Unsere Forschung zeigt, dass Mathematik das Auffinden von Fledermausquartieren wesentlich erleichtert

Fledermäuse zu finden ist schwierig. Sie sind klein, schnell und fliegen hauptsächlich nachts.

Aber unser neue Forschung könnte die Art und Weise verbessern, wie Naturschützer Fledermausquartiere finden. Wir haben einen neuen Algorithmus entwickelt, der den abzusuchenden Bereich deutlich verkleinert, was Zeit und Arbeitskosten sparen könnte.

Natürlich fragen Sie sich vielleicht, warum wir überhaupt Fledermäuse finden wollen. Aber diese fliegenden Säugetiere sind natürliche Schädlingsbekämpfer und Bestäuber und sie helfen bei der Verbreitung von Samen. Sie leisten also einen äußerst nützlichen Beitrag zur Gesundheit unserer Umwelt.

Trotz ihrer Bedeutung sind die Lebensräume der Fledermäuse durch menschliche Aktivitäten wie verstärkte Beleuchtung, Lärm und Landnutzung bedroht. Um sicherzustellen, dass wir die Gesundheit unserer Fledermauspopulation untersuchen und verbessern können, müssen wir ihre Schlafplätze ausfindig machen. Doch Fledermausschlafplätze zu finden, ist ein bisschen wie die Suche nach der Nadel im Heuhaufen.

In unserer vorherigen Arbeit haben wir die Bewegung von Großen Hufeisennasen im Flug gemessen und modelliert. Mit einem solchen Modell können wir vorhersagen, wo sich Fledermäuse je nach Schlafplatz aufhalten werden. Die Position des Schlafplatzes ist jedoch etwas, das wir oft nicht kennen.

Unsere neue Forschung kombiniert unser bisheriges mathematisches Modell der Fledermausbewegung mit Daten, die von akustischen Rekordern, sogenannten „Fledermausdetektoren“, gesammelt wurden. Diese Fledermausdetektoren werden überall in der Umgebung platziert und mehrere Nächte lang dort belassen.

Sehen mit Ton

Fledermäuse nutzen Echoortung, was ihnen ermöglicht, im Flug „mit Schall zu sehen“. Wenn diese Ultraschallrufe innerhalb von zehn bis 15 Metern Entfernung von einem Fledermausdetektor erklingen, wird das Gerät ausgelöst und nimmt eine Aufzeichnung auf. So lässt sich genau dokumentieren, wo und wann sich eine Fledermaus aufgehalten hat.

Die Tonaufnahmen geben auch Hinweise auf die Identität der Art. Große Hufeisennasen geben einen sehr charakteristischen „Triller“-Ruf mit einer Frequenz von fast genau 82 kHz von sich, sodass wir leicht feststellen können, ob die Art vorhanden ist oder nicht.

Vorausgesetzt, die Batterien eines Fledermausdetektors halten einige Nächte, die Speicherkarte ist nicht voll und die Geräte werden weder gestohlen noch beschädigt, können wir anhand der Daten zu Fledermausrufen eine Karte erstellen, die den Anteil der Fledermausrufe an den einzelnen Detektorstandorten zeigt.

Unser Modell kann auch verwendet werden, um den Anteil der Fledermausrufe basierend auf einem bestimmten Schlafplatz vorherzusagen. Wir teilen die Umgebung also in ein Raster auf und simulieren Fledermäuse, die von jedem Rasterquadrat aus fliegen. Das Rasterquadrat oder die Rasterquadrate, deren Simulationen die Daten des Fledermausdetektors am besten reproduzieren, sind dann die wahrscheinlichsten Schlafplatzstandorte.

Dieser einfache Algorithmus kann dann auf ganze Gebiete angewendet werden, was bedeutet, dass wir eine Karte mit wahrscheinlichen Schlafplätzen erstellen können. Indem wir die Regionen ausschließen, in denen der Schlafplatz am wenigsten wahrscheinlich ist, können wir den Suchraum auf weniger als 1 % des ursprünglich untersuchten Gebiets verkleinern. Durch die Vereinfachung des Prozesses zur Suche nach Fledermausschlafplätzen kann ein Ökologe mehr Zeit für Naturschutzprojekte aufwenden, anstatt mühsam zu suchen.

Im Jahr 2022 entwickelten wir ein App die öffentlich verfügbare Daten verwendet, um Flugrouten von Fledermäusen vorherzusagen. Derzeit kann die App Ökologen, Entwicklern oder Planern lokaler Behörden dabei helfen, herauszufinden, wie die Umwelt von Fledermäusen genutzt wird. Allerdings muss dafür zunächst ein Schlafplatz angegeben werden, und diese Information ist nicht immer bekannt. Unsere neue Forschung beseitigt dieses Hindernis und macht die App einfacher zu verwenden.

Unsere Arbeit bietet eine Möglichkeit, wahrscheinliche Schlafplätze zu identifizieren. Diese Schätzungen können dann entweder durch direkte Beobachtung bestimmter Merkmale oder durch das Einfangen von Fledermäusen an einem nahe gelegenen Ort und ihre Heimverfolgung per Funk überprüft werden.

In den letzten beiden Jahrzehnten haben sich Fledermausdetektoren von einfachen Handgeräten zu Hochleistungsgeräten entwickelt, die tagelang Daten sammeln können. Doch normalerweise werden sie nur eingesetzt, um Fledermausarten zu identifizieren. Wir haben gezeigt, dass sie verwendet werden können, um die Gebiete zu identifizieren, in denen sich am wahrscheinlichsten Fledermausquartiere befinden, und so wichtige Informationen über diese äußerst geheimnisvollen Tiere zu liefern.

Wir hoffen, dass Ökologen hierdurch weitere Werkzeuge an die Hand bekommen, um die anfänglichen Standorte der Mikrofondetektoren zu optimieren und so eine ganzheitliche Methode zur Erkennung von Fledermausquartieren zu ermöglichen.

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