Akustisk overvåking

Ved hjelp av akustisk overvåking kan vi blant mye annet lytte etter signaler som forteller hvordan laksen i oppdrettsmerdene har det. Foto: Carolyn Rosten / NINA.

Akustisk overvåking

Lyd er i ferd med å revolusjonere overvåkingen av biologisk mangfold. Akustisk overvåking kan benyttes både på land og i vann, og gir oss kunnskap om naturen på en rask og kostnadseffektiv måte. NINA bruker akustisk overvåking i flere pilotprosjekter. 

Ny og lovende metode

Akustisk overvåking av arter, økosystemer og menneskelig aktivitet er en ny og lovende metode for å effektivisere naturovervåking generelt. Ved hjelp av lydopptak fra et økosystem kan vi for eksempel påvise fremmede eller trua arter, beskrive artsfenologi, dokumentere endringer i økologisk tilstand eller menneskelig påvirkning på naturen.

Akustisk overvåking fungerer også når sikten er dårlig, for eksempel i grumsete vann, tett skog, i tåke eller på natta. Det gjøres ved hjelp av små opptakere utstyrt med mikrofon eller hydrofon, såkalte lydloggere. Loggerne er utstyrt med batteri og solcellepanel, slik at de kan fungere lenge uten tilsyn. Siden systemet krever lite vedlikehold, unngår forskerne gjentatte besøk som kan skape forstyrrelser i området som overvåkes, og det egner seg derfor spesielt godt for barske norske forhold.

Selv om teknologien har vært brukt til studier av enkeltarter i lang tid er det først de siste årene at akustikk har fått et bredere bruksområde. Den store utviklingen i datateknologi, digitalisering og kunstig intelligens gir store muligheter for å videreutvikle og komplementere dagens metoder for datainnsamling og analyser.

I en tid med raske miljøendringer er fjernmålingsmetoder spesielt viktige for overvåking og naturforvaltning fordi de produserer kontinuerlig datastrømmer som kan analyseres over forskjellige romlige og tidsmessige skalaer.

NINA tester bioakustikk i flere pilotprosjekter

Akustikk er en svært anvendbar metode for mange problemstillinger og NINA leder eller deltar i mange nasjonale overvåkingsprosjekter hvor både bioakustikk og økoakustikk kunne bidra med ny og viktig informasjon.

Inkludering av lyd kan gi verdifull ekstrainformasjon og et bredere datagrunnlag for å vurdere biodiversitet og helsetilstanden i ulike økosystemer.

Insektovervåking

NINA gjennomførte nylig en pilotstudie i forbindelse med prosjektet nasjonal overvåking av insekter. Her er mangfoldet i lydlandskapet sammenlignet med mangfoldet som er samlet inn av DNA fra insekter. 

Foto: Carolyn Rosten / NINA Foto: Carolyn Rosten / NINA

Fremmed fisk

I et annet prosjekt er tanken både å identifisere, og lokke til seg, svartmunnet kutling.  Dette er en fremmed fiskeart som så langt ikke er påvist i Norge, men som kan forventes å ta seg hit i ballastvann fra skip. Siden kutlingen lager mye lyd, egner den seg godt for et slikt pilotprosjekt. 

Flere andre prosjekter er under planlegging; opptakere med mikrofon settes opp sammen med viltkamera, for å finne ut hvordan menneskelig aktivitet påvirker dyrelivet. 

Den digitale revolusjonen åpner for mange muligheter. Med tilgjengelig teknologi og analysemetoder kan vi allerede i dag overvåke naturen ved hjelp av lyd i stor skala. Gjennom å utvikle teknologien videre, vil vi finne enda bedre løsninger for naturovervåkingsprogrammer.

Bioakustikk som forvaltningsverktøy

Naturen står overfor stadig større trusler fra påvirkning fra menneskelig aktivitet, både i Norge og globalt. Derfor er det nødvendig med økt kunnskap om hvordan menneskelig aktivitet bidrar til å påvirke økosystemenes tilstand. 

Arbeidet med å sikre god økologisk tilstand gjennom utarbeidelse av helhetlige forvaltningsplaner i ferskvann og havet er godt i gang, mens arbeidet med helhetlige forvaltningsplaner i terrestriske økosystemer er i sin spede oppstart. I terrestriske økosystemer danner fagsystem for fastsetting av god økologisk tilstand grunnlaget for å vurdere tilstanden. Kunnskap om økosystemenes tilstand ligger til grunn for utarbeidelse av forvaltningsplanene, og mer kunnskap må framskaffes. 

Det økte kunnskapsbehovet fordrer at man både utnytter eksisterende data bedre, bl.a. ved hjelp av økt tilgjengelighet på relevante tidsserier om biodiversitet, men også bedre statistiske metoder og modeller. I tillegg er det behov for utvikling av overvåkingsmetodikk, bl.a. ved hjelp av fjernmåling og bakkebaserte sensorer. 

Akustisk overvåking av fauna og av menneskelig aktivitet er en lovende metode for å effektivisere overvåking, men også for å få inn ny kunnskap som øker forståelsen for hvordan naturen påvirkes av menneskelig aktivitet.

Den store utviklingen i datateknologi, digitalisering og kunstig intelligens gir store muligheter for å videreutvikle og komplettere dagens metoder for datainnsamling og analyser.

Klimaendringer, nedbrytning av habitat, invasjon av fremmede arter og overutnyttelse er trusler mot biologisk mangfold som alle kan undersøkes ved hjelp av en akustisk tilnærming. Forandringer i fenologien til plante- og dyrepopulasjoner kan føre til endringer i lydlandskapet gjennom året, knyttet til mange forskjellige økologiske funksjoner (f.eks. reproduksjon, gyting, predasjon eller migrasjon). Nedbrytning av habitat, eutrofieringshendelser eller overutnyttelse kan forårsake endringer i mengden av lyder fra både terrestriske og akvatiske arter. Fremmede arter kan identifiseres ved plutselig tilstedeværelse av lydtyper som tidligere ikke var vanlig. Overvåking av både enkeltarter og hele økosystemer kan gi viktig informasjon for forvaltningen, og er spesielt godt egnet i ellers utilgjengelige miljøer.

Sensorteknologi og rutiner for databehandling i kontinuerlig utvikling, og blir stadig bedre. Moderne maskinlæringsteknikker gjør det mulig å trekke ut detaljert informasjon fra lydbildet, og akustikk er et viktig bidrag til verktøykassa for overvåking av norsk natur.

Kontakt

Rapporter

Nyheter

Forskerne lytter til laksen Publisert 04.03.2021

Akustisk overvåking

Et mylder av organismer, inkludert krepsdyr, edderkoppdyr, insekter, fisk, amfibier, reptiler, fugler og pattedyr produserer artsspesifikke akustiske signaler som del av deres daglige aktivitet. 

De etterlater dermed spor som kan avsløre artenes tilstedeværelse og andre aspekter ved deres økologi og atferd. 

Passiv akustisk overvåking er en ikke-invasiv metode som gir langsiktige og standardiserte data om sammensetningen og dynamikken i dyresamfunn.

Slike lydopptak kan for eksempel gi informasjon om forekomst eller fravær av arter, bestandstetthet, bestandsstruktur, reproduksjon, trekkmønstre, interaksjon mellom arter og økosystemfunksjoner.  

Begreper 

Bioakustikk: overvåking av enkeltarter  

Øko-akustikk: overvåking av hele økosystemer 

Geofoni: lyder relatert til klima og geofysikk

Biofoni: lyder fra dyr 

Antrofoni: lyder knyttet til menneskelige aktiviteter

Aktuelle prosjekter

SoundWell

Foto: Carolyn Rosten / NINA Foto: Carolyn Rosten / NINA

Prosjektleder: Carolyn Rosten (NINA)

Finansiering: Norges forskningsråd

Prosjektvarighet: 2018-2022

Fiskeoppdrett blir mer og mer industrialisert, og industrien ønsker i større grad å ta i bruk kommende digitale løsninger og automatiserte systemer. Løpende data om fiskens tilstand er nødvendig for å optimalisere eksisterende og nye operative prosedyrer eller forvaltningsregimer, og å forhindre negative effekter. Det er godt dokumentert at fisk lager lyd, og dette blir i økende grad tatt i bruk i fiskeriforskning. Overvåkning av lydbildet i oppdrettsmerder og observasjoner av fisk som lager lyd representerer en uutnyttet ressurs for overvåkning av om fisken er sulten eller stresset. Ikke-invasiv overvåkning av fiskens tilstand har stort potensiale for å forbedre både dyrevelferd og foringseffektivitet. Passiv lydovervåkning kan utføres når det er dårlig sikt eller mørke, og for store dyregrupper i sanntid. SoundWell II-prosjektet vil gi grunnlaget som er nødvendig for framtidig utvikling av en ikke-invasiv akustisk statusindikator for oppdrettslaks som kan brukes for å forbedre fiskevelferd og operasjonalisere foringsrutiner.

OWITOOLS

Foto: Carolyn Rosten Foto: Carolyn Rosten

Prosjektledelse: SINTEF

Prosjektleder: Merete Bjørgan Schrøder, Forskningsleder SINTEF

Kontaktperson i NINA: Carolyn Rosten

Finansiering: FHF – Fiskeri- og havbruksnæringens forskningsfinansiering

Prosjektvarighet: 2020 - 2021

Prosjektet skal etablere teknologiske verktøy for objektiv og teknologinøytral måling av fiskevelferd, både for overvåking av fisken gjennom produksjonen og i forbindelse med håndterings- og behandlingsoperasjoner.

Les mer om prosjektet hos SINTEF og FHF


Norsk institutt for naturforskning

NINA er en uavhengig stiftelse som forsker på natur og samspillet natur – samfunn.
Følg oss på: