Untersuchungen der Oregon State University und des US Forest Service haben gezeigt, dass die Analyse der von akustischen Aufzeichnungsgeräten gesammelten Daten durch künstliche Intelligenz ein vielversprechendes neues Instrument zur Überwachung des Marmormurmeltiers und anderer geheimnisvoller, schwer zu untersuchender Arten ist.
Der bedrohte Murmeltier ist ein ikonischer Seevogel des pazifischen Nordwestens, der eng mit Papageientauchern und Lummen verwandt ist. Im Gegensatz zu diesen Vögeln ziehen Murmeltiere ihre Jungen jedoch bis zu 60 Meilen landeinwärts in ausgewachsenen und alten Wäldern auf.
„Es gibt nur sehr wenige Arten wie diese“, sagte Co-Autor Matt Betts vom OSU College of Forestry. „Und es gibt keinen anderen Vogel, der im Meer frisst und so weite Strecken zu seinen Nistplätzen im Landesinneren zurücklegt. Dieses Verhalten ist äußerst ungewöhnlich und macht die Untersuchung dieses Vogels zu einer echten Herausforderung.“
Ein Forschungsteam unter der Leitung von Adam Duarte von der Pacific Northwest Research Station des US Forest Service nutzte Daten von akustischen Rekordern, die ursprünglich zur Überwachung der Schreikauz-Populationen an Tausenden von Standorten in staatlich bewirtschafteten Wäldern in der Oregon Coast Range und auf der Olympic-Halbinsel in Washington aufgestellt wurden .
Forscher entwickelten einen Algorithmus für maschinelles Lernen, der als Faltungs-Neuronales Netzwerk bekannt ist, um die Aufzeichnungen nach Murrelet-Anrufen zu durchsuchen.
Ergebnisse, veröffentlicht in Ökologische Indikatorenwurden anhand bekannter Murrelet-Populationsdaten getestet und mit einer Rate von über 90 % als korrekt eingestuft, was bedeutet, dass die Rekorder und die KI in der Lage sind, einen genauen Blick darauf zu liefern, wie viele Murmeltiere in einem bestimmten Gebiet rufen.
„Als nächstes testen wir, ob die Laute der Murrelets tatsächlich die Fortpflanzung und Besiedlung der Art vorhersagen können, aber bis dahin sind es noch ein paar Schritte“, sagte Betts.
Der taubengroße Marmormurmeltier verbringt die meiste Zeit in Küstengewässern und frisst Krill, andere Wirbellose und Futterfische wie Hering, Sardellen, Stint und Lodde. Murrelets können nur einen Nachwuchs pro Jahr hervorbringen, wenn das Nest erfolgreich ist, und ihre Jungen benötigen Futterfische für gutes Wachstum und Entwicklung.
Normalerweise legen die Vögel ihr einzelnes Ei hoch oben in einem Baum auf einem horizontalen Ast mit einem Durchmesser von mindestens 10 cm ab. Eichelhäher, Krähen und Raben sind die Haupträuber der Murrelet-Nester.
Entlang der Westküste findet man regelmäßig marmorierte Murrelets, von Santa Cruz, Kalifornien, bis zu den Aleuten. Die Art wird gemäß dem US Endangered Species Act in Washington, Oregon und Kalifornien als bedroht eingestuft.
„Die meisten Entdeckungen in unserer Studie fanden typischerweise dort statt, wo spätsukzessive Wälder vorherrschen und näher an Meereslebensräumen liegen“, sagte Duarte.
Spätsukzession bezieht sich auf ausgewachsene und altbewachsene Wälder.
„Unsere Ergebnisse sind vielversprechend für die Modellierung der Artenverteilung und die langfristige Populationsüberwachung seltener Arten“, sagte Duarte. „Eine Überwachung ist weitaus weniger arbeitsintensiv als die Nestsuche per Telemetrie, bodengestützte Nestsuchen oder herkömmliche audiovisuelle Techniken.“
Matthew Weldy vom College of Forestry, Zachary Ruff vom OSU College of Agricultural Sciences und Jonathon Valente, ein ehemaliger Postdoktorand des Staates Oregon, jetzt beim US Geological Survey, schlossen sich Betts und Duarte zusammen mit Damon Lesmeister und Julianna Jenkins an der Studie an der Forstdienst.
Mehr Informationen:
Adam Duarte et al.: Passive akustische Überwachung und Faltungs-Neuronale Netze ermöglichen eine hochauflösende und umfassende Überwachung einer bedrohten Art. Ökologische Indikatoren (2024). DOI: 10.1016/j.ecolind.2024.112016