18.07.2025

Göttinger Forschungen zur Optimierung von Brutvogelerfassungen mit PAM und KI

Der Grünspecht (Picus viridis) ist vormittags ab Mitte März bis in den April besonders häufig im Wald zu hören. Foto: David Singer

Brutvogelerfassungen gelten bislang als zeitaufwändig und personalintensiv. Eine Göttinger Forschungsgruppe hat jetzt im “Journal of Ornithology” praktisch erprobte Hinweise dazu gegeben, wie sie durch passives akustisches Monitoring (PAM) und KI-Programme wie BirdNET optimiert werden könnten.

Im  Rahmen des Biodiversitätsmonitoring niedersächsischer Landeswälder (2) hat das Team  Zeitmuster im Gesang von Waldvögeln  analysiert. (3) und wichtige Hinweise für die Optimierung von Brutvogelerfassungen gegeben.

Brutvogelerfassungen sind ein unverzichtbares und häufig gesetzlich vorgeschriebenes Instrument im Natur- und Artenschutz. Mit ihnen werden Bestände gezählt und Entwicklungen verfolgt. Sie bilden die Grundlage für Artenschutzmaßnahmen oder für die Bewertung raumplanerischer Vorhaben.

Die Forschenden sammelten mit passivem akustischen Monitoring (PAM) 25.000 Stunden Audiodaten Daten an 256 Standorten in niedersächsischen Wäldern. Mit automatischen Aufnahmegeräten zeichneten sie von März bis Mai rund um die Uhr alle 10 Minuten 30 Sekunden lang Vogelstimmen auf. Ein besonderes Augenmerk galt den Stunden vor und nach dm Sonnenauf- und untergang.

Anschließend identifizierte das KI-Programm BirdNET die Vogelarten anhand ihrer Rufe und Gesänge. Die Forschenden überprüften die Vorschläge der KI, um nur verlässliche Artnachweise in der Auswertung zu berücksichtigen. Insgesamt. 6,4 Millionen Lautäußerungen wurden erfasst.

„Unsere Daten zeigen, dass es weit mehr Aktivitätstypen als ‚Lerchen‘ und ‚Eulen’ unter den Waldvogelarten gibt“, erläutert David Singer, Erstautor der Studie und Doktorand in der Abteilung Waldnaturschutz der Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie der Georg-August-Universität Göttingen. (4)

Waldvogelarten haben offenbar individuelle Aktivitätsmuster. Neben einer großen Gruppe tagaktiver Arten waren einige Arten wie die Amsel oder Waldschnepfe dämmerungsaktiv und somit zweimal am Tag zu hören. Die Amsel war zudem in den Abendstunden deutlich häufiger zu hören als in den Morgenstunden, was bislang bei Vogelzählungen kaum berücksichtigt wird. Auch innerhalb der Gruppe der tagaktiven Arten gab es Untergruppen. Während viele Meisen oder der Schwarzspecht ihren Aktivitätshöhepunkt im zeitigen Frühjahr hatten und ab Ende April deutlich weniger zu hören waren, begann zum Beispiel die Heckenbraunelle oder der Zaunkönig erst im April aktiv zu werden. Nachtaktive Arten bildeten ebenso eine eigene Gruppe wie Zugvögel, die erst im Mai in Mitteleuropa eintreffen.

Die Forschenden verglichen ihre Ergebnisse mit den bisherigen methodischen Empfehlungen zur Brutvogelerfassung. Sie konnten nachweisen, dass die empfohlenen Erfassungszeiträume bei vielen Arten häufig nicht mit den Phasen der stärksten Gesangsaktivität übereinstimmen. So wurde für den Buntspecht bislang angenommen, dass er den gesamten Vormittag über gut nachweisbar ist. Laut der aktuellen Akustikdaten ist er jedoch ab etwa zwei Stunden nach Sonnenaufgang mit einer deutlich geringeren Wahrscheinlichkeit als kurz nach Sonnenaufgang zu hören. Für andere typische Waldvogelarten wie die Blaumeise oder den Zilpzalp zeigte sich hingegen, dass die Gesangsaktivität auch über den empfohlenen Erfassungszeitraum in den Morgenstunden hinaus hoch war, sodass diese Vögel auch zu späteren Tageszeiten noch zuverlässig gezählt werden können.

„Durch die Kombination von klassischen Vogelzählungen und den neuen akustischen Methoden können wir Vogelerfassungen deutlich verbessern“, sagt der Göttinger Waldökologe Prof. Dr. Andreas Schuldt, der die Arbeit mitbetreut hat. „Vor allem Arten mit kurzen Aktivitätshöhepunkten profitieren von der neuen Methode“. So lassen sich die nur in einem recht kurzen Zeitfenster hörbaren Grau- und Kleinspechte mit der neuen Methode gut erfassen. Ornithologinnen und Ornithologen gelingt die Beobachtung dieser Arten nur mit Glück. (3)

Die Göttinger Studie weist somit auf die Notwendigkeit einer kritischen Interpretation der Vollständigkeit von Brutvogelerfassungen hin gibt Hinweise für deren Optimierung. 

Offenbar können akustisches Monitoring (PAM) und KI-Programme wie BirdNET  Brutvogelerfassungen erheblich optimieren, indem sie die Effizienz, Genauigkeit und den Umfang der Datenerhebung verbessern. PAM-Systeme mit autonomen Rekordern können über längere Zeiträume hinweg und an vielen Orten gleichzeitig akustische Daten sammeln. Sie arbeiten unauffälliger als Menschen. Dadurch wird die natürliche Verhaltensweise der Vögel weniger beeinträchtigt…

Verweise
1. Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt (NW-FVA). Biodiversitätsmonitoring in Wäldern startet. [Online] 15. April 2025. https://www.nw-fva.de/wir/aktuelles/pm-biodiversitaetsmonitoring

2. Singer, David u.a.,. Diel and seasonal vocal activity patterns revealed by passive acoustic monitoring suggest expert recommendations for breeding bird surveys need adjustment. Journal of Ornithology. [Online] 9. Juli 2025. https://doi.org/10.1007/s10336-025-02307-y

3. Georg-August-Universität Göttingen. Mehr als Lerchen und Eulen. Göttinger Forschungsteam analysiert Zeitmuster im Gesang von Waldvögeln mit Hilfe von KI. [Online] 18. Juli 2025. https://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?id=7868