《Scientific Reports》:Acoustic monitoring with miniature drones shows reduced Myotis bat occurrence with altitude and drone movement
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为解决蝙蝠种群监测难题,麦吉尔大学研究人员开展 “利用微型无人机测量蝙蝠在空域分布” 的研究。结果表明不同蝙蝠类群对空域利用有差异,悬停无人机检测效果更好。该研究为蝙蝠监测提供新方法,对保护濒危蝙蝠种群意义重大。
在生态研究的广阔领域中,蝙蝠作为一种神秘的夜行性生物,一直以来都给研究人员带来诸多挑战。蝙蝠大多在空中觅食,传统的监测手段难以触及它们的活动区域,尤其是那些在高空飞行的蝙蝠个体,更是难以被观测到。而且,蝙蝠种群数量在全球范围内呈现出下降趋势,在魁北克,八分之七的蝙蝠物种被列为濒危物种,北美地区数百万只蝙蝠因白鼻综合征死亡,导致多种冬眠蝙蝠物种局部灭绝,这使得对蝙蝠种群的有效监测变得刻不容缓 。
在此背景下,麦吉尔大学(McGill University)的研究人员劳伦?多比(Lauren Dobie)、大卫?M?伯德(David M. Bird )和凯尔?H?埃利奥特(Kyle H. Elliott)开展了一项极具创新性的研究。他们旨在利用微型无人机,探索栖息地、无人机高度和无人机移动等因素对蝙蝠采样效率的影响,从而开发出一种高效、非侵入性的蝙蝠声学采样技术。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为蝙蝠研究和保护工作开辟了新的道路。
研究人员在加拿大魁北克省蒙特贝洛的肯瑙克自然保护区(Kenauk Nature Reserve)开展研究。他们使用 DJI Mavic Mini 3 Pro 微型无人机,搭配 iPod Touch 7 和 Wildlife Acoustics 应用程序以及 Echo Meter Touch 2 作为录音设备进行声学采样。通过在不同栖息地(湿地、建筑区、针叶林、落叶林)、不同高度(5 - 63 米),采用悬停和移动两种飞行模式对蝙蝠进行采样。之后,利用聚类分析和频谱图查看器对蝙蝠录音进行手动识别,并使用 R 软件进行统计分析。
研究结果
所有蝙蝠 :共手动分析 1220 份录音,其中 392 份在无人机试验中记录到蝙蝠。悬停无人机每分钟检测到的蝙蝠数量多于移动无人机(t 57.02 ? = ? 3.30 ,p = 0.002 ),但两种飞行模式下蝙蝠出现的总次数无显著差异(z = ? 0.861 ,p = 0.39 )。与针叶林和湿地相比,蝙蝠在建筑区出现的可能性显著更高。无人机高度对蝙蝠出现次数和每分钟蝙蝠飞过次数均无显著影响。
大棕蝠 / 银毛蝠(EPNO)复合体 :无人机检测到 EPNO 蝙蝠(E. fuscus 和 L. noctivagans)360 次。悬停无人机每分钟检测到的 EPNO 蝙蝠数量多于移动无人机(t 46 ? = ? 3.49 ,p = 0.001 ),但两种飞行模式下蝙蝠出现次数无显著差异(z = ? 0.92 ,p = 0.36 )。EPNO 蝙蝠在建筑区出现的可能性比针叶林、湿地更高,在落叶林出现的可能性比湿地高。不同栖息地类型下,EPNO 蝙蝠每分钟飞过次数无显著差异,无人机高度对其也无显著影响。
鼠耳蝠(MYSP)复合体 :无人机检测到 MYSP 蝙蝠(M. septentrionalis、M. lucifugus 和 M. leibii)27 次。随着高度增加,MYSP 蝙蝠出现的可能性显著降低(z = ? 2.60 ,p = 0.01 ),但高度对其每分钟飞过次数无显著影响。悬停和移动无人机采样时,MYSP 蝙蝠出现次数和每分钟飞过次数均无显著差异,不同栖息地类型下也无显著差异。
研究结论与讨论
研究表明,无人机高度影响鼠耳蝠(MYSP)的检测情况,其仅在低于 40 米的高度被检测到,证实了不同蝙蝠复合体对空域的利用存在差异。而对于 EPNO 复合体和所有蝙蝠,高度未产生显著影响,这可能是因为 EPNO 复合体在建筑附近和高空均频繁出现。无人机移动影响蝙蝠检测数量,悬停无人机检测效果更好,这与之前研究中固定录音设备更高效的结论相符,因此建议未来基于无人机的蝙蝠研究采用悬停定点计数法。栖息地类型对蝙蝠检测也有影响,EPNO 复合体和所有蝙蝠在人造结构附近出现的可能性更高,这进一步证实了 E. fuscus 对城市环境的适应性,也凸显了保护自然空间对其他蝙蝠物种的重要性。
该研究首次证实微型无人机是一种有效的蝙蝠采样工具,为监测濒危蝙蝠种群提供了新的途径。其成本相对较低、非侵入性强,随着无人机技术的不断发展,未来有望在更高空、更偏远地区开展蝙蝠监测工作,为蝙蝠生态研究和保护提供更全面的数据支持,对保护蝙蝠种群、维护生态平衡具有重要意义。
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