Акустичний моніторинг птахів на весняній міграції у Буковинських Карпатах: ефективність розшифрування пташиних співів інструментарієм
Анотація
Глобальні зміни клімату внаслідок антропогенного фактору є однією з основних загроз, з якими стикаються природні екосистеми. Для забезпечення захисту екосистем від цих загроз, важливо вивчати біорізноманіття в них, щоб з'ясувати, коли саме необхідно застосувати заходи, спрямовані на збереження видів. Індикаторами у екосистемах можуть слугувати птахи. Сьогодні вже існують технології, які дозволяють здійснювати моніторинг територій значних за обсягом, що є економічно та фізично ефективними. У нашій роботі ми вперше дослідили видове різноманіття птахів у Буковинських Карпатах із використанням записів звуків, отриманих за допомогою акустичного ресивера Song Meter Micro, наданого у використання Франкфуртським зоологічним товариством в Україні, яке підтримує природоохоронні території протягом 20 років. Мета: провести акустичні дослідження фонових видів птахів під час весняної міграції у Буковинських Карпатах для встановлення видового складу орнітофауни, його подібності на різних точках моніторингу та уточнення термінів весняного прильоту. Матеріалом, що аналізується в роботі є звукові файли (n=600) загальною тривалістю 181 хв., записані в рамках Панєвропейської схеми моніторингу фонових видів птахів (The Pan-European Common Bird Monitoring Scheme) у квітні 2023 року на 9 точках в Буковинських Карпатах. Використовуючи прості функції, отримані зі звукових записів, спеціальний додаток BirdNET-Analyzer здатен достатньо точно перевіряти великі набори даних на наявність звуків окремих видів птахів. Крім того, ми представляємо метод, заснований на виявленні початку музичної ноти, для визначення кількості звуків, притаманних певному виду, у записі. Додатково аналізували дані з використанням програмного забезпечення Raven Pro. Отримані сонограми порівнювали із наявними в базі xeno-canto. Визначали подібність видового складу орнітофауни на різних точках моніторингу за бінарними індексами подібності Жаккара та Серенсена-Чекановського, а також коефіцієнтом Стугрена-Радулеску. При розшифруванні звукових сигналів інструментарієм показано їх приналежність 54-м видам птахів, з яких 10 – виявлені вперше, для регіону досліджень та достовірно підтверджені в процесі аналізу (перевірка сонограм за допомогою програми RavenPro та порівняння із еталонними сонограмами).
Посилання
(2) Lawton, J. H.; Bignell, D.; Bolton, B.; Bloemers, G.; Eggleton, P.; Hammond, P.; Hodda, M.; Holt, R.; Larsen, T.; Mawdsley, N. et al. Biodiversity inventories, indicator taxa and effects of habitat modification in tropical forest. Nature. 1998, 391(6662), 72-76. DOI: 10.1038/34166
(3) Kerr, J. T.; Sugar, A.; Packer, L. Indicator taxa, rapid biodiversity assessment, and nestedness in an endangered ecosystem. Conservation Biology. 2000, 14(6), 1726-1734. https://doi.org/10.1111/j.1523-1739.2000.99275.x
(4) Sueur, J.; Pavoine, S.; Hamerlynck, O.; Duvail, S. Rapid acoustic survey for biodiversity appraisal. PLoS One. 2008, 3(12), e4065. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0004065
(5) Pieretti, N.; Farina, A.; Morri, D. A new methodology to infer the singing activity of an avian community: the Acoustic Complexity Index (ACI). Ecological Indicators. 2011, 11(3), 868-873. doi:10.1016/j.ecolind.2010.11.005
(6) Horton, K. G.; Shriver, W. G.; Buler, J. J. A comparison of traffic estimates of nocturnal flying animals using radar, thermal imaging, and acoustic recording. Ecological Applications. 2015, 25(2), 390-401. DOI: 10.1890/14-0279.1
(7) Zwart, M. C.; Baker, A.; McGowan, P. J.; Whittingham, M. J. The use of automated bioacoustic recorders to replace human wildlife surveys: an example using nightjars. PloS one. 2014, 9(7), e102770. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0102770
(8) Pamula, H.; Pocha, A.; Klaczynski, M. Deep Learning Methods for Acoustic Monitoring of Birds Migrating at Night. Forum Acusticum. Lyon, France, 2020, 2761-2764. ff10.48465/fa.2020.0650f
(9) Височин, М. О.; Кузьменко, Т. М.; Струс, Ю. М.; Кузьо, Г. О.; Юзик, Д. І. Акустичний моніторинг фонових видів птахів в Українських Карпатах: методика, проблеми та попередні результати. Збереження біотичного та ландшафтного різноманіття на природно-заповідних територіях:
мат-ли конференції, присвяченої 100-річчю Канівського природного заповідника (21-23 вересня 2023 р., м. Канів, Черкаська обл.) / ред. В.М. Грищенко. Чернівці: Друк Арт. Серія: «Conservation Biology in Ukraine», 2023, 36, 52-57. https://uncg.org.ua/wp-content/uploads/2024/03/hundred-1_compressed.pdf
(10) Юзик, Д. І.; Юзик, А. В. Про перші результати акустичного моніторингу деяких видів птахів у Буковинських Карпатах. Регіональні аспекти флористичних і фауністичних досліджень: мат-ли Шостої міжнародної науково-практичної конференції (12-13 жовтня 2023 року, смт Путила,
Чернівецька область, Україна) / наук. ред. І.І. Чорней, І.В. Скільський, Д.І. Юзик, О.В. Василюк. Чернівці : Друк Арт. Серія: «Conservation Biology in Ukraine», 2023, 35, 81-83. https://www.researchgate.net/publication/377499671_Pro_persi_rezultati_akusticnogo_monitoringu_deakih_vidiv_
ptahiv_u_Bukovinskih_Karpatah
(11) Фесенко, Г. В.; Бокотей, А. А. Птахи фауни України: польовий визначник. Київ, 2002, 416; іл. 1430 (іл. табл 195). https://pernatidruzi.org.ua/book.php?bookid=76
(12) Мегарран, Э. Экологическое разнообразие и его измерение. М.: Мир, 1992, 1-161.
(13) Леонтьєв, Д. В. Флористичний аналіз у мікології: підручник. Х.: Вид. група «Основа», 2007, 1-160; 50 іл. https://mycology.univer.kharkov.ua/wp-content/uploads/2023/02/Leontyev-2007-Florystychnyjanaliz-v-mikologiyi-pidruchnyk.pdf
(14) Шмидт, В.М. Математические методы в ботанике: учеб. пособие. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1984, 288. https://h.twirpx.link/file/2193783/
(15) Літопис природи НПП «Черемоський» за 2022-2023 природний рік. Путила, 2024, 1-649.
(16) Скильский, И. В.; Годованец, Б. И.; Бучко, В. В. Гнездовая экология кваквы в регионе Украинских Карпат. Беркут. 2000, 9(1-2), 12-22. http://www.aetos.kiev.ua/berkut/berkut09/ecology9-1.pdf
(17) Скільський, І. В.; Клітін, О. М. Трофічні зв'язки бугайчика у Прут-Дністровському межиріччі України. Беркут. 2001, 10(2), 203-206. http://aetos.kiev.ua/pdf/berkut/berkut10-2.pdf
(18) BirdLife International Species factsheet: Little Egret Egretta garzetta. 2024. Downloaded from https://datazone.birdlife.org/species/factsheet/little-egret-egretta-garzetta on 31/07/2024.
(19) Енциклопедія мігруючих видів диких тварин України / під загальною редакцією к.б.н., с.н.с. Полуди А.М. Київ. 2018, 1-694. https://mepr.gov.ua/wp-content/uploads/2023/05/Entsyklopediyamigruyuchyh-vydiv-dykyh-tvaryn-Ukrayiny-3.pdf
(20) Грищенко, В. М. Строки всняного прильоту кулика-сороки (Haematopus ostralegus_ в Україні. Авіфауна України. 2022, 10, 71-80. https://www.researchgate.net/publication/362263563_Stroki_vesnanogo_prilotu_kulika-soroki_Haematopus_ostralegus_v_Ukraini_Timing_of_the_spring_arrival_
of_Oystercatcher_Haematopus_ostralegus_in_Ukraine_Ukrainian
(21) BirdLife International. Species factsheet: Common Barn-owl Tyto alba. 2024. Downloaded from https://datazone.birdlife.org/species/factsheet/common-barn-owl-tyto-alba on 31/07/2024.
(22) Юзик, Д.І. До фенології весняної міграції птахів у НПП «Черемоський» та околицях. Основні проблеми і тенденції розвитку природоохоронних територій в Українських Карпатах: мат-ли Міжнарод. наук.-практ. конф., присвяченої 25-й річниці з дня створення природного заповідника «Горгани», 16-17 вересня 2021 року, м. Надвірна. 2021, 238-241. https://www.researchgate.net/publication/360485075_Do_fenologii_vesnanoi_migracii_ptahiv_u_NPP_Ceremoskij_ta_okolicah
(23) Maina, C.w. Audio Diarization for Biodiversity Monitoring. AFRICON, 2015. Addis Ababa, Ethiopia. 2015, 1-5. DOI:10.1109/AFRCON.2015.7331986
(24) Brandes, T. S. Automated sound recording and analysis techniques for bird surveys and conservation. Bird Conservation International. 2008, 18(S1), 163-173. doi:10.1017/S0959270908000415
(25) Celis-Murillo, A.; Deppe, J. L.; Allen, M. F. Using soundscape recordings to estimate bird species abundance, richness, and composition. Journal of Field Ornithology. 2009, 80, 64-78. https://doi.org/10.1111/j.1557-9263.2009.00206.x
(26) Maina, C.w.; Muchiri, D.; Njoroge, P. A Bioacoustic Record of a Conservancy in the Mount Kenya Ecosystem. Biodiversity Data Journal. 2016, 4, e9906. doi:10.3897/BDJ.4.e9906
(27) Dawson, D. K.; Efford, M. G. Bird population density estimated from acoustic signals. Journal of Applied Ecology. 2009, 46, 1201-1209. Doi:10.1111/j.1365-2664.2009.01731.x
(28) Hockman, E. V. Acoustic monitoring of wildlife in inaccessible areas and automatic detection of bird songs from continuous recordings. PhD diss., University of Tennessee, 2018, 1-153. https://trace.tennessee.edu/utk_graddiss/4874
ISSN 
