwand dafür war jedoch deutlich geringer als für das Abschreiten der Streckenabschnitte.

„Wir erhielten für die Aufenthaltsorte von Weißbartstummelaffen akkurate Schätzungen, indem wir einfach 90 Prozent der ‚falsch-positiven‘ Befunde manuell entfernten. Das dauert für 179 Stunden Audiodaten lediglich 23 Minuten“, sagt Ammie Kalan.

„Die neue Methode könnte noch sehr viel mehr leisten“, sagt Hjalmar Kühl, der maßgeblich am Projekt beteiligt war. „Prinzipiell könnte das System auch zum Langzeit-Monitoring und als Frühwarnsystem genutzt werden, wenn sich zum Beispiel die Zahl der Tiere im Studiengebiet verringert.“

„Autonome Geräte, wie die von uns verwendeten Audiorekorder, und die dazu passende Datenverarbeitungs-Software sind deshalb so wichtig, weil die von Wildtieren gesammelten Daten Wissenschaftlern sehr viel schneller zugänglich sind, und nicht erst Monate oder Jahre später“, sagt Ammie Kalan. „Freilandforscher können so schneller reagieren und effektive Maßnahmen ergreifen, um problematische Situationen zu entschärfen.“

Das Potenzial der neuen Monitoring-Methode für den Einsatz in der Freilandforschung und zum Schutz bedrohter Primaten- und anderer Wildtierarten, könnte durch weitere interdisziplinäre Studien möglicherweise noch gesteigert werden, so die Autoren.


Ansprechpartner

Ammie Kalan
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
Telefon: +49 341 3550-205
E-Mail: ammie_kalan@eva.mpg.de
 
Dr. Hjalmar Kühl
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
Telefon: +49 341 3550236
Fax: +49 341 3550299
E-Mail: kuehl@eva.mpg.de
 
Sandra Jacob
Pressebeauftragte
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
Telefon: +49 341 3550-122
Fax: +49 341 3550-119
E-Mail: info@eva.mpg.de


Originalpublikation
Ammie K. Kalan, Roger Mundry, Oliver J.J. Wagner, Stefanie Heinicke, Christophe Boesch, and Hjalmar S. Kühl
Towards the automated detection and occupancy estimation of primates using passive acoustic monitoring

Ecological Indicators, 16. März 2015, DOI: 10.1016/j.ecolind.2015.02.023

Ammie Kalan | Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/9053400/in-den-wald-hinein-lauschen-akustische-ueberwachung-zum-schutz-frei-lebender-affen?filter_order=L&research_topic=

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