NIEUWS

Deze bioloog programmeert voor betere data-analyses

Licht op natuur

1 mei 2018


Wat is de invloed van licht en kleur op de natuur? Die vraag staat centraal bij het 7 jaar durende onderzoek van het Nederlands Instituut voor Ecologie en de Wageningen Universiteit. Een gigantische klus met een gigantische hoeveelheid aan data. Onderzoeksleider Kamiel Spoelstra leerde zichzelf programmeren om de data te analyseren en heeft daar nog elke dag profijt van. Hoe een bioloog ook een beetje veranderde in dataspecialist. 

Tot enige jaren terug was er weinig bekend over de gevolgen van nachtelijk licht op onze flora en fauna. We weten dat nachtvlinders worden aangetrokken door lantaarnlicht, en dat sommige
soorten vleermuizen daar handig gebruik van maken. Maar is het daardoor zo dat soorten die dat niet doen minder te eten hebben? En hoe zit het met dieren die hun jaarlijkse activiteiten plannen aan de hand van de daglengte, zoals koolmezen die op het juiste moment moeten broeden? Als kunstlicht ’s nachts hun planning verstoort, broeden ze te vroeg of te laat.

Om meer te weten te komen over de gevolgen van kunstlicht in ons land is het project ‘Licht op Natuur’ gestart. Op acht donkere locaties in Nederland wordt natuur experimenteel verlicht via vier rijen met lantaarnpalen met groen, rood, wit en eentje zonder licht, waarna heel precies wordt gekeken hoe planten- en diersoorten op het licht reageren. De effecten van licht op vogels en nachtvlinders worden daarnaast nog in detail bekeken in aparte studies. De kennis die in dit project zal worden opgedaan zal het ‘gereedschap’ worden om in de toekomst gericht natuurvriendelijker verlichting toe te kunnen passen en verlichting te vermijden indien aanwezige soorten zeer gevoelig blijken te zijn. Dat dit onderzoek juist nu heeft plaatsgevonden is
niet verwonderlijk. Ledverlichting biedt betaalbare opties om te experimenteren met de kleur van het licht. Het spectrum kun je heel makkelijk veranderen waardoor je bepaalde kleuren uit het licht kuntweghalen om te zien of de verstoring minder is. Daar begon de programmeerinteresse van Spoelstra: ‘De lantaarnpalen moeten elke nacht aan zijn wil je goed onderzoek kunnen verrichten. Ziut heeft daarom in elke voedingskast die ze hebben geplaatst een LoRa DynaController opgehangen die een sms stuurt als de lampen aan- en uitgaan. Dat zijn zestien berichten
per dag. Door de programmeervaardigheden die ik heb opgedaan, kan ik nu een code schrijven waardoor die sms’jes worden opgevangen en opgeslagen op een aparte computer en worden gebundeld tot één sms’je.’

Handwerk

‘Laat ik vooropstellen dat een groot deel van het verzamelen van waarnemingen nog gewoon handwerk is. Nachtvlinders, vogels, planten en insecten hebben we allemaal met de hand geteld en met behulp van talloze vrijwilligers. Het zijn flora- en faunagroepen die vrij gemakkelijk te tellen zijn. Rond een lantaarnpaal kunnen de kenners zo bepalen wat voor nachtvlinder het is en als ze twijfelen maken ze een foto en appen ze die naar een kenner op afstand. Bodeminsecten daarentegen worden met speciale vallen gevangen en op alcohol gezet voor determinatie.’

20.000 gigabyte

Het wordt pas echt interessant bij de metingen van vleermuizen, muizen en andere nachtactieve zoogdieren. ‘Je kunt niet als mens ’s nachts het veld in voor de metingen. Dat is buitengewoon zwaar, buiten het feit dat nachtactieve zoogdieren en vleermuizen zeer lastig te tellen zijn. De drang om te automatiseren is daarom groot’, zegt Spoelstra. ‘Voor de metingen van vleermuizen hebben we gebruikgemaakt van opname apparatuur die heel hoog geluid kan meten, ultrasonisch geluid. Dat levert echter wel 10 tot 30 gigabyte per nacht op per detector. Als je bedenkt dat we dat op 32 lantaarnpalen hebben bevestigd en dat een maand per jaar keer zeven jaar lang hebben gemeten, dan heb je na filteren op windgeruis en ander geluid nog ongeveer 20.000 gigabyte aan geluidsopnamen die je moet analyseren. Gelukkig is er goede software op de markt om die opnamen te analyseren en heb ik door zelf te programmeren dat proces kunnen versnellen. De software
spuugt per echolocatiepuls 50 parameters uit, en er zijn per geluidsbestand tot 60 pulsen. In totaal hadden we data van zo’n 150 miljoen echolocatiepulsen. De software die ik vervolgens heb geschreven vertaalde alles naar vleermuizen per soortgroep per lichtbehandeling per nacht voordat het de statistiekprogramma’s inging.’

140.000 foto’s

Ander mooi voorbeeld vindt Spoelstra de determinatie van muizen en andere nachtactieve zoogdieren. ‘Voor grote nachtdieren maken we al jaren gebruik van beweging-en warmtesensorcamera’s die een foto maken op het moment dat er een dier langsloopt. Dat werkt uitstekend, maar werkte nog niet voor het tellen van muizen. Traditioneel gebeurt dat met inloopvalletjes,
maar dat is veel werk. 20 vallen maal 32 lantaarnpalen die 3 keer per nacht moeten worden gecontroleerd. Uiteindelijk hebben we ook de warmtesensorcamera’s
gebruikt voor de muizen. Door de camera op een plateau met visolie te plaatsen, konden we goede foto’s maken. Eerst deden we dat met pindakaas, maar dat aten de boommarters op en vervolgens kwam er geen muis meer langs de camera. Die camera’s maakten echter wel 10 tot 20.000 foto’s per jaar, die wij als team moeten analyseren. Ik heb daarvoor een heel simpel programma geschreven om met een toetsenkoppeling heel snel te kunnen aanwijzen wat er op de foto staat; bosmuis, woelmuis, vos et cetera. Nu hebben we een fantastische dataset
over muizen en grote zoogdieren. Uitgerekend van de data die op voorhand het moeilijkst leek, hebben we nu de beste dataset.’

Geen groen, wel rood

Dit onderzoek vergt veel statistiek en botweg programmeren, maar uiteindelijk draait het om de uitkomsten. In zijn algemeenheid is het lastig om uitspraken te doen, omdat elk dier andere
kleuren ziet en daar anders op reageert. Toch zijn er wel conclusies te trekken. Zo zijn woelmuizen nergens te bekennen als er licht is, maar is rood licht bijvoorbeeld vaak geen probleem. Dat geldt
ook voor de langzaam vliegende vleermuissoorten. De snel vliegende, wendbare vleermuissoorten maken juist weer gebruik van het licht om te jagen. Vossen worden ook aangetrokken door
licht, ongeacht de kleur, en herten maakt het ook niet uit of er licht is of niet. Vogels zien alle kleuren heel goed en ook nog uv. Maar er zijn nog geen effecten zichtbaar op het aantal vogels rond
verlichting. Spoelstra: ‘Wel constateerden we dat koolmezen veel rustelozer zijn in wit verlichte plekken, en misschien zijn de effecten op lange termijn wel groter. Daarvoor zullen we langer moeten meten. Wil je het minste effect op de natuur hebben, dan is het aan te raden om rood licht te gebruiken als het gaat om vleermuizen. En als je dat niet wilt, dan minstens wit
warm licht van 3000 kelvin of lager. Dat is wel de belangrijkste conclusie. Wij hopen het onderzoek de komende jaren door te zetten en zijn daarom bezig met een aanvraag voor langer onderzoek bij de Toegepaste en Technische Wetenschappen van NWO. Ook zijn we betrokken bij de route Smart, liveable Cities van de Nationale Wetenschapsagenda. Ondanks dat ons onderzoek niet is uitgevoerd in de stad, doen we wel waardevolle informatie op voor onderzoek in steden.’

Dit artikel is gepubliceerd in het Smart City Magazine nr.4. Wilt u meer Smart City artikelen lezen? Kijk dan op deze pagina en download het magazine!