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Conservation research towards an acoustic monitoring system for African elephants (Loxodonta africana)
Viktoria Staufer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Naturschutz und Biodiversitätsmanagement
Betreuer*in
Angela Stöger-Horwath
DOI
10.25365/thesis.77782
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29528.38520.573264-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Der stetige Rückgang der Populationen von Afrikanischen Elefanten (Loxodonta africana) ist besorgniserregend und wird durch Wilderei, Klimawandel, Lebensraumverlust und den daraus resultierenden „human-elephant conflict“ (HEC) vorangetrieben. Eine mögliche Lösung zur Linderung des Konflikts zwischen Menschen und Elefanten, ist die Entwicklung eines akustischen Frühwarnsystems, welches der lokalen Bevölkerung, die in der Nähe von Elefanten leben, helfen könnte, unerwartete Konfrontationen zu vermeiden. Elefanten eignen sich besonders gut zur akustischen Überwachung, da ihre tieffrequenten Laute, die sogenannten „Rumbles“ über mehrere Kilometer hinweg wahrnehmbar und detektierbar sind. Das Hauptziel dieser Arbeit war es, Daten zu sammeln und zu analysieren, um zur Weiterentwicklung des von Zeppelzauer et al. (2015) und Zeppelzauer & Stoeger,(2015) entwickelten Frühwarnsystems beizutragen. Die automatische Erkennung von Elefantenvokalisationen erfordert einen umfassenden Basis Datensatz, welcher reich an Informationen über den Kontext und den Rufenden ist. Das Ziel meiner Arbeit war es, Daten von einer neuen Elefantenpopulation zu sammeln, um die Vielfalt des bestehenden Datensatzes zu erweitern. Die Feldarbeit wurde in Marataba Contractual National Park im Marakele National Park, Südafrika durchgeführt. Die folgende Arbeit konzentrierte sich insbesondere darauf, ob das Geschlecht eines Rufenden anhand akustischer Merkmale der Rumbles unterschieden werden kann. Darüber hinaus wurde untersucht, ob Rumbles von männlichen Elefanten darauf hinweisen können, ob sich das Individuum in dem männchen-spezifischen Hormonzustand namens „Musth“ befindet. Die Ergebnisse zeigen, dass die akustischen Merkmale der Rumbles genutzt werden können, um das Geschlecht des Rufenden zu bestimmen. Die akustischen Eigenschaften der sozialen Rumbles, die von Männchen in Musth erzeugt werden, sind jedoch nicht von jenen von Männchen nicht in Musth zu unterscheiden. Musth-Rumbles, die durch eine spezifische Struktur gekennzeichnet sind, treten ausschließlich dann auf, wenn sich Männchen im Musth-Zustand befinden. Dennoch erfordert die begrenzte Stichprobengröße weitere Forschung, um die letztgenannten Ergebnisse zu bestätigen. Diese Studie stellt die erste Untersuchung der vokalen Kommunikation der Elefantenpopulation im Marakele-Nationalpark dar. Die erhobenen Daten und die Erkenntnis über die Präsenz sozialer Informationen in der akustischen Struktur der Elefantenrumbles können zur Verbesserung des Frühwarnsystems beitragen, indem der Algorithmus für eine effektivere, flächendeckende Überwachung besser trainiert wird. Dieser vielversprechende Ansatz könnte es ermöglichen, rechtzeitig Vorsichtsmaßnahmen zu ergreifen, was potenziell zu einer Verringerung von Mensch-Elefant-Interaktionen in gemeinsamen Lebensräumen führen könnte.
Abstract
(Englisch)
The decline of African elephant (Loxodonta africana) populations is alarming and mainly driven by poaching, climate change, habitat loss, and human-elephant conflict (HEC). One potential solution to mitigate HEC is the development of an acoustic early-warning system. This system was developed to help communities living within elephant home ranges avoid unexpected confrontations with approaching elephants by acoustically and visually identifying their presence and sending warnings to nearby human settlements. Elephants produce rumble calls containing elements in the infrasonic range that convey acoustic information up to several kilometres away, making them a suitable system for acoustic monitoring even when elephants are not visible. The main aim is to explore the presence of social cues in elephant rumbles that may be further incorporated into the early-warning system initiated by Zeppelzauer et al. (2015) and Zeppelzauer & Stoeger (2015), to provide crucial information that can help mitigate human-elephant conflict. The automatic recognition of elephant vocalizations necessitates comprehensive ground truth, demanding an extensive dataset rich in information about context and caller. The focus of my thesis was to collect data from a novel elephant population to enhance the variety of the existing dataset. Data were collected in the Marataba Contractual National Park within the Marakele National Park, South Africa. The thesis focused specifically on whether the sex of a caller can be distinguished based on acoustic cues of the rumbles. In addition, this study also explored whether rumbles produced by male elephants could indicate if the individual was in the male-specific hormonal state called “musth”. The results demonstrate that the acoustic features of rumbles can be used to determine the sex of the caller. The acoustic properties of social rumbles generated by males in musth are indistinguishable from those of males not in musth. Musth rumbles, characterized by a specific structure, occur solely when males are in the state of musth. Nevertheless, the limited sample size requires additional research to validate the latter. This study represents the first investigation of the vocal communication of the elephant population in the Marakele National Park. The data collected and the finding of presence of social information in the acoustic structure of elephant rumbles can contribute to the refinement of the early-warning system by enhancing the algorithm's training for more effective area-wide monitoring. This promising approach could enable humans to take timely precautions, potentially decreasing human-elephant interactions in shared home ranges.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Elefanten Human-Elephant Conflict Akustisches Monitoring Akustisches Frühwarnsystem Naturschutz Artenschutz
Schlagwörter
(Englisch)
Elephants Human-Elephant Conflict Acoustic-Monitoring Early-Warning System Conservation
Autor*innen
Viktoria Staufer
Haupttitel (Englisch)
Conservation research towards an acoustic monitoring system for African elephants (Loxodonta africana)
Paralleltitel (Deutsch)
Forschungsarbeit zur Entwicklung eines akustischen Monitoringsystems zum Schutz Afrikanischer Elefanten (Loxodonta africana)
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
88 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Angela Stöger-Horwath
Klassifikationen
42 Biologie > 42.60 Zoologie. Allgemeines ,
43 Umweltforschung > 43.00 Umweltforschung. Umweltschutz. Allgemeines
AC Nummer
AC17447938
Utheses ID
74751
Studienkennzahl
UA | 066 | 879 | |