Ermittlung der Mikrohabitatanforderungen einer gefährdeten Spezialeidechse mit LiDAR

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 5193 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Ein zentrales Prinzip des Managements bedrohter Arten ist das Erfordernis eines detaillierten Verständnisses der Lebensraumanforderungen der Arten. Schwieriges Gelände oder kryptisches Verhalten können jedoch die Untersuchung der Lebensraum- oder Mikrohabitatanforderungen erschweren und innovative Datenerfassungstechniken erfordern. Wir verwendeten hochauflösende terrestrische LiDAR-Bildgebung, um dreidimensionale Modelle von Holzhaufen zu entwickeln und die strukturellen Merkmale zu quantifizieren, die mit der Besiedlung eines gefährdeten kryptischen Reptils, des Westlichen Stachelschwanzskinks (Egernia stokesii badia), verbunden sind. Bewohnte Baumstammhaufen waren im Allgemeinen höher, hatten kleinere Eingangsmulden und einen breiteren Hauptstamm, hatten mehr hochhängende Äste, weniger tiefhängende Äste, mehr Deckung im Mittel- und Untergeschoss und eine geringere maximale Überdachungshöhe. Signifikante Merkmale im Zusammenhang mit der Belegung waren längere Baumstammstapel, durchschnittlich drei Baumstämme, eine geringere Überdachung und das Vorhandensein überhängender Vegetation, was wahrscheinlich mit der Koloniesegregation, thermoregulierenden Anforderungen und Nahrungsmöglichkeiten zusammenhängt. Neben der Optimierung der Auswahl des Translokationsstandorts ist das Verständnis der Mikrohabitatspezifität von E. s. badia wird dazu beitragen, eine Reihe von Managementzielen zu unterstützen, wie z. B. gezielte Überwachung und invasive Raubtierbekämpfung. Es gibt auch vielfältige Möglichkeiten für die Anwendung dieser Technologie auf eine Vielzahl zukünftiger ökologischer Studien und Wildtiermanagementinitiativen im Zusammenhang mit einer Reihe kryptischer, wenig erforschter Taxa.

Das heutige Aussterben von Wildtieren geschieht tausendmal schneller als der Artenverlust im Hintergrund1 und wird voraussichtlich zunehmen, da anthropogene Bedrohungen entsprechend dem zunehmenden Bevölkerungsdruck durch den Menschen an Umfang und Intensität zunehmen2. Daher ist die Wiederherstellung bedrohter Arten weltweit ein wichtiger Schwerpunkt des Naturschutzes3. Von grundlegender Bedeutung für ein breites Spektrum von Initiativen zur Artenerholung und zum Wildtiermanagement ist das Verständnis der beiden Hauptfaktoren, die die Lebensraumnutzung beeinflussen: Lebensraumverfügbarkeit und Lebensraumwahl4. Ersteres schränkt die Verbreitung von Arten nur durch die Menge an Optionen in der umgebenden Umwelt ein, während letzteres mit spezifischen Anpassungen an bestimmte Lebensräume verbunden ist, unabhängig davon, welches breitere Spektrum an Lebensräumen verfügbar ist4. Durch die Wahl des Lebensraums eingeschränkte Arten weisen im Allgemeinen eine geringe Nischenbreite auf, was bedeutet, dass sie durch die physischen Bedingungen eingeschränkt sind, unter denen sie überleben und sich fortpflanzen können5,6. Je spezialisierter die Lebensraum-/Mikrohabitatanforderungen einer Art sind, desto gezielter ist die Lebensraumauswahl für eine erfolgreiche Artenerholung erforderlich.

Verbreitungskarten, die auf historischen Sichtungen und Artenverteilungsmodellen basieren, sind aufgrund ihrer Fähigkeit, Muster im groben Maßstab zu erkennen, oft ein nützlicher Ausgangspunkt für die Entwicklung eines umfassenden Gespürs für Lebensraumanforderungen7,8. Die dynamische Natur ökologischer Systeme bedeutet jedoch, dass artspezifische Mikrohabitat- und Habitateignungsbewertungen für ein genaueres Verständnis der Anforderungen einer Art von entscheidender Bedeutung sein können9, und solche Daten sind aus herkömmlichen Verbreitungsmodellen nur schwer zu erhalten10,11. Beispielsweise stellten Tomlinson et al.10 bei der Entwicklung von Habitatauswahlprotokollen für Pflanzen mit geringem Verbreitungsgebiet fest, dass die Auflösung vieler Verbreitungskarten nicht in der Lage war, die erforderlichen spezifischen Mikrohabitate zu identifizieren. Bei Tieren können diese durch zahlreiche Faktoren beeinflusst werden, darunter Schutz vor Raubtieren12, thermoregulatorische Anforderungen13,14,15, Ausbreitungsfähigkeit16 und Eignung zur Tarnung17,18. In einigen Fällen kann jedoch die Beschaffenheit der Umgebung (z. B. dichter Dschungel und tiefer Ozean) oder die scheue oder kryptische Natur der Zielart die Beurteilung von Lebensräumen durch direkte Beobachtung erschweren19. Solche Herausforderungen erfordern innovative Ansätze, wie den Einsatz von akustischer Überwachung19,20,21,22, Kamerafallen23,24,25 und Tracking-Tunneln26,27,28. Die Wahl der Technologie ist artspezifisch und wird durch die Beschränkungen der kryptischen Natur der Art bestimmt29.

Die Mikrohabitatanforderungen vieler Tiere sind relativ subtil und hängen mit kleinen Unterschieden in der lokalen Habitatstruktur zusammen30,31, insbesondere für relativ sessile Arten32,33 Eine neuartige Option zur Bewertung der lokalisierten Habitatstruktur ist LiDAR (Light Detection and Ranging34), ein nicht- zerstörerisches Werkzeug, das ein Objekt oder einen Standort schnell und präzise in eine dreidimensionale (3D) Punktwolke digitalisiert34,35. LiDAR wurde zur groß angelegten Bewertung zahlreicher Lebensräume der Fauna eingesetzt, darunter Wälder36,37,38, Wattflächen39, Gezeitenküstenzonen40 und Flüsse41,42, die meisten davon erfolgten jedoch in relativ großen Maßstäben mit Quadratmeterauflösungen. In kleinerem Maßstab ermöglicht terrestrisches LiDAR das detaillierte Scannen der Mikrohabitatstruktur ohne Behinderung durch überhängende Baumkronen oder Vegetation. Wir schlagen vor, dass die ultrahochauflösende (10 mm) präzise Charakterisierung der physischen Umgebung, die durch terrestrisches LiDAR-Scannen bereitgestellt wird, eine einzigartige Gelegenheit bietet, ein tiefgreifendes Verständnis der Mikrohabitatanforderungen von Holzhaufen für die Fauna zu erlangen, die für den Naturschutz von Belang ist.

Grober Holzschutt, wie umgestürzte Holzhaufen, sind oft kritische Lebensraummerkmale für bedrohte Tiere wie Numbats (Myrmecobius fasciatus)43, Chuditch (Dasyurus geoffroii)44 und den Westlichen Stachelschwanzskink (Egernia stokesii badia)45. Allerdings sind nicht alle Standorte für Baumstammhaufen gleichermaßen für den Lebensraum von Arten geeignet, und artspezifische Präferenzen für Merkmale wie Baumstammdurchmesser, Überdachung und Vorhandensein benachbarter Bäume können die Standorteignung beeinflussen46. Hier berichten wir unseres Wissens über die erste Studie, bei der ultrahochauflösendes terrestrisches LiDAR verwendet wurde, um die Mikrohabitateigenschaften von umgestürzten Holzhaufen zu quantifizieren und diesen Ansatz zu verwenden, um die Eignung von Holzhaufen für eine vom Aussterben bedrohte kryptische Reptilienunterart (westliche Stachelschwanzskinke) abzuschätzen ). Unser Ziel war es festzustellen, ob die Skinke eine hohe Selektivität für bestimmte Strukturmerkmale des Baumstammlebensraums zeigten, wie z. B. die strukturelle Komplexität mit mehreren Baumstämmen, die potenzielle Zufluchtsmöglichkeiten bieten, oder damit verbundene Merkmale wie den Grad der Vegetationsbedeckung (z. B. Lücken im Blätterdach zum Sonnen). Vergleich von Holzstapeln, von denen bekannt ist, dass sie von der Art bewohnt und unbewohnt sind. Eine solche detaillierte Analyse der Eigenschaften von Baumstämmen und das Verständnis der Spezifität von Skink-Mikrohabitaten werden entscheidende Informationen für die Gestaltung zukünftiger Lebensraumverbesserungen für Managementbemühungen liefern und die Anwendbarkeit der Technologie für die Bewertung anderer komplexer Mikrohabitatstrukturen, möglicherweise einschließlich der spezifischen Strukturen spezialisierter Schlafplätze, hervorheben Lebensräume einiger Fledermausarten47,48 oder Nisthöhlen oder Standorte gefährdeter Papageien49,50, um Orte zum Schutz, zur Umsiedlung oder Vermehrung bei der Wiederherstellung und dem Management anderer bedrohter Arten besser zu verstehen.

Egernia s. Badia sind große Skinke, wobei beide Geschlechter im Erwachsenenalter eine Schnauzenlänge von über 170 mm (SVL)51 erreichen. Weibchen bringen lebende Junge zur Welt, wobei einige Unterarten von E. stokesii Würfe mit bis zu acht Individuen gleichzeitig hervorbringen52. Die Familiengruppen sind sozial und leben in Gruppen verschiedener Geschlechter und Altersklassen zusammen. Diese sozialen Ansammlungen bewohnen über Jahre hinweg denselben großen Haufen umgefallener Baumstämme45 und bewohnen die Mulden und Spalten im Wald. Auch die jungen Skinke brauchen mehr als fünf Jahre, um ihre erwachsene Größe zu erreichen, wobei viele Skinke auch nach Erreichen der Reife in der gleichen sozialen Gruppe wie ihre Eltern bleiben51. Über diese grundlegenden Informationen hinaus ist die Ökologie von E. s. badia ist im Vergleich zu vergleichsweise gut untersuchten Unterarten von E. stokesii, die in Staaten außerhalb Westaustraliens vorkommen, weitgehend unbekannt.

Egernia s. Badia sind vom Aussterben bedroht und sowohl nach der australischen Bundesgesetzgebung (Endangered; Environment Protection and Biodiversity Conservation Act 1999) als auch nach der westaustralischen Landesgesetzgebung (Anhang 1; Biodiversity Conservation Act 2016) anerkannt. Eine der größten Bedrohungen für diese Unterart ist der Verlust und die Veränderung des Lebensraums durch Bergbau und Beweidung. Die Umsiedlung bestimmter, vom lokalen Aussterben bedrohter Populationen ist eine empfohlene Wiederherstellungsoption45. Obwohl in der wissenschaftlichen Literatur keine erfolgreichen Translokationen dieser Unterart veröffentlicht wurden, gibt es vereinzelte Berichte über gescheiterte Versuche, die darauf hindeuten könnten, dass der Skink besondere Anforderungen an Holzhaufen stellt, um seine Etablierung und sein Fortbestehen sicherzustellen.

Das Untersuchungsgebiet liegt etwa 450 km nordöstlich von Perth, Westaustralien, auf einem Bergbaugebiet in der Region Mittlerer Westen (29°10′54"S, 116°32′55"E). Der Standort befindet sich in einer halbtrockenen Region innerhalb der Verbreitungsgebiete der Skinke und besteht hauptsächlich aus offenen Eukalyptuswäldern auf Lehm- oder tonigen Lehmflächen, überwiegend Eukalyptusharz (Eucalyptus loxophleba) über einem spärlichen Unterholz53,54 (Abb. 1A). Von den Skinken bewohnte Holzhaufen (ermittelt aus früheren Tieruntersuchungen) wurden nach dem Zufallsprinzip für die Untersuchung ausgewählt (Abb. 1B, C und D), obwohl die Auswahl der Holzhaufen aufgrund von Zugangsbeschränkungen zum Standort auf einen Umkreis von 1000 m um eine 55 km lange Zugangsstrecke beschränkt war (Abb. 2).

Typischer Lebensraum der Skinke in der Region Mittlerer Westen Westaustraliens; (A) offene Eukalyptuswälder, in denen Holzhaufen nur spärlich verteilt waren; (B und C) Beispiele von Baumstammhaufen, die von Skinkkolonien bewohnt werden; und (D) junge Skinke, die sich in einer der Mulden eines besetzten Holzhaufens sonnen. Fotos: H Bradley.

Verbreitungsaufzeichnungen von Egernia stokesii badia (orange) gemäß den Aufzeichnungen des Atlas of Living Australia (https://www.ala.org.au/, abgerufen am 16. Dezember 2021) und der Standort des Untersuchungsortes (schwarz), mit verschiedene LiDAR-Scanstandorte (rosa).

Alle Forschungs- und Tierbeobachtungsexperimente wurden vom Animal Ethics Office der Curtin University (ARE2018-28) durchgeführt und genehmigt und entsprachen allen relevanten Richtlinien und Vorschriften. Die Scans wurden am Ende des australischen Winters und am Anfang des Frühlings durchgeführt, um die höchste Häufigkeit einjähriger Pflanzen zu erfassen. Insgesamt 39 Holzstapel (22 bewohnt und 17 unbewohnt) wurden gescannt und dreidimensionale (3D) Punktwolken zur Quantifizierung der 14 Strukturmerkmale generiert. Die Laserscandaten für diese Untersuchung wurden mit einem terrestrischen LiDAR-Scanner, dem Maptek I-Site 8800 (Maptek, Adelaide, Australien), erfasst, der eine Auflösung von 10 mm46 und eine Reichweite von bis zu 2000 m55 hat. Der LiDAR-Scanner wurde mit einem Stativ auf einer Standard-Dreifußhalterung aufgestellt und an jeder Holzstapelstelle wurde ein markierter Pfosten installiert, sodass der Scanner bei jedem Scan mithilfe des Vermessungsausrichtungsteleskops manuell an der Spitze des Pfostens ausgerichtet werden konnte. Der Scanner wurde je nach Größe des Holzstapels an drei bis fünf Positionen um jeden Holzstapel herum platziert, um überlappende Scans zu erstellen und so eine vollständige 360-Grad-Ansicht der Zielholzstapel zu erstellen. Die Scanpositionen wurden gezielt ausgewählt, um sicherzustellen, dass die Scannerpositionierung eine maximale Erfassung der internen Baumstammstruktur in Hohlräumen ermöglicht. Die Position des LiDAR-Systems wurde mit einem Differential-GPS-System gekoppelt, sodass Punkte mit einer xyz-Koordinate aufgezeichnet wurden56.

Aufeinanderfolgende Scans jedes Holzstapels wurden zu einer einzigen Punktwolke zusammengeführt, die anhand bekannter GPS-Koordinaten57 ausgerichtet war. Punktwolken wurden dann mit dem I-Site Studio-Softwarepaket auf Maptek v5 Point Studio verarbeitet. Hochauflösende digitale Bilder, die bei jedem Scan aufgenommen wurden, wurden über jede Punktwolke „drapiert“, um ein digitales 3D-Geländemodell (DTM) jeder Holzstapelszene zu erstellen57. Es wurden nur Landschaftsmerkmale innerhalb eines Radius von 10 m um jeden Holzstapel einbezogen und das Modell dann in drei Abschnitte unterteilt: über 2 m (Überdachung), zwischen 30 cm und 2 m (Abdeckung des Mittelgeschosses) und unter 30 cm (Untergeschoss). ; Abb. 3A & B).

Beispielausgaben von LiDAR-Scans; (A und B) die Punktwolke, die auf einen Radius von zehn Metern um den zentralen Holzstapel beschränkt ist, einschließlich der Überdachung (grün), der Mittelgeschossabdeckung (dunkelblau) und des Untergeschosses (hellblau); und (C) der isolierte Holzstapel (rot) aus der Punktwolke mit einem Radius von zehn Metern.

Die Oberfläche entlang einer einzelnen Ebene wurde mithilfe eines topografischen Modells berechnet, das nachträglich für die Überdachung, die Mittelgeschossabdeckung und die Untergeschossschichten gefiltert wurde. Das manuelle Herausfiltern von Baumstämmen, Stämmen und Ästen verhinderte eine Überschätzung der Vegetationsbedeckung. Die Verarbeitungssoftware CloudCompare (Version 2.12, 2021, abgerufen von http://www.cloudcompare.org/) wurde verwendet, um Systemlernen zu entwickeln, um „kahlen Boden“ gegenüber „Vegetation“ für Unterholzschätzungen zu isolieren.

Punktwolken jedes Standorts wurden gefiltert, um jedes Baumstammstapelsystem zu isolieren (Abb. 3C), und die physikalischen Eigenschaften jedes Baumstammstapels wurden diskret gemessen: (i) maximale Überdachungshöhe, (ii) Anzahl der Baumstämme, (iii) Länge von Baumstammsystem, (iv) Anzahl der Äste über und unter/angrenzend an den Hauptstamm, (v) Höhe der Baumstammstruktur, (vi) Durchmesser der breitesten Mulde, (vii) das Vorhandensein überhängender Vegetation, (viii) die Position der Holzstapel (der Großteil liegt auf dem Boden oder ist erhöht), (ix) Ausrichtung des Holzstapels und (x) der Durchmesser des breitesten Abschnitts des Baumstamms (Tabelle S1).

Die Analysen wurden in der Statistikumgebung R 4.04 durchgeführt58. Um festzustellen, ob das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Skinks innerhalb von Holzstapeln (binäre abhängige Variable) durch die Eigenschaften von Holzstapeln vorhergesagt wurde, wurden mehrere logistische Regressionsmodelle (sLRM) mit kontinuierlichen Prädiktorvariablen (Anzahl der hohen Zweige, Anzahl der niedrigen/angrenzenden Zweige, Ausrichtung, Überdachung, Mittelgeschossabdeckung, Untergeschoss, Anzahl der Baumstämme, Länge des Baumstammsystems, Höhe des Baumstammsystems, maximale Höhe des Baldachins, Durchmesser des breitesten Abschnitts des Baumstamms, Durchmesser des breitesten Hohleingangs, Vorhandensein eines überhängenden Baldachins, Vorhandensein von Baumstämmen über dem Boden angehoben) angebracht wurden. Fehlende Werte wurden durch den globalen Mittelwert jedes entsprechenden Parameters ersetzt. Die „Dredge“-Funktion aus dem „MuMIn“-Paket59 wurde verwendet, um ein Drop-One-Protokoll anzuwenden, um einen Kandidatensatz von LRMs mit einem niedrigeren AICc (Akaikes Informationskriterium korrigiert für kleine Stichprobengrößen) als das globale Modell beizubehalten. Aus diesem Kandidatensatz von Modellen haben wir die Modelle mit dem niedrigsten AICc (≤ ∆2 des niedrigsten AICc) ausgewählt und das Gewicht (ωi) jedes Modells berechnet, das die Wahrscheinlichkeit darstellt, dass dieses Modell das beste Modell ist. Um die Bedeutung einzelner Variablen zu bewerten, summierten wir die Gewichte aller Modelle, die jede Variable enthielten, und betrachteten alle Variablen mit einem summierten Modellgewicht > 0,4 als gut unterstützt60.

Im Vergleich zu unbewohnten Baumstammhaufen waren bewohnte Baumstammhaufen im Allgemeinen höher, mit kleineren Eingangsmulden und einem breiteren Hauptstamm, hatten mehr hochhängende Äste, weniger tief hängende Äste, mehr Mittel- und Unterholzbedeckung und eine niedrigere maximale Überdachungshöhe (Abb. 4). ), am häufigsten in südöstlicher Richtung ausgerichtet (36 %), und bei denen ein Teil oder der größte Teil des Holzstapels vom Boden abgehoben war (81 %). Das sparsamste LRM deutete darauf hin, dass die Besetzung von Baumstammhaufen durch Skinke signifikant durch eine zunehmende Länge der Baumstammhaufen (∑ωi = 0,9), eine abnehmende Anzahl von Baumstämmen pro Stapel (∑ωi = 0,70) und eine verringerte Überdachung (∑ωi = 0,76) vorhergesagt werden konnte; Abb . 4) und das Vorhandensein überhängender Vegetation (∑ωi = 0,69; Abb. 5; Tabelle S1).

Boxplots, die die durchschnittlichen Eigenschaften von Holzstapeln sowohl bei bewohnten als auch bei unbewohnten Holzstapeln zeigen. Dicke horizontale Linien geben den Median an, Kästchen stellen das 2. und 3. Quartil dar und Whiskers stellen das 1. und 4. Quartil dar. Einzelne Punkte stellen Ausreißer dar. Variablen, die gut unterstützt werden, um die Belegung des Holzstapels zu beeinflussen (Länge des Holzstapels, Anzahl der Stämme und Überdachung), sind rot umrandet.

Gestapeltes Balkendiagramm, das den unterschiedlichen Prozentsatz bewohnter und unbewohnter Holzhaufen zeigt, wobei die Vegetation über den Holzhaufen hinausragt (grün) und ohne Vegetation über den Holzhaufen hinausragt (blau).

Der neuartige Einsatz von LiDAR zur Untersuchung von Mikrohabitaten ermöglichte eine hohe Genauigkeit und Auflösung von Strukturmerkmalen, die sonst mit herkömmlichen Techniken nicht erreichbar wären, und ermittelte vier Holzstapeleigenschaften, die das Vorhandensein von Skinken erheblich beeinflussen. Die wichtigste Variable war die Länge des Baumstammstapels, wobei Skinke häufiger längere Baumstämme belegten. Ein möglicher Grund für diesen Trend ist, dass höhere Bäume möglicherweise älter sind61 und dass größere und ältere Bäume mit größerer Wahrscheinlichkeit für die Fauna nutzbare Hohlräume aufweisen62,63. Hohe Bäume (und die Holzhaufen, zu denen sie werden) beherbergen außerdem eher eine Mischung aus unterschiedlich großen Hohlräumen und hohlen Ästen sowie größere Zufluchtsmöglichkeiten für Skinke64,65. Bevor die Baumstammzersetzung zur Bildung weiterer Hohlräume beitragen kann, beginnen daher Holzstapel von höheren Bäumen mit mehr Spalten-/Hohlraumoptionen. Längere Holzstapel bieten wahrscheinlich auch Platz für die Trennung zwischen den Mitgliedern der Skinkkolonie. Aufgrund der Größenunterschiede zwischen Jungtieren, Erwachsenen und trächtigen Weibchen ist es wahrscheinlicher, dass eine Reihe von Spaltenoptionen den Anforderungen einer gesamten Kolonie gerecht werden66, und es ist auch eine größere strukturelle Komplexität erforderlich, um soziale Trennung und Zuflucht vor Raubtieren zu ermöglichen67. Andere Reptilien wählen ebenfalls nicht zufällig Bäume mit mehr Ästen und Vertiefungen aus, was voraussichtlich eine größere Möglichkeit zur Verhaltensthermoregulation bietet68,69.

Es wurde auch festgestellt, dass die Skink-Besetzung mit der Zusammensetzung der Holzhaufen zusammenhängt. Während die Belegung jedoch deutlich mit Holzstapeln von durchschnittlich drei Stämmen zusammenhing, war dies auch der Durchschnitt für unbesetzte Holzstapel. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, wie sich Holzstapel in der Landschaft bilden. Der offene Eukalyptuswald-Lebensraum enthält spärlich verteilte Bäume oder Baumbestände53,54, die isolierte „Lebensrauminseln“67 bilden, wenn einzelne oder wenige Bäume fallen und verrotten und zu Holzhaufen werden. Die „Baumstämme“ innerhalb dieser umgestürzten Baumstammhaufen wurden als die Hauptstämme definiert, aus denen Äste hervorgehen. Da Bäume häufig gegabelt sind und mehr als einen Stamm haben, sind in der Landschaft wahrscheinlich durchschnittlich drei Baumstämme verfügbar oder zumindest die durchschnittliche Anzahl, um die strukturelle Komplexität (durch Hohlräume und die damit verbundene Zunahme der Äste) zur Unterstützung einer Kolonie bereitzustellen.

Skinke besetzten im Allgemeinen auch Holzhaufen mit überhängender Vegetation in Kombination mit einer reduzierten Überdachung, was darauf hindeutet, dass das Vorhandensein von Vegetation, insbesondere in mittlerer Stockwerkshöhe, neben und überhängenden Holzhaufen wichtig ist. Die Variabilität des Mikrohabitats trägt dazu bei, die verhaltensbedingte Thermoregulation von Ektothermen zu erleichtern, und die Vegetationsbedeckung an einem Standort mit langfristigem Aufenthalt dürfte in einer trockenen Umgebung, in der die Vegetation stark verstreut ist, besonders wichtig sein70. Es wurde festgestellt, dass Mikrohabitate, die eine komplexe Beschattung bieten, bei heißem Wetter das Aktivitätsbudget anderer in Trockengebieten lebender Eidechsenarten erhöhen, wobei die Vegetation in kühleren Monaten auch als Temperaturpuffer fungiert70. Das Vorhandensein von Vegetation rund um Holzhaufen in trockenen Lebensräumen kann auch die Abundanz und den Reichtum von Reptilien erhöhen, wahrscheinlich aufgrund einer Reihe von Vorteilen, darunter eine erhöhte Nahrungsverfügbarkeit, ein Zufluchtsort für Raubtiere und Möglichkeiten zur Verhaltensthermoregulierung71,72,73. Die Auswirkungen der Deckung auf Raubtiere sind gemischt: Einige Taxa sind in Lebensräumen mit weniger Vegetationsbedeckung anfälliger für Raubtiere74. In ähnlicher Weise suchen viele Arten auch bevorzugt in Vegetationsgebieten nach Futter75,76,77. Andere Studien zeigen jedoch, dass die Prädation zunehmen kann, wenn Raubtieren aus dem Hinterhalt Sitzplätze zur Verfügung stehen78,79, was wahrscheinlich der Grund dafür ist, dass Skinke eine geringere Vegetationsbedeckung auf der Höhe des Blätterdachs bevorzugten. Daher kommt die Auswahl von Holzstapeln mit überhängender Vegetation entweder sowohl der Wärmeregulierungskapazität als auch dem Schutz vor Raubtieren durch Skinke zugute oder ist ein Kompromiss zwischen beiden.

In Australien sind viele semi-aride und arid lebende Eidechsenarten selten, wobei ihre Verbreitung häufig mit der Besonderheit des Lebensraums, des Mikrohabitats oder der Ernährung zusammenhängt80. Da eine unangemessene Lebensraumauswahl einer der Hauptgründe dafür ist, dass Herpetofauna-Translokationen häufig scheitern81, gingen wir davon aus, dass die Mikrohabitatstruktur die Eignung von Baumstämmen für Skinkkolonien einschränken und zu deren begrenzter Verbreitung in der Landschaft beitragen könnte. Unsere Ergebnisse belegen ein gewisses Maß an Mikrohabitat-Selektivität durch Skinke, wobei die Besetzung mit der Länge des Baumstammstapels, der Anzahl der Baumstämme, der Baumkronenbedeckung und der überhängenden Vegetation zusammenhängt. Länge und Zusammensetzung des Holzstapels können leicht manipuliert werden, wenn Umsiedlungsstandorte ausgewählt werden oder grober Holzabfall in Sanierungsstandorte eingebracht wird. Bei der Auswahl von Standorten mit reduzierter Überdachung, aber überhängendem Mittelgeschoss kann es jedoch länger dauern, bis das Management Einfluss darauf hat. Die Biomasse- und Vegetationskomplexität im Unter- und Mittelgeschoss kann durch eingeführte Grasfresser82,83 erheblich reduziert werden, wobei die Überdachungsschicht erhalten bleibt, die sie nicht erreichen können. Da der Lebensraum der Skinke sowohl in unserer Studie als auch regional in Gebieten mit einer langen Geschichte von Weidewirtschaft und Landschaftsverschlechterung durch Weide- und Bergbaubetriebe vorkommt84, können Wiederherstellungsbemühungen und die Einrichtung von Sperrzonen erforderlich sein, um vor etwaigen Umsiedlungen in das Gebiet eine angemessene Vegetationsstruktur wiederherzustellen . In Gebieten mit Bergbausanierung kann zwar grober Holzschutt in die Landschaft eingebracht werden, es kann jedoch einige Zeit dauern, bis sich das Wachstum der umgebenden Vegetationsdecke etabliert85,86, was zu einer Verzögerungsphase bei der Entwicklung geeigneter Lebensräume für die Wiederbesiedlung oder Umsiedlung von Tieren führt. Daher ist eine Vorplanung von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Empfängerstandorte über geeignete Mikrohabitateigenschaften verfügen, um Skinkkolonien zu unterstützen, bevor Umsiedlungen stattfinden.

Zusätzlich zur Vorplanung und zum aktiven Management empfehlen wir auch die Durchführung zusätzlicher Untersuchungen, um unser Wissen über die ökologischen Anforderungen des Westlichen Stachelschwanzskinks weiter zu verbessern. Unsere Beobachtungen besetzter Holzhaufen beschränkten sich auf ein kurzes Zeitfenster, und unsere heutige Unterscheidung zwischen bewohnten und unbewohnten Holzhaufen spiegelt möglicherweise nicht die Standorte wider, die sich am besten für die Unterbringung von Kolonien eignen. Die Verschlechterung des Lebensraums durch Beweidung stellt eine große Bedrohung für den Skink dar45, und das Untersuchungsgebiet hat eine lange Geschichte der Weidewirtschaft84. Verbleibende Skinkkolonien könnten daher zunehmend daran gehindert worden sein, sich auf andere geeignete, unbewohnte Holzhaufen auszubreiten, und zwar durch die Verschlechterung und Fragmentierung des Lebensraums infolge der Weide- und Bergbauinfrastruktur87. Ein erhöhter Raubdruck durch eingeführte Schädlinge wie Wildkatzen (Felis catus) könnte sich auch auf die Ausbreitungsfähigkeit in der Landschaft ausgewirkt haben, wie dies auch bei anderen Egernia-Arten in degradierten oder gestörten Landschaften beobachtet wurde88,89. Weitere Untersuchungen werden empfohlen, um zu verstehen, ob Skinke nur eine begrenzte Ausbreitungsfähigkeit in degradierten Landschaften haben und ob die sich nicht ausbreitenden älteren Erwachsenen bei jüngeren Erwachsenen bleiben und keine neuen Kolonien gründen können. Diese Forschung könnte auch dazu beitragen, festzustellen, ob die in dieser Studie beobachteten Trends bei den Eigenschaften bewohnter Holzhaufen stärker ausgeprägt sind, je größer der Einfluss der Wahl des Lebensraums ist.

Der Grad, in dem wir hochpräzise und fein aufgelöste Messungen von bewohnten und unbewohnten Mikrohabitaten erhalten konnten, war für unsere Fähigkeit, zwischen beiden zu unterscheiden, von entscheidender Bedeutung, und die Anwendung von LiDAR machte dies auf eine Weise möglich, die mit herkömmlichen Messungen nicht möglich gewesen wäre. Insgesamt wird eine solche detaillierte Charakterisierung der Mikrohabitatstruktur wichtige Einblicke in die Bewirtschaftung eines kryptischen, gefährdeten Skinks liefern, beispielsweise in die Auswahl geeigneter Standorte für die Umsiedlung. Die Lenkung von Umsiedlungen ist jedoch nur ein Aspekt des Wildtiermanagements und der Artenerholung, für den das Verständnis der Mikrohabitatpräferenzen von zentraler Bedeutung ist. Wir schlagen vor, dass andere Anwendungen darin bestehen könnten, Wiederherstellungslandschaften zu entwerfen, um die Rückkehr von Skinkkolonien zu erleichtern, den gezielteren Charakter von Überwachungsuntersuchungen zu erhöhen, Schlüsselbereiche innerhalb ihres breiteren Lebensraumbereichs zum Schutz hervorzuheben und Bereiche für die gezielte Bekämpfung invasiver Raubtiere anzuzeigen. Die neuartige Anwendung von terrestrischem LiDAR zur Charakterisierung von Mikrohabitaten wird ein kostengünstiges, genaues Werkzeug mit weitreichenden Anwendungen bei der zukünftigen Untersuchung von Ökosystemen auf der ganzen Welt sein, wie beispielsweise die Bewertung anderer komplexer Mikrohabitatstrukturen (z. B. Schlafstrukturen für Fledermäuse). B. der Orangenblattnasenfledermaus47 oder Nistplätze gefährdeter Papageien wie des Mauerseglers49), um Schutz-, Umsiedlungs- oder Vermehrungsstandorte bei der Wiederherstellung und dem Management anderer bedrohter Arten besser zu verstehen.

Die während der aktuellen Studie generierten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

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Wir würdigen mit Respekt die Yamatji-Völker, die Ältesten der Vergangenheit und Gegenwart, die die traditionellen Besitzer und ersten Menschen des Landes sind, auf dem wir diese Forschung durchgeführt haben. Die Autoren danken dem fleißigen und gewissenhaften Umwelt- und Sicherheitsteam vor Ort für die Unterstützung während des gesamten Projekts. Wir möchten uns auch beim Team der SoilWater Group für die Unterstützung vor Ort und bei der Digitalisierung und Verarbeitung der Punktwolken bedanken. Diese Forschung ist ein Ergebnis des Australian Research Council Industrial Transformation Training Centre for Mine Site Restoration (ICI150100041). Die hier geäußerten Ansichten sind die der Autoren und nicht unbedingt die der australischen Regierung oder des Australian Research Council. HSB wurde zusätzlich durch das PostgradAustralia-Stipendium 2019 und die Finanzierung durch die Gunduwa Regional Conservation Association unterstützt. Die Autoren danken den anonymen Gutachtern und Herausgebern für ihre hilfreiche und gründliche Kritik des Manuskripts.

Sean Tomlinson

Aktuelle Adresse: School of Biological Sciences, University of Adelaide, North Terrace, Adelaide, SA, 5000, Australien

ARC Center for Mine Site Restoration, School of Molecular and Life Sciences, Curtin University, Kent Street, Bentley, Perth, WA, 6102, Australien

Holly S. Bradley und Adam T. Cross

School of Biological Sciences, University of Western Australia, Crawley, WA, 6009, Australien

Michael D. Craig

School of Veterinary and Life Sciences, Murdoch University, Murdoch, WA, 6150, Australien

Michael D. Craig

EcoHealth Network (http://ecohealthglobal.org), 1330 Beacon St, Suite 355a, Brookline, MA, 02446, USA

Adam T. Cross

School of Molecular and Life Sciences, Curtin University, Kent Street, Bentley, Perth, WA, 6102, Australien

Sean Tomlinson

Kings Park Science, Ministerium für Biodiversität, Naturschutz und Attraktionen, Kattij Close, Kings Park, WA, 6005, Australien

Sean Tomlinson

Bamford Consulting Ecologists, Plover Way, Kingsley, WA, 6026, Australien

Michael J. Bamford

Labor für Verhaltensökologie, School of Molecular and Life Sciences, Curtin University, Kent Street, Bentley, Perth, WA, 6102, Australien

Philip W. Bateman

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HSB und PWB haben das Experiment entworfen. HSB führte die Feldarbeit durch und übernahm die Digitalisierung von LiDAR-3D-Modellen. HSB, ATC, MDC und ST führten die statistische Analyse und Interpretation der Daten durch. HSB verfasste den Haupttext des Manuskripts, wobei PWB, MDC, ST, ATC und MJB alle zu den nachfolgenden Entwürfen beitrugen.

Korrespondenz mit Holly S. Bradley.

Die Autoren erklären das folgende finanzielle Interesse/die folgende finanzielle Beziehung: MJB hat als Berater für das Bergbauunternehmen gearbeitet, bei dem diese Forschung durchgeführt wurde, obwohl diese Arbeit unabhängig von der in dieser Studie enthaltenen Forschung war. Bei allen anderen Autoren besteht kein finanzieller oder nichtfinanzieller Interessenkonflikt.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Bradley, HS, Craig, MD, Cross, AT et al. Ermittlung der Mikrohabitatanforderungen einer gefährdeten Spezialeidechse mit LiDAR. Sci Rep 12, 5193 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-08524-2

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Eingegangen: 03. September 2021

Angenommen: 17. Februar 2022

Veröffentlicht: 25. März 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-08524-2

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