Wie kann Schall das Datendefizit der Biodiversität ausgleichen?

Team für nachhaltiges Investieren, Fidelity International

Was gemessen wird, wird verwaltet. Aber wie misst man etwas so Kompliziertes wie die Artenvielfalt? Fidelity ist Co-Sponsor eines Forscherteams aus Südfrankreich, das in den Dschungel von Borneo reiste, um zu erfahren, wie die Analyse von Tonaufzeichnungen Investoren und Unternehmen bald dabei helfen könnte, die Risiken der biologischen Vielfalt besser einzuschätzen.

Aix-en-Provence, Frankreich, Februar 2023. Ein junger Umweltforscher spielt eine Reihe von Wildtieraufnahmen ab, die auf einer Palmölplantage in Borneo aufgenommen wurden. Der Raum erfüllt sich mit dem Ruf der Nashornvögel und dem Zirpen der Grillen. Auf dem Bildschirm flackern zwei schwarze Rechtecke mit Farben. Dabei handelt es sich um Spektrogramme, eine visuelle Darstellung der Geräusche, die wir hören können.

„Das Schwarz ist die Stille“, erklärt der Forscher Iván Beltrán, einer vom Team des französischen Start-ups Green PRAXIS, das die Studie durchführt. Mithilfe der Spektrogramme kann das Team auf einen Blick alles erkennen, was einer weiteren Untersuchung bedarf. Mit genügend Erfahrung ist es möglich, einen Blick auf ein Bild zu werfen, Artengruppen herauszusuchen und zu erkennen, zu welcher Tageszeit eine Aufnahme gemacht wurde.

Am unteren Rand des Diagramms befindet sich eine dicke rote Linie.

„Diese Bande besteht aus Insekten.“

Direkt darunter hören wir auch den Ruf eines einsamen Vogels.

Iván zeigt auf das zweite Spektrogramm.

„Hier gibt es auch eine Insektenbande, aber in der Mitte sieht man viele Vögel.“

Die Präsentation wird von einer kleinen Gruppe von Anlageexperten verfolgt. Sie sind nach Aix gekommen, um sich über den neuesten Stand der von ihnen geförderten Forschung zur Nutzung dieser Tonaufnahmen zur Messung der Artenvielfalt zu informieren. Mit anderen Worten: Es geht nicht um die Erfassung von Lebewesen, sondern um die Geräusche, die Lebewesen machen – ein Forschungsgebiet namens Bioakustik.

Derzeit basieren die standardisierten Instrumente, die Finanzinstitute zur Messung der Biodiversität verwenden, eher auf der Modellierung der potenziellen Auswirkungen einer Aktivität auf der Grundlage dessen, was über den Ort bekannt ist, an dem sie stattfindet, und nicht auf direkten Auswirkungenmessungen. Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer schnellen, erschwinglichen und zuverlässigen Methode zur direkten Beurteilung des Zustands der Artenvielfalt an einem bestimmten Standort, sowohl im Hinblick auf den Artenreichtum (wie viele verschiedene Artengruppen gibt es) als auch auf den Artenreichtum (wie viele davon). (jede Artengruppe) und erfassen so die Arten von Biodiversitätsdaten, die Investoren benötigen, um intelligente Entscheidungen zu treffen.

„Die Lösung der Herausforderung der biologischen Vielfalt könnte die Dekarbonisierung als größten Investitions-Megatrend unseres Lebens übertreffen“, sagt Velislava Dimitrova, Portfoliomanagerin bei Fidelity International. „Die uns derzeit zur Verfügung stehenden Daten zum Thema Biodiversität reichen nicht aus, um die Risiken abschätzen zu können, die wir in unseren Portfolios eingehen.“

Borneo, Indonesien, September 2022. Nach einer achtstündigen Fahrt über unwegsames Gelände und etwas Schlaf auf dem Boden eines spartanischen Wohnblocks erwacht Fidelity-Analyst Minlin Lee durch das Geräusch von Gibbonrufen. Es ist eine treffende Erinnerung an die Gründe dieser Reise. Minlin hat sich durch ihre Berichterstattung über das Unternehmen als Analystin die Erlaubnis eines Palmölproduzenten gesichert, eine Pilotstudie auf dessen Land durchzuführen und dabei die Bioakustik der Produktionsparzellen, auf denen das Unternehmen seine Ernte anbaut, sowohl mit den von ihm verwalteten Naturschutzgebieten als auch mit einer Kontrollparzelle zu vergleichen außerhalb seiner Konzession.

„Biodiversität ist für die von mir betreuten Unternehmen zunehmend ein wichtiges Diskussionsthema“, erklärt sie. „Vor allem, wenn es um Palmölplantagen geht.“

Ein paar Stunden später schmatzt Minlin durch den Dschungelschlamm, wobei seine Stiefel Zweige knacken, und folgt dem Forschungsteam unter tief hängenden Ästen und über provisorische Holzbrücken. Sie begeben sich in den Wald zu einem Testgelände, um die am Vortag angebrachten Mikrofone zu überprüfen. Während sie durch die Bäume gehen, erklärt die Forscherin Noreen Blaukat das Konzept der Bioakustik.

„Geräusche werden von vielen Tiergruppen genutzt“, sagt Noreen. „Wir können das als Indikator für die Artenvielfalt nutzen.“

„Wie ist es im Vergleich zu anderen Überwachungsmethoden?“

„Bioakustik ist nicht invasiv. Sie lassen das Aufnahmegerät einfach an Ort und Stelle, sodass keine Menschen im Wald herumlaufen und möglicherweise die Tierwelt stören. Sie können es auch für große Gebiete und längere Zeiträume verwenden und Erkenntnisse gewinnen.“ über verschiedene Tageszeiten oder Jahreszeiten hinweg.

Es ist diese Skalierbarkeit, die die Bioakustik zu einem potenziellen Game Changer macht. Aktuelle Methoden zur Messung der Biodiversität können sehr arbeitsintensiv und zeitaufwändig sein und erfordern oft, dass Experten physisch zählen, wie viele verschiedene Arten sie sehen und wie viele von jeder Art. Das Ergebnis ist ein Rinnsal an Daten, wenn die Welt einen Torrent braucht.

Das Team trifft am Testgelände ein.

„Hier ist es nicht so schlimm“, sagt Patrick McLean, der Chief Technology Officer. „Die erste Kontrollparzelle war schrecklich. Viele Ameisen.“

„Patrick hatte einen in seinem Schuh!“

„Und sie beißen“, bestätigt Patrick. „Sie beißen hart.“

Am Fuß eines Baumes ist eine schwarze Plastikbox mit einem Durchmesser von etwa 20 Zentimetern festgeschnallt, von der sich mehrere Drähte über den Dschungelboden zu zwei Stativen schlängeln, eines an beiden Rändern des 20 Meter breiten Aufnahmeplatzes. Jedes Stativ hält ein Paar Mikrofone, eines in Bodennähe, das andere weiter oben.

„Die Idee besteht darin, verschiedene Elemente der Klanglandschaft einzufangen“, erklärt Noreen.

Patrick öffnet den Karton und entnimmt vorsichtig das Aufnahmegerät samt Soundkarte. Jede Bewegung ist gemessen, bewusst, präzise, ​​wie das Entschärfen einer Bombe.

In der Nähe wickelt ein Kollege ein Maßband um einen Baumstamm.

„Eines der Dinge, die uns wichtig sind, ist eine Einschätzung der Vegetationsdichte unmittelbar um die Mikrofone herum“, sagt Patrick.

Dazu gehört die Identifizierung aller Bäume mit einem Durchmesser von mehr als 10 cm sowie die Aufnahme von Videos und Fotos vom Standort, die es dem Team ermöglichen, die Auswirkungen der Schallabsorption zu beurteilen. Die Höhe des Blätterdachs beeinflusst auch die Anzahl der Vögel oder Fledermäuse, die die Mikrofone wahrscheinlich aufnehmen. Das Team misst außerdem Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Je besser sie die Unterschiede zwischen den Diagrammen verstehen, desto besser können sie sie in ihrer Analyse berücksichtigen.

Noreen nimmt die Soundkarte und steckt sie in ihren Laptop.

„Wir haben gestern um 10.16 Uhr angefangen“, sagt sie und zeigt auf die erste Aufnahme. „Die letzte Akte ist bei unserer Ankunft, also ist alles da.“

Zufrieden macht sich das Team auf den Weg, um den nächsten Standort zu überprüfen. Insgesamt gibt es zehn Teststandorte mit jeweils vier Mikrofonen. Insgesamt werden sie über einen Zeitraum von sechs Tagen 276 Stunden an Aufzeichnungen sammeln, die Naturschutzgebiete, Produktionsflächen und ein Kontrollgebiet abdecken. Idealerweise wäre das Kontrollgebiet ein Primärwald. Da diese jedoch alle in den 1980er Jahren abgeholzt wurden, handelt es sich bei der Kontrolle für diese Studie um Sekundärwald, der in den letzten 10 Jahren nicht abgeholzt wurde und der im Gegensatz zu den Naturschutzgebieten nicht vom Palmölunternehmen überwacht wird.

Aix-en-Provence, Frankreich, Februar 2023. Zurück in den Büros von Green PRAXIS setzt sich Patrick mit Charlotte Apps, Analystin für nachhaltige Anlagen bei Fidelity, zusammen, um die Forschungsergebnisse des Teams zu teilen. Charlotte fragt zunächst nach der offensichtlichen Herausforderung:

„Sie haben viele Daten. Wie bekommen Sie alles an einem einzigen Ort?“

Patrick erklärt, dass es nicht nur unpraktisch, sondern auch sinnlos wäre, sich jede Aufnahme vollständig anzuhören. Der Mensch kann nur einen Teil der Informationen hören, und zwar zwischen 20 Hz und 20 kHz. Fledermausrufe zum Beispiel haben meist viel höhere Frequenzen, die wir nicht wahrnehmen können. Daher ist ein anderer Ansatz erforderlich.

Die Antwort liegt in akustischen Indizes, den Arbeitspferden der Bioakustikforscher. Ein akustischer Index fasst ein bestimmtes Merkmal einer Audioprobe zusammen und fasst es mithilfe einer mathematischen Formel zusammen, ähnlich wie ein Finanzanalyst Kennzahlen und andere Kennzahlen verwenden könnte, um die Konten eines Unternehmens zu verstehen. Zwei große Vorteile bestehen darin, dass Sie mithilfe von Software einen Großteil der Arbeit automatisieren können und dass Geräte Audiosignale erfassen können, die über den menschlichen Hörbereich hinausgehen.

Nach dem Vergleich verschiedener Indizes entschied sich das Forschungsteam für drei. Der erste ist der Acoustic Complexity Index, der Änderungen der Amplitude von einem Zeitraum zum nächsten misst. Im Wesentlichen ist es ein Maß für die Lautstärke.

Aber, betont Patrick, dies werde in frequenzabhängigen Bändern analysiert. „Wie viel passiert bei 5 kHz, was passiert bei 10, 15 und so weiter.“

Dies ist der erste Schritt zur Trennung verschiedener Artengruppen und zur Erfassung der vorhandenen Vielfalt in einer Aufnahme.

Der zweite akustische Index, die zeitliche Entropie, misst die Energiekonzentration innerhalb eines bestimmten Zeitraums und stellt die „Struktur“ eines Klangs dar.

„Rauschen ist unstrukturierter Klang“, sagt Patrick, der es mit einem kurzen Schuss weißem Rauschen demonstriert. „‚Tweet, tweet‘ ist strukturierter Sound.“

Der dritte Index misst die Anzahl der akustischen Ereignisse pro Sekunde oberhalb eines bestimmten Schwellenwerts und dient zur Erfassung sich wiederholender Geräusche wie Vogelstimmen.

Jedem Index wird dann eine Farbe zugewiesen – Rot für Lautstärke oder „Lautstärke“, Grün für Entropie oder „Struktur“, Blau für die Ereignisanzahl pro Sekunde oder „Wiederholung“. Mithilfe dieser Farben kann das Team sogenannte LDFC-Spektrogramme (Long Duration False Color) erstellen, die die Klanglandschaft basierend auf den Merkmalen zeigen, die die ausgewählten Indizes messen.

In den Bildern unten, die jeweils aus der Aufnahme eines einzelnen Tages erstellt wurden, spiegelt der große Rotanteil im Produktionsdiagramm die intensivere akustische Aktivität an diesem Standort wider. Mit anderen Worten, es war lauter. Durch Anhören der relevanten Aufzeichnungen identifiziert das Team den Übeltäter: Zikaden, ein großes Insekt, das für einen Großteil des Lärms verantwortlich ist, der in der Palmöl-Monokultur der Produktionsparzelle zu hören ist.

Das kann daran liegen, dass Zikaden anpassungsfähig sind und degradierte Umgebungen wie landwirtschaftliche Plantagen tolerieren, oder es kann auch daran liegen, dass ihre Geräusche sich in weniger dichter Vegetation weiter verbreiten.

Im Gegensatz zum Produktionsplot zeigen die Diagramme der Kontroll- und Konservierungsplots mehr Blau, was die deutlich höhere Anzahl akustischer Ereignisse pro Sekunde an diesen Standorten widerspiegelt.

„Konservierungsflächen zeigten ein ganz anderes Profil als Produktionsflächen und lagen im Verlauf der Aufzeichnungskampagne qualitativ näher an der Kontrollwaldfläche“, bestätigt Jerome Di Giovanni, Mitbegründer und Chief Operating Officer von Green PRAXIS.

Die Analyse der Aufzeichnungen zeigt, dass auf den Produktionsflächen mehrere Stunden am Tag nur Insekten zu hören waren, was die Annahme einer veränderten Tiergemeinschaft in den Gebieten mit intensiver Palmölproduktion stützt.

„Darüber hinaus“, fügt Jerome hinzu, „zeigt ein eingehender Vergleich der Indexwerte, dass die berechneten Parameter für Schutzgebiete häufig zwischen den Werten für Produktions- und Kontrollflächen liegen. Dies deutet darauf hin, dass die Artenhäufigkeit in diesem Stadium möglicherweise noch geringer ist.“ in Naturschutzparzellen als in der Kontrollparzelle außerhalb der Konzession.“

Ein Ziel des Projekts besteht darin, die riesigen Mengen an Rohdaten, die man von einem Mikrofon im Dschungel erhält, auf eine Weise zu verpacken, die sowohl ökologisch sinnvoll als auch einfach zu interpretieren ist. Vorerst bleibt die Arbeit jedoch sehr praktisch und zeitaufwändig. Der nächste Schritt des Projekts besteht darin, eine leicht lesbare visuelle Darstellung der Ergebnisse zu entwickeln. Diese Fähigkeit, direkte Messungen durchzuführen und diese schnell zu analysieren, wird für diejenigen von Nutzen sein, die die Artenvielfalt verfolgen möchten, einschließlich Investoren.

Wie Fidelity-Portfoliomanager Velislava erklärt: „Derzeit scheinen zwei Unternehmen, in die wir in demselben Sektor investieren, ähnlich viel Zeit und Ressourcen für Naturschutzbemühungen aufzuwenden, aber es ist sehr schwierig, ihre Leistung – die Auswirkungen dieser Bemühungen – zu vergleichen.“ . Es gibt einfach keine weit verbreitete, standardisierte Methode, um die Auswirkungen von Unternehmen auf die Umwelt zu messen.“

Ziel der bioakustischen Arbeit ist es, dies zu ändern, indem eine Methodik entwickelt wird, die sowohl skalierbar als auch für Unternehmen wirtschaftlich sinnvoll ist. Investoren möchten verstehen, wie sich die von ihnen finanzierten Aktivitäten sowohl verändern als auch von der biologischen Vielfalt abhängen.

„Diese Studie zeigt, dass Bioakustik eine effiziente Möglichkeit zur Messung der Artenvielfalt bieten kann“, sagt Jenn-Hui Tan, Global Head of Sustainability bei Fidelity. „Und erst wenn etwas gemessen werden kann, kann es geändert werden. Deshalb sind wir gespannt auf die praktische Anwendung.“

Nicht, dass die Bioakustik ein Allheilmittel sein wird. Weder es noch eine andere Messgröße wird sich als Antwort der Biodiversität auf das „Kohlendioxidäquivalent“ herausstellen, das zum Standard für die Offenlegung von Treibhausgasemissionen geworden ist. Dafür sind die Natur und ihre Prozesse viel zu komplex; Es bedarf einer Reihe von Lösungen, um das Blatt zu wenden.

Nichtsdestotrotz wird die Fähigkeit, kostengünstige, schnelle akustische Untersuchungen in großem Maßstab durchzuführen, weiterhin von entscheidender Bedeutung sein, da sie es Unternehmen ermöglicht, die Auswirkungen ihrer Aktivitäten zu messen und offenzulegen, und Investoren ein Werkzeug an die Hand gibt, mit dem sie die besten Leistungsträger identifizieren und denjenigen, die hinterherhinken, schwierige Fragen stellen können hinter.

„Ich bin fest davon überzeugt, dass wir mit mehr Daten in einer Weise investieren können, die schneller zur Lösung des Problems des Verlusts der biologischen Vielfalt beiträgt“, sagt Velislava.

„Viele Tiere hört man mehr, als dass man sie sieht“, fügt Minlin hinzu und erinnert sich an ihre Zeit im Dschungel. „Wenn man dort hingeht und auf einer Plantage steht, auf einem Naturschutzgebiet, und dann weit weg von diesen zur Kontrollfläche geht, kann man wirklich die Unterschiede zwischen allen dreien hören. Wenn wir das in harte quantitative Daten umwandeln können, Wir können mit den Managementteams die Argumente gewinnen, die wir brauchen, um zu gewinnen und das Land zu schützen, das geschützt werden muss.“

In Aix geht die Forschung weiter. Weitere Feldarbeiten sind geplant und Fidelity und unsere Co-Sponsoren leisten weiterhin Unterstützung. Beobachten Sie diesen Bereich. Oder sollte das so sein, halten Sie ein Ohr offen.

Mit Dank an Green PRAXIS; an Professor Hervé Glotin, Leiter des DYNI-Forschungsteams am LIS, Universität Toulon; und an Professor Gianni Pavan, Direktor von CIBRA, Universität Pavia.

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