Rotfüchse in Feuchtwiesen: Wann und wohin laufen sie?

Zusammenfassung

• Nachtaktiv: Am Tag sind die Füchse in etwa jedem achten Zehn-Minuten-Schritt in Bewegung, in Dämmerung und Nacht in mehr als der Hälfte. Der Höhepunkt liegt kurz nach Sonnenuntergang.
• Streifgebiete: Im Median rund 70 Hektar (MCP 95 %), aber mit riesiger Spanne von 14 bis 870 Hektar. Ein Weibchen unternahm einen Ausflug von fast 20 km.
• Tagesstrecke: Etwa 5 bis 6 km bewegter Weg pro Tag im Median.
• Gebiete unterscheiden sich, Geschlechter kaum: In Somerley sind Streifgebiete und Tagesstrecken deutlich größer als in Britford. Zwischen Männchen und Weibchen zeigt sich in diesen Daten kein klarer Unterschied.

Die Studie

Die Daten stammen aus einer Studie zu Rotfüchsen in Feuchtwiesen im Süden Englands. Solche Wiesen sind Brutgebiete von Watvögeln, für die Füchse als Nesträuber eine Rolle spielen können. Die Studie fragt, wie sich Füchse in diesen Gebieten bewegen und wie viele dort leben.^[2] Diese Seite nutzt die veröffentlichten GPS-Daten für eine eigene Auswertung der Bewegung. Zu den Beständen der Vögel oder zur Dichte der Füchse sagt sie nichts.

Untersucht wurden zwei Gebiete: Britford (2016 und 2017) und Somerley (2018 und 2019). Gefangen und besendert wurden 35 erwachsene Füchse, 19 Männchen und 16 Weibchen. Vier Tiere trugen im Lauf der Studie zweimal ein Halsband, so ergeben sich 39 Einsätze. Die Halsbänder blieben meist einige Wochen bis etwa zwei Monate am Tier, jeweils im Frühjahr und Frühsommer.

Datengrundlage

Die Studie ist im Datenarchiv Movebank unter der Lizenz CC0 veröffentlicht, das heißt ohne Einschränkungen nutzbar.^[1] Sie besteht aus zwei Tabellen. Die erste enthält die GPS-Punkte mit 146.072 Zeilen, die zweite beschreibt die 39 Einsätze (Tier, Geschlecht, Gebiet, Anfang und Ende, Grund des Endes). Die Halsbänder sind GPS-Sender mit einem Aktivitätssensor. Ihre Daten kamen meist über das Mobilfunknetz.

Die Ortsbestimmung erfolgte fast immer alle zehn Minuten (… % der Abstände). Die übrigen Abstände sind meist 20 bis 60 Minuten lang, gelegentlich länger. In Britford liegen … Fixes vor, in Somerley …. Die Qualität ist gut: Der HDOP liegt im Median bei 1,0, und es sind im Median 8 Satelliten sichtbar.

Aufbereitung

1. Einsätze zuordnen. Jeder Punkt wird über Halsband-Nummer und Zeitfenster einem der 39 Einsätze zugeordnet. Das war nötig, weil ein Halsband mehrfach an verschiedenen Tieren war.
2. Schlechte Fixes entfernen. Entfernt werden Ortsbestimmungen, die nicht als reguläre Lösung (fix-type 3) gemeldet wurden, und solche mit HDOP über 10: … von 146.072 Punkten.
3. Koordinaten in Meter umrechnen. Alle Punkte werden auf den Mittelpunkt des jeweiligen Gebiets bezogen und in Metern angegeben. Die Seite zeigt nur diese Relativwerte, keine Landkarte und keine Längen- und Breitengrade.
4. Schritte bilden. Ein Schritt ist die Strecke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fixes. Es zählen nur Paare mit 8 bis 12 Minuten Abstand: … Schritte.
5. Eingewöhnung ausklammern. Die ersten 24 Stunden nach dem Anlegen des Halsbands zählen für Bewegung und Streifgebiet nicht mit, weil sich Tiere nach Fang und Betäubung untypisch verhalten können.
6. Sonnenstand berechnen. Für jeden Punkt wird die Sonnenhöhe über dem Horizont nach der Näherung der amerikanischen Wetterbehörde NOAA berechnet (Genauigkeit rund 0,1°). Daraus entstehen drei Klassen: Tag (Sonne über dem Horizont), Dämmerung (bis 12° darunter) und Nacht (tiefer).

d["klasse"] = np.where(d["sonne"] >= -0.833, 0,             # Tag
               np.where(d["sonne"] >= -12, 1, 2))              # Dämmerung, Nacht

g = d.groupby("einsatz")
d["schritt"] = np.hypot(g["x"].diff(), g["y"].diff())          # Meter je Schritt
d["regulaer"] = (g["zeit"].diff().dt.total_seconds() / 60).between(8, 12)

Ruhe oder Bewegung?

Auch ein Fuchs, der still liegt, bekommt vom GPS leicht wechselnde Punkte. Ob ein Schritt von 15 Metern echte Bewegung ist, lässt sich deshalb nicht einfach sagen. Hilfreich ist der Aktivitätssensor im Halsband: Meldet er über zehn Minuten keine Aktivität, liegt das Tier ruhig, und die Länge des GPS-Schritts zeigt das Rauschen der Ortung.

Deshalb gilt ein Schritt ab 40 Metern als Bewegung. Die Schwelle liegt knapp über dem 95. Perzentil des Ruherauschens. Der Zusammenhang zwischen Aktivitätssensor und Schrittlänge ist nur mittel (Korrelation 0,51): Der Sensor misst Bewegung des Halsbands, nicht des Ortes: Er kann bei Kopfbewegungen ausschlagen, ohne dass sich der Fuchs von der Stelle bewegt, und bei langsamem Gehen wenig anzeigen.

Karte zum Abspielen

Hier lässt sich der Weg jedes Fuchses ansehen und abspielen. Die Karte hat bewusst keinen Hintergrund. Alle Punkte sind in Metern angegeben, bezogen auf den Mittelpunkt des Gebiets. Die Farbe zeigt die Tageszeit des jeweiligen Punktes. Mit dem Schieberegler springt man an eine beliebige Stelle. In der Auswahl unten stehen auch die Aufenthaltsdichten aller Füchse eines Gebiets.

Tag und Nacht

Aus den Zehn-Minuten-Schritten lässt sich berechnen, in welchem Anteil der Zeit die Füchse sich bewegen. Die Kurve zeigt den Verlauf über die 24 Stunden eines Tages, gemittelt über alle Tage der Studie. Die Uhrzeit ist UTC. Sie liegt sehr nah an der Sonnenzeit des Gebiets, weil dieses fast auf dem Nullmeridian liegt. Die britische Sommerzeit ist eine Stunde später.

Der Sprung liegt bei Sonnenuntergang und Sonnenaufgang: In der Dämmerung sind die Füchse zu rund 60 % in Bewegung, in der Nacht zu rund 57 %, am Tag nur zu 13 %. Männchen und Weibchen unterscheiden sich dabei nur um wenige Prozentpunkte. Die Werte hängen von der Bewegungsschwelle ab: Mit 30 statt 40 m ergeben sich 17, 66 und 63 %, mit 60 m 9, 51 und 48 %. Das Muster bleibt dasselbe.

Streifgebiete

Das Streifgebiet ist die Fläche, in der sich ein Tier aufhält. Hier wird die einfachste gängige Methode benutzt, das Minimum Convex Polygon (MCP): die kleinste konvexe Fläche, die die Punkte umschließt. Um einzelne Ausflüge zu dämpfen, bleiben die 5 % der Punkte weg, die am weitesten vom Median der Punkte entfernt liegen (MCP 95 %). Das Kerngebiet nimmt dieselbe Methode für die 50 % der Punkte in der Mitte.

Nur Einsätze mit mindestens 10 Tagen und 1.000 Fixes werden berücksichtigt (… Einsätze von … Tieren). Der Median der Streifgebiete beträgt … Hektar.

Der MCP reagiert stark auf solche Ausflüge. Deshalb sind Median und Quartile aussagekräftiger als Mittelwerte. Auch das Kerngebiet ist viel kleiner und schwankt weniger: Es liegt bei den meisten Einsätzen unter 30 Hektar.

Wie lange muss man ein Tier beobachten, bis das Streifgebiet stabil ist? Das Diagramm zeigt die Fläche in Abhängigkeit von der Beobachtungsdauer, im Verhältnis zur Fläche am Ende des Einsatzes (… Einsätze mit mindestens 25 Tagen).

Tagesstrecke und Gebietsvergleich

Die Tagesstrecke ist die Summe aller Schritte über 40 m an einem Kalendertag. Nur Tage mit mindestens 20 Stunden lückenlosen Zehn-Minuten-Fixes zählen. Da nur Schritte über der Rauschschwelle gerechnet werden und das GPS nur alle zehn Minuten misst, ist die tatsächlich gelaufene Strecke länger. Der Median über alle Einsätze beträgt … km pro Tag.

Um Männchen und Weibchen sowie die beiden Gebiete zu vergleichen, wird je Tier gemittelt, denn mehrere Einsätze eines Tieres sind nicht unabhängig. Verglichen werden Medianwerte (mit dem Bereich zwischen dem unteren und dem oberen Quartil) mit dem Mann-Whitney-U-Test, der keine Normalverteilung voraussetzt.

Zwischen den Geschlechtern gibt es in diesen Daten keinen belegbaren Unterschied, weder bei der Fläche noch bei der Strecke (p von 0,26 bis 0,52). Die beiden Gebiete unterscheiden sich dagegen: In Somerley sind Streifgebiet (83 gegen 41 ha), Kerngebiet (20 gegen 3 ha) und Tagesstrecke (6,9 gegen 3,5 km) deutlich größer. Bei der Tagesstrecke ist der Unterschied am klarsten (p = 0,001). Bei sechs Vergleichen wäre ein Wert unter etwa 0,008 nötig, um ihn auch nach Korrektur für mehrfaches Testen als belegt anzusehen. Das erreicht nur die Tagesstrecke.

Grenzen der Auswertung

• Wenige Tiere. 31 Tiere gehen in den Vergleich ein. Kleine Unterschiede wären damit nicht nachweisbar, auch nicht zwischen den Geschlechtern.
• Kurze Einsätze. Die Halsbänder blieben nur Wochen am Tier. Das Streifgebiet bezieht sich auf das Frühjahr und den Frühsommer, nicht auf das ganze Jahr.
• Methode MCP. Sie ist einfach, aber empfindlich gegen Ausflüge und ignoriert, wie das Gebiet genutzt wird. Genauere Verfahren (Kerndichteschätzung, Bewegungsmodelle) wurden hier nicht verwendet.
• Tagesstrecke geschätzt. Zehn Minuten Abstand glätten kleine Wege, die Schwelle von 40 m entfernt das Rauschen, aber auch langsame Bewegungen.
• Gewählte Schwellen. Getestet wurden HDOP-Grenzen von 5 bis 20, eine Eingewöhnung von 0 bis 48 Stunden und Bewegungsschwellen von 30 bis 60 m. Das Streifgebiet ändert sich dabei nicht (Median 70 bis 71 ha), die Tagesstrecke etwas (5,2 bis 5,9 km). Der Gebietsunterschied bei der Tagesstrecke und das Fehlen eines Geschlechtsunterschieds bleiben in allen Varianten bestehen.
• Keine Umweltdaten. Es gibt weder Karten der Lebensräume noch Wetter. Aussagen zu Ursachen sind deshalb nicht möglich.

Quellen und Daten

1. Porteus TA, Short MJ, Hoodless AN, Reynolds JC (2024): Data from: Study „Red Fox (Vulpes vulpes) in UK wet grasslands“. Movebank Data Repository. doi:10.5441/001/1.304. Lizenz CC0. Hier verdichtet, umgerechnet und ausgewertet.
2. Porteus TA, Short MJ, Hoodless AN, Reynolds JC (2024): Movement ecology and minimum density estimates of red foxes in wet grassland habitats used by breeding wading birds. European Journal of Wildlife Research 70:8. doi:10.1007/s10344-023-01759-y.
3. Movebank, ein Projekt des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie: movebank.org.