Vogel-Geodatenlogger Phase 2 (Entwicklung eines modularen Geodatenlogger-Systems für die Erforschung der Zugrouten von Kleinvögeln - Phase 2)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 332.12.10

Schlüsselwörter (Deutsch)

Artenschutz, Kleinvögel, Geodatenlogger, Mikroelektronik

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Gefährdungspotentiale für Zugvögel beschränken sich nicht auf die Brutgebiete. Damit Artenschutzmassnahmen für Zugvögel erfolgreich sein können, müssen deshalb neben den Brutgebieten auch die Zugrouten sowie die Rast- und Über­winterungs­gebiete bekannt sein. Geodatenlogger liefern die entsprechenden Daten. Der im Rahmen des Vorgängerprojektes UTF 254.08.08 entwickelte Geodaten­logger von 1 g Gewicht kann für Vögel ab 20 g Körpergewicht eingesetzt werden. 70% der in der Schweiz brütenden Singvögel sind jedoch leichter als 20 g. Für die Erforschung dieser Vögel soll nun ein möglichst kleiner, leichter und modular aufgebauter Geodaten­logger entwickelt werden. Ermöglicht wird dies durch neue mikroelektronische Bauteile, welche in der Zwischenzeit auf den Markt gekommen sind, und durch die Verwendung von leichteren Silberoxid-Batterien. So kann das Gewicht auf 0.5g reduziert werden. Zudem sollen die bisherigen Möglichkeiten des Geodatenloggers erweitert werden und nach einem modularen System an spezifische Forschungsfragen angepasst werden können.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Deutsch)

1. Funktionsfähige Minimalvariante eines Vogel-Geodatenloggers mit einem Gewicht von höchstens 0.5 g, der bei einer zeitlichen Auflösung der Lichtintensitätsmessung von 10 Minuten eine Lebensdauer von 8-9 Monaten hat

2. Resultate der Evaluation eines Sensors als Grundlage eines Erweiterungsmoduls zur Aktivitätsmessung

3. Resultate der Evaluation des Solarpanel-Prototyps als Grundlage eines Erwei­terungsmoduls für die solare Stromversorgung

Projektziele (Deutsch)

Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines modularen Geodatenlogger-Systems auf der Basis einer 0.5 g schweren Minimalvariante für die Erforschung der Zugrouten von Kleinvögeln.

Beschreibung der Resultate (Deutsch)

In diesem Projekt wurde in Zusammenarbeit mit der Schweizerischen Vogelwarte in Sempach der
Prototyp eines 0.5g leichten Geodatenloggers für die Bestimmung der Zugrouten und
Überwinterungsgebiete von Vögeln entwickelt. Im Gewicht enthalten sind sowohl die Elektronik, die
Batterie sowie die Vergussmasse und das Befestigungssystem. Die Elektronik besteht aus einem
Lichtsensor (Spektrum blau, 460nm) und einem Mikroprozessor mit integriertem Datenspeicher. Die
Aufgezeichneten Lichtwerte werden abgespeichert und können nach der Rückkehr des Vogels
ausgelesen werden. Mit Hilfe eines PCs und ausgeklügelten Algorithmen können die täglichen
Positionen des Vogels berechnet werden. Der Geodatenlogger hat eine Lebensdauer von etwa 9
Monaten und zeichnet alle 10 Minuten einen Lichtwert auf.
In Zukunft wäre es interessant, nicht nur die Position der Vögel, sondern auch deren Aktivitäten
aufzuzeichnen. Dazu wurden verschiedene Varianten evaluiert und getestet. Die besten Ergebnisse
wurden mit Sensoren erzielt, welche den Luftdruck oder die Beschleunigung messen.
Für die Speisung der Logger werden heute Batterien eingesetzt. Diese sind entweder schwer oder
haben eine kurze Lebensdauer. Aus diesem Grund wurden in diesem Projekt auch Varianten
getestet, die Logger mit einem kleinen Photovoltaik-Modul zu speisen. Dieses besteht aus einer
Solarzelle (ca. 1.2 cm2), Elektronik und einem Energiespeicher. Erste Laborvarianten haben
gezeigt, dass ein Photovoltaik-Modul mit nur 600 mg realisierbar ist.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Im Herbst 2009 haben wir 58 Wiedehopf mit Geodatenloggern der älteren Version (1 g)
ausgerüstet. Im Sommer 2010 konnten wir die Daten nun auslesen und auswerten. Die Daten
zeigen, dass sich die Überwinterungsgebiete der Vögel über einen sehr breiten Bereich in der
Sahelzone südlich der Sahara erstrecken und dass die Vögel zwei hauptsächliche Zugrouten
verwenden: Via Gibraltar sowie über das zentrale Mittelmeer im Bereich von Sardinien und Korsika.
Weiter wurden im Herbst 2009 Nachtigallen (300 Stück) ausgerüstet. Die Ergebnisse dieser Studie
liegen zurzeit noch nicht vor.
Mit den neuen, 0.5g schweren Geodatenloggern haben wir im Sommer 2010 ein Pilotprojekt
gestartet. Dabei wurden 300 Rauchschwalben, 36 Seggenrohrsänger und 36 Uferschwalben
bestückt. Erste Resultate über deren Zugrouten und Überwinterungsgebiete werden wir im Sommer
2011 erhalten.

Weiteres Vorgehen (Deutsch)

Für 2011 ist die Entwicklung und Produktion der Nullserie des 0.5g Geodatenloggers geplant. Die
Hardware und Software werden wir noch punktuell optimieren.
Weiter sind die Entwicklung und die Produktion von Prototypen mit verschiedenen
Aktivitätssensoren geplant. Diese sollen modular aufgebaut sein und je nach Bedarf der
Schweizerischen Vogelwarte kombiniert werden können.
Das Photovoltaik-Modul soll fertig entwickelt werden. Es wird als Option zur Speisung mit Batterien
bei den Geodatenloggern mit Aktivitätssensoren eingesetzt werden.
Der Algorithmus zur Berechnung der geografischen Position soll optimiert werden, um genauere
Resultate zu erzielen. Dazu muss der Dynamikbereich des Lichtsensors vergrössert werden.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Artikel:
23.02.2010 DRS1, Wissen aktuell „Sag mir, wo die Vögel waren“
18.03.2010 Le Temps „Les secrets des migrations mis au jour“
19.03.2010 20minuten „Winziger Hightech-Spion überwacht Singvögel“
16.05.2010 NZZ am Sonntag „Geglückte Rückkehr“
06.08.2010 Tierwelt „Der Spion fliegt mit“
09.09.2010 Beobachter „Fahrtenschreiber im Fluggepäck“

Wissenschaftliche Konferenzen:
Steffen Hahn, Felix Liechti, Erich Bächler, Michael Schaub: Large individual variation in migration
pattern in a population of European Hoopoes migrating to sub-Saharan Africa. 25th International
Ornithological Congress, 22-28 August 2010, Campos do Jordão, Brazil
HAHN S, LIECHTI F, BÄCHLER E, SCHAUB M, Große Variabilität in den Zugmustern einer
westeuropäischen Wiedehopfpopulation, 143. Jahresversammlung der Deutschen Ornithologen-
Gesellschaft, 29. September bis 3. Oktober 2010, Helgoland, Deutschland.