Wenn Waldbrandrauch die Luft erfüllt, können die meisten Menschen sich in Sicherheit bringen. Wildtiere haben diese Möglichkeit nicht, und es ist wenig darüber bekannt, wie Tiere in abgelegenen Gebieten auf Waldbrände und Rauchbelastung reagieren. Forscher der Colorado State University haben nun ein Gerät zur Luftqualitätsüberwachung entwickelt, das mit Systemen zur Erfassung von Wildtierstandorten und physiologischen Daten kombiniert werden kann, um die Auswirkungen von Rauch auf Gesundheit und Verhalten von Wildtieren zu erforschen. Der sogenannte Rauchlogger ist ein Open-Source-Tool, mit dem Wildtierforscher weltweit bisher unbeantwortete Fragen klären und Daten sammeln können, die zum besseren Schutz von Wildtieren beitragen. Design und Programmierung des Rauchloggers sind ab sofort frei verfügbar; erste Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Methods in Ecology and Evolution“ veröffentlicht.
„Waldbrände sind in Nordamerika mittlerweile ein chronisches Problem. Wir alle erleben diese massiven Rauchwolken, die die Luftqualität wochenlang beeinträchtigen können“, sagte CSU-Professor George Wittemyer, der das Projekt gemeinsam mit dem Wildtierökologen Mark Ditmer vom US Forest Service und dem CSU-Postdoktoranden Adam Parlin leitete. Da Waldbrände immer häufiger, größer und heftiger werden, stellen Rauchwolken, die die Luftqualität über einen längeren Zeitraum beeinträchtigen, eine neue Belastung für Wildtiere dar. Die Luftqualität in Wildnisgebieten wird in der Regel nicht überwacht. Der kleine, kostengünstige Rauchlogger, den das Team entwickelt hat, kann an Halsbändern von Tieren befestigt werden, um die Konzentration gesundheitsschädlicher Partikel in deren Atemluft zu messen.
„Wir wissen relativ wenig über die Auswirkungen von Waldbrandrauch auf das Verhalten von Tieren in freier Wildbahn, insbesondere darüber, wie freilebende Wildtiere auf starke Rauchentwicklung reagieren“, sagte Parlin, der den Rauchlogger während seiner Postdoktorandenzeit am Institut für Fisch-, Wildtier- und Naturschutzbiologie entwickelte. Diese Geräte bieten eine Möglichkeit, die Folgen aus der Perspektive der Wildtiere besser zu verstehen – beispielsweise durch die Identifizierung von Rückzugsgebieten während Rauchereignissen – und können so wertvolle Erkenntnisse für Naturschutz und Management liefern. Wildtierstudien, bei denen Tiere gefangen, mit Halsbändern versehen und wieder eingefangen werden, sind ressourcenintensiv, und viele von ihnen erfassen bereits neben GPS-Koordinaten auch Gesundheitsdaten wie die Herzfrequenz. Diese Daten werden in Kombination mit den Daten von Rauchloggern neue Erkenntnisse über das Wohlbefinden und die Aktivität der Wildtiere liefern.
Das Team arbeitet mit Forschern im Westen der USA zusammen, um an Studien zur Beobachtung von Pumas, Hirschen und Elchen anzuknüpfen. Außerdem installierten sie Sensoren im Lebensraum des bedrohten Sierra-Nevada-Fischers, eines kleinen, mit Wieseln verwandten Säugetiers, um die Luftqualität in seinem Verbreitungsgebiet besser zu verstehen. Die Ergebnisse werden in zukünftigen Studien veröffentlicht. Forscher, die Projekte zur Bergung von Wildtierhalsbändern durchführen, werden ermutigt, mit dem Team zusammenzuarbeiten, um ihre Sensorsysteme mit Rauchmeldern auszustatten. Alternativ können Forscher für etwa 100 US-Dollar Materialkosten pro Einheit ihre eigenen Rauchmelder bauen, indem sie die kostenlose Open-Source-Bauanleitung und -Programmierung herunterladen.
Erste Untersuchungen an Maultierhirschen ergaben, dass die Luftqualität zwischen den an den Tieren befestigten Sensoren und den nächstgelegenen Messstationen um eine Größenordnung schwankte – sie war entweder zehnmal höher oder niedriger. Dies verdeutlicht die stark lokale Natur der Luftqualität und die Notwendigkeit, einzelne Tiere zu beobachten, um ihre Belastung und Reaktion zu verstehen. Die in diesem Jahr in Colorado und Utah überwachten Hirsche waren keiner gesundheitsschädlichen Konzentration von Waldbrandrauch ausgesetzt. Tests zeigten jedoch, dass der Sensor empfindlich genug ist, um selbst geringfügige Luftverschmutzungsspitzen durch den Verkehr bei in Städten lebenden Hirschen zu erfassen. „Das war für uns eine echte Offenbarung und zeigt, wie stark die Luftqualität im Mikrobereich schwankt“, sagte Wittemyer, Professor am Warner College of Natural Resources.
Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) überwacht die Luftqualität in besiedelten Gebieten des Landes mithilfe des AirNow-Netzwerks. Die an Wildtieren angebrachten Sensoren werden Datenlücken schließen und zusätzliche Erkenntnisse über die Gesundheit von Menschen liefern, die ebenfalls Rauch ausgesetzt sind. Um ein kostengünstiges Messinstrument zu entwickeln, nutzte das Team einen preiswerten, handelsüblichen Sensor, ähnlich dem des PurpleAir-Überwachungsnetzwerks. Diese Sensoren messen mithilfe eines Lasers mikroskopisch kleine Partikel, sogenannte Feinstaubpartikel (PM2,5), da sie einen Durchmesser von 2,5 Mikrometern oder weniger aufweisen. Diese Partikel sind schädlich für die Herz-Kreislauf- und Atemwegsgesundheit.
Der solarbetriebene Rauchlogger ist für mittelgroße und große Tiere konzipiert und wird an einem Halsband getragen. Die Daten müssen geborgen werden, um sie herunterzuladen. Die Datenübertragung wäre kostspielig und würde den Akku des Geräts entladen, was seine Lebensdauer verkürzen würde. In der freien Natur gibt es keine Mobilfunkverbindung für eine Übertragung. Stattdessen werden die Luftqualitätsdaten alle 30 Minuten aufgezeichnet und gespeichert. Ditmer sagte, ein besseres Verständnis dafür, wie sich Rauch auf die Gesundheit von Wildtieren auswirkt, werde die Naturschutzplanung verbessern und es ermöglichen, kontrollierte Brände so zu planen, dass das Risiko für Wildtiere verringert wird. „Kontrollierte Brände sind ein wichtiges Instrument zur Bewirtschaftung von Wäldern angesichts immer heftigerer Waldbrände. Das Verständnis, wann und wo der Rauch tatsächlich Wildtiere erreicht, könnte den Forstmanagern helfen, Brände zu planen, die den Zielen der Forstwirtschaft entsprechen und gleichzeitig die Belastung während sensibler Perioden oder in wichtigen Lebensräumen verringern“, sagte er.
Originalpublikation:
https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/2041-210x.70420
