Sound-KI gestütztes Biodiversitätsmanagement in Schutzgebieten in Zeiten des globalen Wandels – RangerSound
Projektdurchführung
Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Biozentrum
Ökologische Station Fabrikschleichach
Glashüttenstr. 5
96181 Rauhenebrach
Zielsetzung
Klimawandel und der zunehmende Verlust von Biodiversität auf Ebene der Arten und Lebensräume bilden zusammen eine der größten aktuellen Herausforderungen der Menschheit. Schutzgebiete, in denen die Natur sich frei entwickeln kann, sogenannte Prozessschutzflächen, sind ein wichtiger Teil der Strategie gegen den Verlust der Biodiversität. Aber auch vor diesen Flächen macht der Klimawandel nicht halt. Es kommt zum einen zu einer schleichenden Veränderung der Lebensräume und deren Artengemeinschaften aufgrund der Klimaveränderungen. Zum anderen, ebenfalls wesentlich vom Klimawandel beeinflusst, kommt es durch Stürme und Insektenmassenvermehrungen auch zu abrupten Veränderungen der Lebensräume, insbesondere in Wäldern. Auch wenn viele dieser Gebiete in Deutschland Biodiversitätsschutz als Ziel haben, sind sie immer auch wichtige Naturerholungsräume. Dies wurde gerade in der Corona-Pandemie deutlich, als diese Gebiete deutlich stärker aufgesucht wurden als üblich und damit der Schutz der Biodiversität auch hier vor neue Herausforderungen gestellt wurde. Die Besucherlenkung bei sich dynamisch verändernden Schutzgütern wird zusätzlich dadurch erschwert, dass es in den Schutzgebieten an BiodiversitätsexpertInnen mangelt und negative Auswirkungen daher oft erst spät erkannt werden. Dazu haben wir ein interdisziplinäres Team aufgestellt, das von RangerInnen über Ingenieure und Naturschutzbiologen bis hin zu KI-Wissenschaftlern reicht.
Arbeitsschritte
Ganz konkret sollen zwei Ansätze im Nationalpark Bayerischer Wald als dem ältesten und einem der größten terrestrischen Prozessschutzgebiete Deutschlands entwickelt werden. In Säule 1 sollen Aufnahmegeräte und KI-Analyse derart kombiniert werden, dass in Echtzeit das Auftreten ausgewählter Zielarten (Auerhuhn, Habichtskauz und Wolf) in einem Schutzgebiet verfolgt und darauf basierend Managementmaßnahmen ergriffen werden können. In Säule 2 sollen erstmals auch RangerInnen ohne tiefere Artenkenntnis mit einer neuen Generation an Sound-KI-Geräten ausgestattet werden, sodass sie im Gelände während ihrer Kontrollgänge Daten erheben und die Auswertungen selbst validieren können. Einmal aufgesetzt, kann das Sound-gestützte Biodiversitätsmonitoring durch das lokale Management auf auf weitere Schutzgebiete übertragen werden, in denen Vögel und Säugetiere mit Lautäußerungen Schutzgüter darstellen oder in denen der Schutz der Biodiversität allgemein im Vordergrund steht.
Ergebnisse
Vorläufige Ergebnisse.
EcoPi-Boxen wurden erfolgreich zur Echtzeitüberwachung von Balzplätzen des Auerhuhns eingesetzt. Die gewonnenen Informationen unterstützten die RangerInnen beim Management dieser sensiblen Bereiche während der Balzzeit. Darüber hinaus wurde der Algorithmus zur Erkennung von Auerhuhnrufen verbessert, sodass nun Männchen und Weibchen getrennt voneinander identifiziert werden können. Dies führte zu weiteren Erkenntnissen hinsichtlich der Aktivitätszeiten und -zeiträume an den Balzplätzen. So zeigte sich, dass die Balzplätze bereits deutlich früher aktiv sind als bisher angenommen, nämlich ab Februar und nicht erst ab April. Weibchen treffen im April am Balzplatz ein und damit deutlich später als Männchen.
Außerdem wurden an den Brutplätzen des Habichtskauzes EcoPi-Boxen aufgestellt; weitere Ergebnisse zu diesem Teilbereich werden im weiteren Verlauf des Projekts erwartet.
BirdWeather-PUCs wurden erfolgreich eingesetzt, um im Rahmen der Kontrollgänge der RangerInnen Daten zu zwei Fragestellungen zu erheben: (1) Veränderungen der Vogelgemeinschaften nach Borkenkäferbefall und (2) Vogelarten in Lebensraumtypen, die im Nationalpark bislang nur selten erfasst werden. Die Analyse dieser Daten läuft derzeit noch.
Als Schulungsinstrument für RangerInnen erwiesen sich die BirdWeather-PUCs dagegen als nicht geeignet. Daher wurde gemeinsam mit den Entwicklern von BirdNET eine neue BirdNET-App entwickelt. Diese funktioniert offline und bietet eine Karte mit den erfassten Vogelnachweisen sowie die Möglichkeit, die jeweiligen Vogelstimmen abzuspielen. Sie wurde speziell für die Bedürfnisse von RangerInnen konzipiert, die häufig in Gebieten ohne Mobilfunkempfang arbeiten. Die neue App „BirdNET Live“ ist das Ergebnis der Zusammenarbeit zwischen RangerInnen und dem BirdNET-Team an der TU Chemnitz.
Öffentlichkeitsarbeit
• Radiobeitrag auf Bayern 2 (18. März 2025).
• Vorträge für RangerInnen des Nationalparks Bayerischer Wald.
• Workshop für Gaststudierende der TU München.
• Workshop für Gastförster der Niedersächsischen Landesforsten.
• Dokumentarfilm „Können wir Tiere bald besser verstehen?“ („Gut zu wissen“, Bayerischer Rundfunk, Ausstrahlung am 27. September 2025, Beitrag von Minute 29:00 bis 35:00).
• Zeitungsartikel in der Zwieseler Zeitung (7. März 2026).
• Pressemitteilung zur Ankündigung der Einführung der neuen App „BirdNET Live“.
Fazit
Wir haben neue Methoden zum Monitoring und Schutz sensibler Standorte für das Auerhuhn im Nationalpark Bayerischer Wald entwickelt. Dazu gehört der neuartige Einsatz einer Echtzeitüberwachung zum Schutz gefährdeter Arten mithilfe von EcoPi-Boxen. Außerdem haben wir die Algorithmen zur Vogelerkennung verbessert, um zwischen männlichen und weiblichen Auerhühnern unterscheiden zu können, wodurch weitere Erkenntnisse über die zeitliche Dynamik dieser Art an Balzplätzen gewonnen werden konnten.
Durch die Einbindung neuer KI-Tools wie der BirdWeather-PUCs in die Arbeit der RangerInnen haben wir die Kapazitäten des Nationalparks zur Datenerhebung und zum Monitoring erhöht, auch wenn nur begrenztes wissenschaftliches Personal zur Verfügung steht. Der Einsatz von KI-Tools zur Erweiterung der Aufgaben, die RangerInnen übernehmen können, ist von besonderer Bedeutung, da viele Schutzgebiete nur über begrenzte finanzielle Mittel für Forschung und Monitoring verfügen. Tools, die RangerInnen dabei unterstützen, einen Beitrag zur Datenerhebung und zum Monitoring zu leisten, können daher für viele Schutzgebiete von großem Nutzen sein.
Wir haben zudem festgestellt, dass BirdWeather-PUCs als Schulungsinstrument für RangerInnen nur begrenzt geeignet sind. Um diese Lücke zu schließen, haben wir gemeinsam mit unseren Projektpartnern an der TU Chemnitz die neue App „BirdNET Live“ entwickelt, die speziell für die Bedürfnisse von RangerInnen konzipiert wurde.