Определение видов летучих мышей - Bat species identification
 | эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. (Май 2017 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
Детекторы летучих мышей являются наиболее распространенным способом определения видов летающих летучие мыши. Существуют различные типы звонков, которые могут указывать на род и вариации в образе и частоте, которые указывают на вид. Для читателей, не знакомых с различными типами детекторов летучих мышей, есть дополнительная информация. ниже и в другом месте.
Летучие мыши также делают социальные звонки, которые менее полезны для определения вида. Они звучат иначе, чем призывы эхолокации, и не имеют одинаковых частотных характеристик. Более подробная информация о типах звонков и других ключах к идентификации видов приводится ниже, но Pipistrelles (или «Pips») дают хорошие примеры того, что можно обнаружить с помощью детектора летучих мышей, и являются хорошим началом изучения того, как определять летучих мышей.
Детекторы летучих мышей улавливают различные сигналы в ультразвуковом диапазоне, не все из которых исходят от летучих мышей. Чтобы различать виды летучих мышей и летучих мышей, важно распознавать виды, отличные от летучих мышей.
Пойманных летучих мышей можно точно идентифицировать по руке, но во многих странах для отлова летучих мышей требуется лицензия.
Типы звонка
Существует четыре основных типа эхолокационного вызова летучих мышей.
FM звонки
Период, термин «частотная модуляция» (FM) относятся к типу "чириканья" вызова летучей мыши. На детекторе летучих мышей это звучит как резкий щелчок. Настройка гетеродин детектор не сильно меняет звук, но уровень варьируется.
Это типичный вызов вида Myotis. Похоже на жесткие сухие щелчки. Он был записан на частоте 40 кГц, что не было критичным, но это было выбрано, потому что это было выше сверчков и ниже Pipistrelles.
CF звонки
Эти звонки регистрировались с помощью гетеродинного детектора летучих мышей, настроенного на соответствующую частоту.
В постоянная частота (CF) звонок - это серия подглядывающих звонков.
Летучая мышь издает призывы с постоянной частотой, но гетеродинный детектор летучей мыши преувеличивает эффект Доплера во время полета.
Хоккейные клюшки
Некоторые летучие мыши звонят составным звонком, начиная с компонента FM и заканчивая постоянной частотой. Это часто называют "хоккейной клюшкой" из-за его появления на спектрограмма.
Звонок Pipistrelle - это пример «хоккейной клюшки». композитный типа FM и CF вызов с быстро падающей частотой FM-часть, заканчивающаяся постоянной частотой, CF-часть.
Спектрограмма - это графическое изображение частот в зависимости от времени. Цвет представляет громкость каждой частоты. Эта спектрограмма показывает падающий сигнал, который становится устойчивой нотой. Желтые и зеленые пятна - шум.
На гетеродинном детекторе это звучит как щелчок, но когда его замедляют на восемь октав, можно услышать резко падающий сигнал, замедляющийся до одной ноты.
Гетеродинный детектор летучих мышей будет обрабатывать только небольшой диапазон частот летучих мышей, поэтому необходимо продолжать перенастраивать гетеродинную частоту, чтобы найти точку максимальной громкости или, в случае летучих мышей с вызовом клюшки, частоту, которая дает самую низкую звук. Это дает самый низкий звук хлопка от конца вызова CF.
Использование гетеродинного детектора летучих мышей
Гетеродинный детектор летучих мышей просто понижает частоту летучих мышей на величину, указанную на циферблате или на дисплее более шикарных детекторов. Например, если сигнал хоккейной клюшки заканчивается на 45 кГц, это приведет к почти нулевой конечной частоте при настройке на 45 кГц. , Если он настроен слишком низко или слишком высоко, разностная частота возрастает, как показано на Настройка гетеродина в разделе Pipistrelle ниже. Он будет воспроизводить только ограниченный диапазон частот, обычно только 10 кГц из спектра летучих мышей более 90 кГц.
А гетеродинный детектор летучих мышей не дает очень точного измерения частоты вызова летучей мыши. Одна из причин заключается в том, что частоты вызова могут легко изменяться на 1 кГц или более из-за доплеровского сдвига. Чтобы отследить эти изменения и получить более точную частоту, используется детектор летучих мышей с частотным разделением или детектор летучих мышей с временным расширением с использованием компьютера с программным обеспечением для анализа звука. Детекторы временного расширения выходят за рамки этой статьи, но описаны в детектор летучих мышей
Использование детектора летучих мышей с частотным разделением
А детектор летучих мышей с частотным разделением анализирует каждый зов летучей мыши и повторно синтезирует его, как правило, с одной десятой частоты, чтобы сделать их слышимыми, как описано в детектор летучих мышей статья. Он может создавать аномалии со звуками со случайной структурой и может обрабатывать только периодические или тональные вызовы с измеримой частотой, но запись может использоваться для измерения частоты всех частей вызова летучей мыши с использованием отображения спектрограммы, как показано ниже.
Детектор FD не требует ручной настройки, так как он работает на полном диапазоне частот летучих мышей, но некоторые, например, Duet, также имеют встроенный гетеродинный детектор. Весь вызов сохраняется и может быть записан на аудиомагнитофон и изучен позже на компьютере. Спектрограмма и другое программное обеспечение для анализа также может отображать частоту повторения и характер звуков, что также полезно для идентификации видов.
Вот как звучит Pipistrelle на детекторе летучих мышей с частотным разделением:
Звук отличается от гетеродинной записи и представляет собой скрипучий звук, больше похожий на отключенную частоту гетеродина. С детектором FD пользователь не может легко определить разницу между 45 и 55 на слух.
А вот так выглядит эта запись на спектрограмме до жужжания кормления.
Мы можем измерить конечную частоту (выбранную), которая получается равной 44,6 кГц после умножения на 10. Скорость вызова увеличивается по мере приближения к пищевой цели, заканчиваясь очень быстрым «жужжанием при кормлении». Обратите внимание, что звонок становится FM только во время кормления.
Социальные звонки
Это обширная тема, и еще многое предстоит узнать о социальном общении летучих мышей и о том, как они используют социальные вызовы в укрытиях и во время полета. Обычно социальный призыв летучей мыши не является тональным, другими словами, он не состоит из музыкальной ноты. Некоторые детекторы летучих мышей не обеспечивают точной записи социального призыва летучих мышей. Обычно социальные звонки летучих мышей используют более низкий частотный диапазон, чем эхолокационные звонки, и поэтому их можно услышать. дальше. Иногда летучая мышь во время эхолокации делает социальный звонок, что может вызвать замешательство.
Мы можем видеть и слышать, как низкочастотные социальные призывы слышны на большем расстоянии, чем высшие эхолокационные призывы, когда летучая мышь приближается и уходит. При увеличении масштаба спектрограммы социальные призывы становятся атональными и быстро повторяются примерно пять раз за каждый вызов. Социальные звонки чередуются между эхолокационными звонками. Они показывают неравномерное распределение частот около 20 кГц. Обратите внимание, что детектор FD делит частоты на 10.
Эхолокационные звонки - это одиночные звонки «клюшкой» с более высокой частотой повторения. В этом масштабе форма хоккейной клюшки не очень четкая, но конечная частота может быть измерена как 45,2 кГц. При приближении летучей мыши регистрируется доплеровский сдвиг. Частота измерялась по мере прохождения.
Ф. Д. Спектрограмма социальных и эхолокационных звонков. Спектрограмма показывает комбинированные медленные социальные звонки с более быстрыми эхолокационными звонками с более высокой частотой.
FD Детали спектрограммы социальных и эхолокационных звонков
FD Спектрограмма эха при звонках. Это дополнительно увеличено на двух вызовах эхолокации. Они кажутся двойными из-за эха. Выбранная часть составляет 10,8 мс, что дает разницу в длине пути 10,8 умножить на 340 м / с или около 3,7 метра. Обратите внимание, что тайминги не меняются частотным разделением.
Скорость полета
Расчет скорости полета требует некоторых технических деталей. Спектрограмма может легко выявить доплеровский сдвиг у летучей мыши, проходящей мимо. Гетеродинный детектор покажет некоторые сдвиги в вышеупомянутых вызовах, но доплеровские сдвиги наиболее легко слышны в вызовах CF, таких как Horseshoe. Грубую оценку скорости летучей мыши можно сделать по доплеровскому сдвигу, когда она пролетает мимо. Практическое правило состоит в том, что на частоте около 50 кГц сдвиг на 1 кГц означает около 6,8 метра в секунду (15 миль в час). Проходящая мимо летучая мышь произведет общий сдвиг примерно вдвое больше.
Приведенные ниже Pipistrelles показали расчетное смещение около 1,5 кГц, что указывает на скорость чуть более 5 м / с или чуть меньше 14 миль в час (23 км / ч).
Британские виды
Этот раздел также представляет собой практическое введение в распознавание видов летучих мышей с использованием Пипистреллы В качестве примера. Более подробная техническая информация представлена ниже.
Семнадцать видов летучих мышей считаются резидентами Великобритании. Наиболее часто наблюдаемые и слышимые виды - это Обыкновенный конек и Сопрано Pipistrelle, и являются хорошей отправной точкой для сравнения с другими видами летучих мышей. На самом деле стоит потратить время, чтобы познакомиться с различными криками двух распространенных видов.
Обыкновенный конек Пипистреллус пипистреллус
Сопрано Pipistrelle Pipistrellus pygmaeus
Эти два вида рассматриваются здесь вместе. Этот раздел также действует как руководство по анализу вызовов летучих мышей. Единственное, что нужно знать, это то, что кГц - это число, набираемое детектором летучих мышей.
Эти два семечка относятся к разным видам, но частота их криков очень разная и не является точным признаком вида. Их часто называют «45 пипсов» и «55 пипсов» от звонков, услышанных на гетеродинном детекторе.
Обратите внимание на "хлопающий" звук вызова и "жужжание кормления" при наведении на насекомых. Звонок Soprano Pipistrelle звучит очень похоже, но на более высокой частоте гетеродинного детектора летучих мышей.
Настройка гетеродина
Поскольку гетеродинный детектор летучих мышей сдвигает только ограниченный диапазон частот вызова летучих мышей, его необходимо постоянно перенастраивать, чтобы не пропустить некоторые виды и идентифицировать слышимых. Одним из решений, которое иногда используется в исследованиях летучих мышей, является использование второго гетеродинного детектора, настроенного на другую частоту, для обнаружения других видов, таких как летучие мыши-подковы, если они могут присутствовать. В случае Pipistrelles, если он настроен слишком низко или слишком высоко, разностная частота возрастает, как показано в следующем примере.
Первая и последняя части этой отредактированной записи примерно с той же частотой, что и последняя часть призыва клюшки. Это дает более глубокий и влажный хриплый звук. Во второй части детектор настроен слишком низко - это увеличивает конечную частоту и дает скрипучий звук щелчка. В третьем разделе детектор настроен слишком высоко и тоже дает скрипучий звук, но немного тяжелее. При настройке вверх и вниз снова воспроизводится самый глубокий звук, как в четвертой части, и это указывает приблизительную частоту окончания призыва летучей мыши. Это важно для определения вида.
45 и 55 пунктов
Чтобы различать P. pipistrellus и P. pygmaeus, если сигнал составляет около 45 кГц, это Common Pipistrelle, а около 55 кГц - сопрано. Редкий P. nathusii звонит на частоте около 39 кГц, поэтому его легче различить. Проблема в том, что, кажется, существует почти непрерывный спектр частот Pip от 43 кГц до 59 кГц. Необходимо провести дополнительные исследования частотных диапазонов звонков каждого вида.
Еще одна небольшая проблема с разными частотами - это доплеровский сдвиг, и Пип, проходящий со скоростью 3,4 м / с (8 миль в час), покажет доплеровский сдвиг около 1 кГц.
Для работников летучих мышей с подходящей лицензией осмотр руки или крупным планом показывает отличительные характеристики между 45 и 55 пипсами:
- Цвет и форма морды
- У P.p более выпуклая морда и более темный мех.
- Набор глаз
- У P.p глаза более глубоко посажены в темный мех.
- У P.pg более тонкий мех или голая кожа рядом с глазами.
- Жилкование крыла
- Это трудно отличить, и это можно увидеть только на пойманной летучей мыши. Если эта проверка считается окончательной, она не всегда коррелирует с определенным критерием частоты вызовов.
Разрешение звонков
Следующая запись была сделана на комбинированном гетеродине и FD детекторе Duet. Частота гетеродина составляла 53 кГц, а соответствующий трек звучит так:
Что можно услышать, так это сильный фоновый шум сверчков и довольно запутанный проход, который, вероятно, является коньком.
Спектрограмма трека FD показывает, что произошло:
Еще одна летучая мышь была полностью пропущена гетеродинным детектором, который был настроен на неправильную частоту для этой летучей мыши. Это была Малая Подкова, выходящая из-под насеста.
Путаница, следующая за LHS, сводится к тому, что две Pipistrelles летают вместе с частотами 47,7 кГц и 54,5 кГц, другими словами, Common и Soprano Pipistrelle.
Таким образом, три летучих мыши были идентифицированы с помощью записи FD.
Эти три летучих мыши не были бы идентифицированы гетеродинным детектором летучих мышей. Судя по другим записям, сделанным в то время, настойчивый звук «хлопка» был связан с Soprano Pipistrelle на частоте около 20 кГц, который обычно делал этот социальный вызов во время полета. Именно здесь падает детектор FD, который регенерирует социальный вызов на частоте около 40 кГц. Детекторы FD могут обрабатывать только тональные вызовы с измеримой частотой, но не вызовы со случайным частотным шаблоном.
Место для других видов летучих мышей
В подготовке
Звуки без летучей мыши
При включении детектора летучих мышей открывается целый мир ультразвука. Чтобы различать виды летучих мышей и летучих мышей, важно распознавать виды, отличные от летучих мышей. Следующая минимально отредактированная запись была сделана в небольшом заповеднике в Северном Девоне, Великобритания, в сентябре. Ни один из этих звонков не слышен нормально.
Однако хитрость здесь в том, что последний звук является от летучей мыши, которая во время полета делает социальный вызов.
Грызуны и насекомоядные
Мыши, полевки и землеройки издают звуковые сигналы, которые иногда можно принять за социальные призывы летучих мышей. Иногда, чтобы быть уверенным, нужно использовать другие подсказки, например звук, который приходит и уходит, когда летучая мышь пролетает мимо.
Сверчки
Сверчки издают характерный звук как на слух, так и на ультразвуке. Некоторые виды не слышны человеческим ухом. В разгар лета они могут маскировать крики летучих мышей и мешать анализу спектрограмм. Они могут запускать диктофоны, активируемые голосом, что может сильно раздражать при последующем прослушивании. Это еще одна взаимосвязь между крикетом и битой.
Обратите внимание на реакцию одного сверчка при приближении детектора летучих мышей.
Фоновые шумы
На фоне каждой записи детектора летучих мышей слышно непреодолимое шипение. Это «системный шум» от микрофона и электроники. Это может сильно различаться между детекторами летучих мышей и различными типами детекторов летучих мышей. Шаги и содержимое карманов, например ключи и мелочь, могут быть очень шумными на ультразвуковых частотах. Ветер на деревьях часто представляет меньшую проблему, поскольку этот шум поглощается воздухом на расстоянии.
Более подробные заметки
Диапазон дальности звонков летучих мышей
Более высокие звуковые частоты поглощаются воздухом на расстоянии. Степень поглощения зависит от частоты и влажности воздуха. Вот почему треск близкий гром и грохот далекого грома; воздух поглотил более высокие частоты.
На частотах эхолокации летучих мышей поглощение воздуха ограничивает дальность действия как для летучих мышей, так и для детекторов летучих мышей. Обычно на частоте около 50 кГц уровень звука уменьшается вдвое каждые шесть метров, или, говоря более технически, он поглощается на уровне около 1 дБ на метр. На практике это означает, что максимальная дальность обнаружения летучих мышей составляет около 30 метров, а способность летучих мышей обнаруживать любой объект - примерно на 20 метров. Это очень приблизительные цифры, и летучие мыши, которые зовут на более низких частотах, могут слышать и слышать на гораздо больших расстояниях. И наоборот, летучую мышь, подобную Lesser Horseshoe, которая в основном работает на частоте около 110 кГц, труднее обнаружить на расстоянии более 10 метров.
Направленность ультразвукового датчика в детекторе летучих мышей также может иметь большое влияние на расстояние обнаружения. Датчик с высокой степенью направленности, такой как элемент Polaroid, будет значительно сокращать обнаружение расстояния, если летучая мышь не находится перед датчиком. Направленность фактического крика летучей мыши также широко варьируется от вида к виду и может влиять на расстояние обнаружения.
Для такой маленькой цели, как насекомое, уровень отражения падает обратно в четвертой степени расстояния. Другими словами, на удвоенном расстоянии уровень падает в 16 раз. Это устанавливает максимальную дальность, на которой летучая мышь может обнаружить насекомое, в метрах. Большой объект, такой как дерево, здание или земля, может быть обнаружен летучей мышью на гораздо больших расстояниях.
Типы звонка летучей мыши
Три основных типа вызова летучей мыши, описанные выше, предоставляют летучей мыши разную информацию. Мы не можем знать, что на самом деле слышит летучая мышь, но исследования того, что летучая мышь может слышать и различать, продолжаются. Летучая мышь не получает детализированного изображения, такого как визуальное, хотя у нее также хорошее зрение, но практически любое обнаруженное ею ультразвуковое изображение будет расфокусировано из-за сравнительно длинных волн используемых звуковых частот. При 50 кГц длина волны составляет около 7 мм. Удивительно, насколько хорошо летучая мышь умеет эхолоцировать.
Модуляция частоты
Это быстро падающий свисток, используемый большинством видов летучих мышей. FM-вызов обеспечивает очень точное измерение времени и позволяет летучей мыши определять расстояния с точностью до десятков сантиметров. Этот метод также используется в радарах, где он имеет преимущества перед очень коротким импульсом. Как и в случае с самим радаром, было обнаружено, что летучие мыши использовали эти методы за миллионы лет до того, как их «изобрели» люди.
Постоянная частота
Летучие мыши-подковы Rhinolophus spp. используйте в основном вызов CF. Это слышно как характерный писк на детекторе летучих мышей. Частота излучаемого сигнала зависит от вида и дает немедленную идентификацию. Их вызов не является полностью CF, поскольку он начинается и заканчивается «ворчанием», как это видно на спектрограмме.
Вызов CF не дает точного измерения расстояния. Однако он дает точное измерение относительной скорости из-за эффекта Доплера. «Звуковой сигнал» продолжительностью 60 миллисекунд дает линейную длину вызова около 20 метров, таким образом, если цель находится на расстоянии менее 10 метров, эхо начнет возвращаться, пока летучая мышь все еще издает вызов.
В Эффект Допплера сигнал CF от движущейся летучей мыши значительно преувеличивается гетеродинным детектором летучей мыши. Это можно использовать для оценки скорости летающей летучей мыши или для определения летучих мышей, которые эхолотируют во время укрытия.
Звонок летучей мыши от летучей мыши, приближающейся или удаляющейся со скоростью 6,8 метра в секунду (15 миль в час), вызывающей на частоте 50 кГц, обычно показывает доплеровский сдвиг на + - 1 кГц и пропорциональный ей. Это может вызвать неопределенность с некоторыми видами, такими как Pipistrelles.
Композитный FM и CF
Некоторые виды, такие как Pipistrelles, начинают свой зов с FM-составляющей, но скорость изменения частоты замедляется до почти концевой части CF. На спектрограмме он выглядит как форма «хоккейной клюшки».
Фактически это дает лучшее из обоих миров, обеспечивая точное измерение расстояния и скорости. Некоторые виды чередуют крики с компонентом CF и без него, а Pipistrelles обычно используют только сигнал FM на коротких дистанциях.
Обнаружение летучих мышей
Акустические детекторы летучих мышей
У этого метода есть ограничение диапазона из-за поглощение ультразвука по воздуху. Для многих видов летучих мышей предел дальности составляет около 30 метров, но для летучих мышей-подковообразных и ушастых летучих мышей он может быть намного меньше.
Визуальная идентификация
Летучие мыши летают в основном ночью, но некоторые признаки вида в сумерках или на рассвете могут быть даны по размеру, схеме полета и близости к известным населенным пунктам. Примером может служить подсчет появления насестов летучих мышей в сумерках, когда вероятный вид дополнительно подтверждается с помощью акустического детектора летучих мышей. Предел дальности зависит от освещения, окружающей обстановки и ночного видения наблюдателя.
Инфракрасный
Инфракрасное изображение позволяет наблюдать за летучими мышами, не беспокоя их. Для этого требуется ИК-осветитель, например прожектор с подходящим фильтром или излучатель ИК-светодиода. Наблюдение осуществляется в ИК-бинокль или в ИК-порт. Кабельное телевидение. Какой-то дом видеокамеры сделан Sony чувствительны к ИК-излучению, что позволяет производить запись видео в ИК-диапазоне по низкой цене. Предел диапазона устанавливается облучателем и определением тепловизора. Распознавание видов осуществляется только путем оценки размера и характера полета. Мощность инфракрасного прожектора быстро падает с расстоянием, и прожектор будет пропускать летучие мыши, не попавшие в луч.
Тепловидение
Летучая мышь должна быть теплой, чтобы летать, и при полете выделяет тепло порядка 1 ватта, в зависимости от размера. Диапазон ограничен, как и при ИК-обнаружении, по определению тепловизора. Доступные по цене устройства формирования изображений не обнаружат удаленных летучих мышей, и этот метод вряд ли будет лучше, чем инфракрасное освещение, за исключением самого дорогого оборудования высокой четкости.
Наземный радар
Фиксированный наземный радар используется для обнаружения птиц, пролетающих рядом с самолетами. На аэродромах развернуты системы предупреждения о столкновении с птицами / самолетами (BASH). Мобильные установки BASH все еще находятся в стадии разработки и ждут дальнейших исследований с летучими мышами. Они очень дороги в развертывании, а условия лицензирования мобильных зоологических наземных радаров неизвестны. По некоторым данным, самые сложные радиолокационные системы с программным обеспечением для обнаружения могут определять присутствие летучих мышей на расстоянии около 1 км. Ближний предел для радаров более удален, чем максимальный диапазон вышеупомянутых методов, и между этими системами и радаром может существовать значительный разрыв в расстоянии, в котором летучие мыши не могут быть замечены.
Рекомендации
дальнейшее чтение
- Какая это летучая мышь? автор R.E. Стеббингс, Д.В. Yalden и Дж. Германа, изд. Общество млекопитающих
внешняя ссылка
- Звуковая библиотека летучей мыши из Bat Conservation Trust
- Общество млекопитающих Издатели: What Bat это? автор R.E. Стеббингс, Д. Ялден и Дж. Герман
- Социальные вызовы, сигналы бедствия и кормление европейских летучих мышей предоставлено Avisoft Bioacoustics