Hvordan teknologi giver os mulighed for at afsløre hemmelighederne bag Amazonas biodiversitet

Tropisk skov dækker 12% af planetens landoverflade, men huser dog omkring to tredjedele af alle terrestriske arter. Amazonia, der strækker sig over det store Amazonflodbassin og Guiana-skjoldet i Sydamerika, er den største udstrækning af tilbageværende tropisk skov globalt, hjemsted for flere dyrearter end noget andet landskab på planeten.

Det er altid en udfordring at se dyrelivet i disse mørke og tætte skove, der vrimler med insekter og tornede palmer. Dette skyldes selve biodiversitetens natur i Amazonia, hvor der er et lille antal arter i overflod, og et større antal sjældne arter, som er vanskelige at undersøge tilstrækkeligt.

At forstå, hvilke arter der er til stede, og hvordan de forholder sig til deres miljø, er af fundamental betydning for økologi og bevaring, og det giver os væsentlig information om virkningerne af menneskeskabte forstyrrelser såsom klimaændringer, skovning eller brændeafbrænding. Til gengæld kan dette også sætte os i stand til at tage fat på bæredygtige menneskelige aktiviteter såsom selektiv skovhugst – praksis med at fjerne et eller to træer og lade resten være intakt.

Som en del af BNP's Bioclimate-projekt implementerer vi en række teknologiske rettelser som kamerafælder og passive akustiske monitorer for at overvinde disse forhindringer og forbedre vores forståelse af Amazonas dyreliv. Disse enheder slår traditionelle undersøgelser gennem deres evne til kontinuerligt at indsamle data uden behov for menneskelig indblanding, hvilket gør det muligt for dyr at udføre deres forretning uforstyrret.

Øjnene blandt træerne

Kamerafælder er små enheder, der udløses af ændringer i aktivitet i deres nærhed, såsom dyrebevægelser. De har været afgørende for vores feltarbejde i Tapajos National Forest i Para, det nordvestlige Brasilien, hvilket giver os mulighed for at undersøge, om forstyrrelser såsom klimaændringer har påvirket tilstedeværelsen og adfærden af ​​dyr, som igen er nødvendige for naturlige processer.

Dyrenes spredning af frø, som muliggør skovforyngelse, er en af ​​sådanne processer. Ved at spise frugt eller bære nødder vil de typisk udskille eller tabe frøene andre steder. Vores forskning har vist, at mindst 85 % af alle træarter i vores parceller har deres frø spredt af dyr.

Vi ved også, at mange af disse dyr er stærkt påvirket af forstyrrelser. For bedre at forstå virkningen af ​​at miste disse frø-spredende arter, er vi nødt til at vide, hvilke der spreder hvilke planter og hvor langt.

Vi har forsøgt at se på dette ved at opsætte kameraer ved foden af ​​frugtbærende træer på vores undersøgelsessted, og afsløre, hvilke arter der spiste hvilke frugter og dermed transporterede frø hen over skoven.

Undersøgelsen resulterede i over 30.000 timers optagelser, og vi var i stand til at konstatere, at 5.459 videoer indeholdt dyr. Der blev registreret imponerende i alt 152 arter af fugle og pattedyr, inklusive sjældne registreringer af truede arter såsom grib-papegøjen (Pyrilia vulturina).

Videoerne indeholdt utrolige indsigter i dyrs adfærd, såsom en ocelot (Leopardus pardalis), der jagtede en almindelig opossum (Didelphis marsupialis), en kæmpemyresluger (Myrmecophaga tridactyla), der bar et spædbarn på ryggen, og endda en nysgerrig hun-capuchinabe (Sapajus). apella), der tjekkede et kamera ud og endte med at kaste det på gulvet.

Det er vigtigt, at vi også registrerede 48 arter, der spiste frugt, inklusive arter, der anses for at være vigtige frøspredere, såsom den sydamerikanske tapir (Tapirus terrestris), som er i stand til at sprede store frø over længere afstande på grund af sin størrelse.

Vores forskning påviste, at fuglearter som den hvidkammede guan (Penelope pileata) og pattedyr som den sølvfarvede silkeabe (Mico argentatus) og den amazoniske hjorte (Mazama nemorivaga) er hyppige forbrugere af frugter. Mange af disse arter er overjaget i undersøgelsesregionen, hvilket kan føre til kaskadevirkninger for skovfornyelse.

Pulsende skove

Akustiske optagere er derimod nøglen til at lave opgørelser over det artsrige fuglesamfund. Selv om fugle sjældent ses i tæt skov, afslører deres vokaliseringer deres tilstedeværelse.

Når ornitologer studerer tropiske fugle, er de begrænset af, hvor ofte de kan foretage tællinger, da det ofte er logistisk udfordrende at vende tilbage til individuelle steder. Traditionelle undersøgelser er derfor ofte af ret lang varighed - mellem 5 og 15 minutter - med kun et begrænset antal gentagelsestællinger på hvert undersøgt sted. Det betyder, at kun en lille del af det tidsrum, hvor fuglene er mest aktive - de to timer efter solopgang, typisk kendt som daggry-koret - er i stand til at blive overvåget.

Alligevel synger fugle ikke alle på samme tid:nogle få arter foretrækker at synge meget tidligt om morgenen, de fleste venter til det er lidt varmere og solen er helt fremme, og nogle flere står sent op. Ved at begrænse os til nogle få undersøgelser er det svært at dække hele tidsperioden og opdage alle de tilstedeværende arter. Desuden betyder undersøgelser, der kun udføres på en håndfuld dage, faktorer såsom vejret eller tilstedeværelsen af ​​rovdyr på bestemte dage, fuldstændigt kan ændre, hvilke arter der opdages.

Vores forskning viste, at ved at indstille autonome akustiske optagere til at tage 240 meget korte 15 sekunders optagelser på i alt en times opmåling, kunne vi registrere 50 % flere arter på hvert sted, som vi undersøgte, sammenlignet med fire 15-minutters undersøgelser, der replikerede menneskets varighed undersøgelser. De ekstra undersøgelser gjorde det muligt for os at sprede vores undersøgelsesperiode på flere dage, men vigtigst af alt på tværs af hele daggry-koret. Vi fandt ud af, at der var en lille gruppe af arter, som foretrak at synge fra 15 minutter før solopgang til 15 minutter efter, og det var kun sandsynligt, at vi opdagede, om dem, hvis vi havde flere undersøgelser i den periode - noget, der kun er muligt med automatiserede optagere.

Disse mere komplette undersøgelser giver os mulighed for at give bedre skøn over de arter, der lever i disse hyperdiverse regioner - men også af dem, der forsvinder, når skove fældes eller brændes. Takket være denne metode var vi i stand til at detektere 224 fuglearter på tværs af 29 lokaliteter med i alt kun en times undersøgelse på hvert sted.

De arter, der er til stede på tværs af intakt og forstyrret skov, bekræftede også vores tidligere forskning, der viste, at uforstyrrede, primære skove rummer unikke fuglesamfund, der går tabt, når skovene bliver beskadiget af selektiv skovhugst eller skovbrande.

Akustiske optagere har også givet os mulighed for at indsamle data over lange tidsstrækninger med mere end 10.000 timer klokket indtil videre.

Indsamling af data i denne skala betyder dog også, at det ikke er levedygtigt for en videnskabsmand at lytte til alle optagelserne. I stedet har det nye felt inden for økoakustik udviklet statistiske teknikker til at karakterisere hele lydlandskaber. Disse akustiske indekser måler variation i amplitude og frekvens for at give en metrik for, hvor travlt eller varieret hvert lydlandskab er. Ved at fjerne behovet for at identificere individuelle lyde, kan disse effektivt behandle store mængder akustiske data.

Vi har brugt akustiske indekser til at vise uforstyrrede primærskove har unikke lydlandskaber, der kan identificeres med maskinlæringsteknikker. Sådanne data giver os igen mulighed for at kontrastere lydlandskaber, der er blevet forstyrret af fænomener som brande eller skovhugst, og skelne de artsgrupper, der har været mest påvirket.

Afslutningsvis giver kamerafælder og akustiske optagere os mulighed for at have øjne og ører i skoven, selv når vores forskere ikke er der. Efterhånden som teknologien udvikler sig, vil vi fortsætte med at bruge de nyeste teknikker til at forstå dyrenes adfærd og økologi bedre, og hvordan man kan bruge det til bedre at værdsætte og beskytte de levesteder, de lever i.

Vi søger især at udvikle dyb-læringsmodeller til at identificere arter og i nogle tilfælde skelne mellem individer af samme art. Billeder og optagede lyde fra automatiserede optagere åbner op for nye måder at forstå dyrenes overflod og adfærd og giver ny indsigt i den hemmelige verden af ​​tropisk skovfauna.