Assessment of bat activity in agricultural environments and the evaluation of the risk of pesticides

Untersuchungen zur Fledermausaktivität in landwirtschaftlichen Habitaten und eine Abschätzung des Risikos durch Pestizide

  • Although agriculture dominates with around 50% area much of Europe- landscape, there is virtually no information on how bats use this farmed environment for foraging. Consequently, little is known about effective conservation measures to compensate potential negative effects of agrarian management practice on the food availability for bats in this habitat. Moreover, there are currently no specific regulatory requirements to include bats in European Union risk assessments for the registration of pesticides since no information about pesticide exposure on this mammal group is available. To evaluate the potential pesticide exposure of bats via ingestion of contaminated insects, information about bat presence and activity in agricultural habitats is required. In order to examine bat activity on a landscape scale it was necessary to establish a suitable survey method. Contrary to capture methods, telemetry, and direct observations, acoustic surveys of bat activity are a logistically feasible and cost-effective way of obtaining bat activity data. However, concerns regarding the methodological designs of many acoustic surveys are expressed in the scientific literature. The reasons are the failing of addressing temporal and spatial variation in bat activity patterns and the limitations of the suitability of the used acoustic detector systems. By comparing different methods and detector systems it was found that the set up of several stationary calibrated detector systems which automatically trigger the ultrasonic recording has the highest potential to produce reliable, unbiased and comparable data sets on the relative activity of bats. By using the proposed survey method, bat diversity and activity was recorded in different crops and semi-natural habitats in southern Rhineland-Palatinate. Simultaneously, the availability of aerial prey insects was studied by using light and sticky traps. In more than 500 sampling nights about 110,000 call sequences were acoustically recorded and almost 120,000 nocturnal insects were sampled. A total of 14 bat species were recorded, among them the locally rare and critically endangered northern bat (Eptesicus nilssonii) and the barbastelle (Barbastella barbastellum), all of them also occurring over agricultural fields. The agricultural landscape of southern Palatinate is dominated by vineyards, a habitat that was shown to be of low quality for most bat species because of the demonstrated low availability of small aerial insects. By surveying bat activity and food availably in a pair-wise design on several rain water retention ponds and neighbouring vineyards it was demonstrated that aquatic insect emergence in artificial wetlands can provide an important resource subsidy for bats. The creation of artificial wetlands would be a possibility to create important foraging habitats for bats and mitigate negative effects of management practice in the agricultural landscape. In several other agricultural crops, however, high abundances of suitable prey insects and high bat activity levels, comparable or even higher than in the nearby forests and meadows known to be used as foraging habitats were demonstrated. Especially high bat activity levels were recorded over several fruit orchards and vegetable fields where insects were also present. Both crops are known for high pesticide inputs, and, therefore, a pesticide exposure through ingestion of contaminated insects can not be excluded. To follow the current risk assessment approach for birds and mammals pesticide residues were measured on bat-specific food items in an apple orchard following insecticide applications and bat activity was recorded in parallel. The highest residue values were measured on foliage-dwelling arthropods which may results in a reproductive risk for all bat species that, even to a small extent, include this prey group in their diet. The presence of bats in agricultural landscapes that form a majority of the land area in Europe but also on a global scale leads to exposure of bats by contaminated food and depletion of their food resources by pesticide use. So far conservation efforts for bats focussed on securing hibernation sites and the creation of artificial roost sites since especially the latter were thought to be limiting population growth. However the potential pesticide effects might be also crucial for the population persistence in agricultural landscapes of bats and need to be addressed adequately, especially in risk assessment procedures for the regulation of pesticides.
  • Etwa 50 % der Fläche Europas werden landwirtschaftlich genutzt. Dennoch gibt es nahezu keine Information ob Fledermäuse diese Flächen beispielsweise zur Nahrungsaufnahme nutzen. Aufgrund der limitierten Datenbasis mangelt es auch an Schutzkonzepten, die mögliche negative Effekte der landwirtschaftlichen Intensivierung auf die Fledermäuse und deren Nahrungsgrundlage ausgleichen könnten. Da die Exposition von Fledermäusen mit Pflanzenschutzmitteln bislang nicht thematisiert wurde, sind im europäischen Zulassungsverfahren für Pflanzenschutzmittel keine Risikoabschätzungen für Fledermäuse gefordert. Um für Fledermäuse die mögliche Exposition gegenüber Pflanzenschutzmitteln abschätzen zu können, sind Informationen über Vorkommen und Aktivität von Fledermäusen in landwirtschaftlich genutzten Flächen erforderlich. Die Erfassung von Fledermäusen auf einer Vielzahl von Flächen machte es notwendig sich im Vorfeld auf eine geeignete Methodik festzulegen. Die akustische Fledermauserfassung ist im Gegensatz zu deutlich zeitaufwändigeren Methoden wie Netzfang, Telemetrie oder direktes Beobachten die einzige logistisch durchführbare Methode. In der wissenschaftlichen Literatur werden jedoch bei vielen bisher durchgeführten akustischen Methoden Bedenken bezüglich der Berücksichtigung zeitlicher und räumlicher Varianz und der Eignung der verwendeten Detektorsysteme geäußert. Deshalb wurden verschiedene Methoden und Detektorsysteme verglichen und das parallele Beproben mit mehreren stationären und kalibrierten automatischen Aufnahmesystemen als die am besten geeignete Methode zur verlässlichen und vergleichbaren Fledermausaktivitäts-Erfassung befunden. Mit dieser Methode wurden die Fledermaus-Diversitäten und Aktivitäten in verschiedenen landwirtschaftlichen Kulturen, Wiesen und Wäldern aufgenommen. Außerdem wurde gleichzeitig die Verfügbarkeit von fliegenden Insekten (potentieller Fledermausbeute) mit Licht- oder Klebefallen erfasst. In mehr als 500 Erfassungsnächten wurden circa 110,000 akustische Fledermaus-Rufsequenzen und nahezu 120,000 nachtaktive Insekten gesammelt. Insgesamt wurden 14 Fledermausarten nachgewiesen, darunter die im Gebiet sehr seltene und stark bedrohte Nordfledermaus (Eptesicus nilssonii) und die Mopsfledermaus (Barbastella barbastellum). Alle Arten wurden auch auf landwirtschaftlich genutzten Flächen detektiert. Die Landwirtschaft im südlichen Rheinland-Pfalz ist durch Weinanbau geprägt. Die Untersuchungen zeigten, dass Weinberge aufgrund der geringen Verfügbarkeit an kleineren nachtaktiven Insekten für die meisten Fledermausarten nur eine geringe Qualität als Jagdgebiet haben. Ein weiterer paarweiser Vergleich von Weinbergen und benachbarten Regenrückhaltebecken bezüglich Nahrungsverfügbarkeit und Fledermausaktivität zeigte, dass Regenrückhaltebecken wichtige Nahrungshabitate im Weinbaugebiet darstellen. Das Anlegen dieser künstlichen Kleingewässer ist somit eine geeignete Methode um Nahrungshabitate für Fledermäuse zu schaffen und damit den negativen Effekten der konventionellen Landwirtschaft hinsichtlich der Nahrungsverfügbarkeit entgegenzuwirken. In anderen landwirtschaftlichen Kulturen wurden mit den parallel untersuchten Wald- und Wiesenhabitaten vergleichbar hohe Insektenvorkommen und Fledermausaktivitäten nachgewiesen. Besonders hohe Fledermausaktivitäten so wie eine besonders hohe Verfügbarkeit von geeigneten Nahrungstieren wurden in Apfelplantangen und Gemüsefeldern gemessen. Da diese beiden Kulturen hohem Pestizidaufwand unterliegen, kann eine Exposition von Fledermäusen gegenüber Pflanzenschutzmitteln dort nicht ausgeschlossen werden. Um das zurzeit verwendete Verfahren zur Risikoabschätzung von Pflanzenschutzmittel-anwendungen auf Vögel und Säuger auf Fledermäuse zu übertragen, wurden nach Applikation eines Insektizides dessen Rückstände auf Fledermaus-artspezifischen Beuteinsekten gemessen. Parallel dazu wurde die Fledermausaktivität erfasst. Die höchsten Pestizidrückstände wurden auf kronenbewohnenden Insekten und Spinnen nachgewiesen. Die darauf basierende Risikoabschätzung deutet auf ein Langzeitrisiko für alle Fledermausarten, die sich wenigstens zum Teil von kronenbewohnenden Arthropoden ernähren, hin. Das Vorkommen von Fledermäusen in landwirtschaftlichen Flächen, die einen Großteil der europäischen, aber auch der weltweiten Fläche ausmachen, führt je nach Kultur zur Exposition von Fledermäusen durch kontaminierte Nahrung oder zu einer Verringerung von Beuteinsekten. Bisher konzentrierten sich Schutzbemühungen auf die Sicherung von Winterquartieren und die Bereitstellung künstlicher Tagesquartiere. Potentielle Effekte von Pflanzenschutzmitteln auf Agrarflächen haben aber möglicherweise einen entscheidenden Einfluss auf die Populationsgrößen von Fledermausarten die in diesen Gebieten vorkommen. Aus diesem Grund sollten die Effekte von Pflanzenschutzmitteln auf Fledermäuse untersucht werden, insbesondere bei der Risikoabschätzung im Pflanzenschutzmittel-Zulassungsverfahren.

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Metadaten
Author:Peter Stahlschmidt
URN:urn:nbn:de:hbz:lan1-8829
Referee: Prof. Dr. Ralf Schulz, Martin Entling
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of completion:2013/04/22
Date of publication:2013/04/22
Publishing institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Landau, Universitätsbibliothek
Granting institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Landau, Fachbereich 7
Date of final exam:2013/03/01
Release Date:2013/04/22
Tag:Fledermäuse; Landwirtschaft; Pestizide; Risikoabschätzung; Säugetiere
agriculture; bats; mammals; pesticide; risk assessment
GND Keyword:Fledermäuse; Landwirtschaft; Pflanzenschutzmittel; Risikoanalyse
Number of pages:108
Institutes:Fachbereich 7 / Fachbereich 7
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 50 Naturwissenschaften / 500 Naturwissenschaften und Mathematik
Licence (German):License LogoEs gilt das deutsche Urheberrecht: § 53 UrhG

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