Akustische Überwachung zeigt eine überraschende Widerstandsfähigkeit subtropischer Wälder gegenüber extremen Wetterbedingungen, doch der Klimawandel droht

Wenn ein Baum in einem Wald fällt und niemand in der Nähe ist, um ihn zu hören, macht er dann ein Geräusch? Forscher der Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) haben diese Frage beantwortet, indem sie die Klanglandschaften der Wälder Okinawas aus der Ferne aufgezeichnet haben. So konnten sie verfolgen, wie sich extreme Wetterereignisse wie Taifune auf verschiedene Ökosysteme auf der Insel auswirken.

Insgesamt stellten sie fest, dass die Wälder überraschend widerstandsfähig waren – und die Klanglandschaften bieten eine wirkungsvolle Möglichkeit, wichtige Informationen zu sammeln, die als Leitfaden für Naturschutzbemühungen dienen können. Die Forschung war veröffentlicht In Biologie des globalen Wandels.

Im September 2018 erschütterte der Supertaifun Trami Okinawa, sechs Tage später kam der etwas weniger schwere Taifun Kong-Rey. Um das wahre Ausmaß des Schadens zu ermitteln, den diese Stürme der lokalen Tierwelt zufügten, analysierten Forscher des OIST und des Trinity College Dublin 13.000 Stunden Audio von Geräuschlandschaften, die vor, während und nach den Taifunen gesammelt wurden.

Die Klanglandschaften wurden im Rahmen des Churamori-Projekts des Okinawa Environmental Observation Network (OKEON) gesammelt, das ein akustisches Überwachungsnetzwerk umfasst, das 24 Standorte auf der Insel Okinawa umfasst, von den unberührten Wäldern im Norden bis zu den städtischen Zersiedelungen im Süden. OKEON ist auf eine enge Zusammenarbeit zwischen Forschern, lokalen Experten und Institutionen in Okinawa sowie Bürgerwissenschaftlern angewiesen.

„Die Arbeit mit riesigen akustischen Datensätzen aus natürlichen Ökosystemen ermöglicht einen ganzheitlicheren Blick auf reale Reaktionen auf Störungen, die mit Theorie oder Laborexperimenten schwer zu beobachten sind“, sagt Dr. Samuel Ross von der Integrative Community Ecology Unit am OIST und Hauptautor der Studie.

Durch die Umwandlung der Aufnahmen in numerische Daten konnten die Forscher den Gesamtpegel der Tiergeräusche – die sogenannte Biophonie – an jedem der 24 Standorte ermitteln. Sie nutzten außerdem überwachtes maschinelles Lernen, um die Vogelstimmen von drei okinawanischen Vogelarten schnell zu identifizieren, was es ermöglichte, ihre Anwesenheit über Zeit und Raum zu verfolgen.

Trotz der relativ geringen Größe der Insel reagierten die Umgebungen in ganz Okinawa sehr unterschiedlich auf diese massiven Wetterstörungen. „Wir hatten erwartet, dass die Ökosysteme in gleicher Weise auf die Taifune reagieren würden, aber überraschenderweise kamen wir zum völlig gegenteiligen Ergebnis“, sagt Dr. Ross.

Anstatt dass Taifune Lebensräume zerstören und Wildtiere verstummen lassen, haben die Mikrofone an den verschiedenen Feldstandorten unterschiedlich viele Vogelstimmen erfasst. Auch die menschliche Entwicklung schien die unterschiedlichen Reaktionen nicht zu erklären. „Wir waren überrascht, wie widerstandsfähig die entwickelten Standorte waren“, erklärte Dr. Ross. „Wir gingen davon aus, dass Standorte, an denen Menschen die Struktur von Ökosystemen verändert haben, anfälliger wären.“

Diese Widerstandsfähigkeit hält jedoch möglicherweise nicht an. Der Klimawandel führt zu größeren, länger anhaltenden und häufigeren Taifunen, die weiter ins Landesinnere treffen. Früher waren Supertaifune wie Trami sehr selten, doch im August 2023 ereignete sich ein weiterer.

„Ökosysteme in Okinawa sind möglicherweise bis zu einem gewissen Grad an extreme Wetterbedingungen angepasst, was die Widerstandsfähigkeit dieser Ökosysteme gegenüber Taifunen erklären könnte, aber der Klimawandel könnte diese Ökosysteme an ihre Grenzen bringen“, sagt Dr. Ross. „Wenn ein Ökosystem immer wieder extremen Störungen ausgesetzt ist, kommt irgendwann der Punkt, an dem es nicht mehr aushält.“

Akustische Überwachungsnetzwerke wie das OKEON-Sensorarray bieten eine Alternative zur kostspieligen und arbeitsintensiven herkömmlichen ökologischen Überwachung. Dieser Ansatz kann auch zu gezielten Empfehlungen für lokale Schutzbemühungen in gefährdeten Gebieten führen.

Die Studie verfolgte die Rufe von drei Vogelarten: der Großschnabelkrähe, der Ryukyu-Zwergohreule und dem Japanischen Buschrohrsänger. Während die Krähe und die Zwergohreule den extremen Wetterereignissen standhielten, nahm die Zahl der Rufe des Waldsängers ab, was darauf hindeutet, dass dieser Vogel nach den Taifunen zu kämpfen hatte. Mit diesem Wissen könnten Ökosystemmanager in Okinawa ihre Schutzbemühungen auf die Arten konzentrieren, die am stärksten von Naturkatastrophen betroffen sind.