Bycatch of harbor porpoises (Phocoena phocoena) : causes and solutions
Die Bedrohung von Walen wird größtenteils durch anthropogene Einflüsse wie die Zerstörung von Lebensräumen, Lärmverschmutzung, Überfischung und den unbeabsichtigten Fang in Fischereigeräten, den so genannten Beifang, verursacht. Beifang gilt als die größte Bedrohung für Schweinswale, die jedes Jahr in Stellnetzen verenden. Aufgrund ihrer Anfälligkeit für anthropogene Störungen wurden erhebliche Maßnahmen zum Schutz dieser Art unternommen, z. B. durch die Einführung von akustischen Alarmsignalen, sogenannte Pinger und Seal Scarer.
Das erste Kapitel dieser Dissertation beginnt mit der Untersuchung eines Langzeitdatensatzes von 30 Jahren Beifangdaten aus der südwestlichen Ostsee. Saisonalität, räumliche Muster, Geschlecht und Alter wurden untersucht, um einen Zusammenhang mit der Wahrscheinlichkeit des Beifangs herzustellen. Darüber hinaus wurde der Einfluss von Umweltbedingungen wie Wind, Niederschlag und Mondzyklus auf die Beifangereignisse untersucht. Die Korrelation zwischen Alter und Beifang ist erwähnenswert, da sie auf starke Unterschiede zwischen den Altersklassen hindeutet. Dies könnte entweder mit der mangelnden Erfahrung junger Schweinswale, mit Ablenkungen oder mit Unterschieden in der Ernährung von Jungtieren und ausgewachsenen Tieren zusammenhängen. Außerdem deutet das erhöhte Aufkommen an Beifängen zwischen Juli und November stark auf eine Saisonalität hin. Interessant ist, dass die meisten Schweinswale bei Vollmond gefangen wurden.
In Kapitel 2 und 3 wurden die Auswirkungen von zwei akustischen Vergrämergeräten (d.h. Pinger und Seal Scarer) auf wildlebende Schweinswale als Schutzmaßnahmen untersucht. Pinger werden seit Jahrzehnten eingesetzt, um Schweinswale erfolgreich aus Stellnetzen zu vertreiben. In früheren Forschungsarbeiten wurde jedoch versäumt, die Auswirkungen der ausgesendeten Signale auf das Verhalten der Wildtiere zu untersuchen. In der vorliegenden Arbeit wurden Drohnen eingesetzt, um das Verhalten von Schweinswalen als Reaktion auf Pinger-Signale zu beobachten. Das wichtigste beobachtete Verhalten war eine sofortige starke Fluchtreaktion. Die Tiere zeigten eine erhöhte Schwimmgeschwindigkeit entgegengesetzt der Schallquelle, und tauchten während der Expositionszeit weniger auf. Das dritte Kapitel befasst sich mit dem Einsatz von Seal Scarern als Hilfsmittel zur Abschreckung von Schweinswalen in sicherer Entfernung von sehr lauten Meeresaktivitäten wie Rammarbeiten. Um die Auswirkungen auf die Schweinswale zu bestimmen, wurden sechs Schweinswale mit Multi-Sensor-DTAGs markiert, um ihr Verhalten und ihre physiologischen Reaktionen zu messen. Sie reagieren auf eine Entfernung von bis zu 7 km, eine viel größere Entfernung als erwünscht, mit einer Mischung aus akustischen Schreckreaktionen, Flucht, verminderter Echoortung und ungewöhnlicher Tachykardie beim Anhalten des Atems. Während beide Schutzmaßnahmen darauf abzielen, Schweinswale vor Beifang oder Hörschäden zu bewahren, ist bei den Auswirkungen von Alarmgeräten auf Schweinswale äußerste Vorsicht geboten.
Diese Doktorarbeit hat wesentlich zum Verständnis des Beifangproblems in der südwestlichen Ostsee beigetragen und Schwachstellen bei den Maßnahmen zur Vermeidung von Beifang aufgezeigt. Zusammengenommen zeigen die Ergebnisse aller Kapitel, wie wichtig es ist, die Anforderungen der Populationen, die kritischen Zeiträume und die Regionen zu kennen und den Einsatz von Warngeräten zu optimieren, um effizientere Schutzpläne zu entwickeln.
Threats to cetaceans are largely caused by anthropogenic actions which includes habitat damage, noise pollution, overfishing and accidental capture in fishing gear, known as bycatch. Bycatch has been recognized as the most widespread threat to harbor porpoises which end up in gillnets every year. There have been considerable conservation efforts regarding this species due to its vulnerability to human disturbance, such as the introduction of acoustic alarms, i.e., pingers and seal scarers.
The first chapter of this doctoral dissertation examined a long-term bycatch dataset of 30-years from the south-western Baltic Sea. Seasonality, spatial patterns, sex and age were investigated as possible factors affecting the risk of animals being bycaught. In addition, the role of environmental conditions, such as wind, precipitation and lunar cycle, on bycatch events was further evaluated. The correlation between age and bycatch is worth noting because highlights strong differences among age classes. This could be related either with naïve experience of young porpoises, distractions and nutritional differences among juveniles and adults. Moreover, the highest occurrence of bycatches between July and November strongly suggests a seasonality. Interestingly, the majority of harbor porpoises were bycaught during full moon.
In chapter 2 and 3, the impact of two acoustic mitigation devices (i.e., pinger and seal scarer, respectively) on wild harbor porpoises were evaluated as a mitigation methods. Pingers have being used since decades due to their success in displace of porpoises from gillnets. However, previous work has missed to address the impacts of emitted signals on the behavior of wild animals. Therefore, in the second chapter, drones were used to observe the behavior of harbor porpoises in response to pinger. The main behavior observed was an immediate strong escape reaction. Animals exhibited an increased swimming speed directed away from the sound source with fewer surfacings during exposure time. The third chapter focuses on the use of seal scarers as a mitigation device to deter harbour porpoises to a safe distance from very loud marine activities such as pile driving operations. To determine the effects on porpoises, six harbor porpoises were tagged with multi-sensor DTAGs to measure behavioral and physiological responses. They react up to 7 km, a much larger distance than desired, causing a mixture of acoustic startle responses, flight, reduced echolocation, and unusual tachycardia while breath-holding. While both mitigation measures are focused on protecting porpoises from bycatch or hearing damages, extreme caution must be taken on the effects of alarm devices on porpoises.
This doctoral thesis has contributed substantially to the understanding of the bycatch problem in the south-western Baltic Sea and highlighted weaknesses on mitigation measures applied to avoid bycatch. Taken together, the outcomes of all chapters suggest the importance of knowing population requirements, critical time periods and regions, and optimise the use of warning devices for more efficient mitigation plans.
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