Mijn profielwerkstuk - de uitvliegtijd van dwergvleermuizen

Hoofdstuk 3: de uitvliegtijd van dwergvleermuizen

# Waar hangt de uitvliegtijd van dwergvleermuizen van af?
# Vliegen vleermuizen elke dag om dezelfde tijd na zonsondergang uit of hebben regen, temperatuur, luchtvochtigheid en lichtintensiteit daar invloed op?

Hypothese: dwergvleermuizen vliegen niet elke dag rond dezelfde tijd na zonsondergang uit, omdat neerslag en temperatuur daar invloed op hebben. Lichtintensiteit, luchtvochtigheid en wind invloed hebben geen invloed op de uitvliegtijd van dwergvleermuizen.

3.1: materiaal

# batdetector (Petterson D 100)
# haarhygrometer (geijkt in verzadigde badkamer op 100%)
# multimeter (PeaktechTech 3700) om licht (in lux) te meten
# thermometer
# horloge

3.2: methode

Elke dag heb ik op internet (Bron 22) gekeken hoe laat de zon in Apeldoorn onder zou gaan. Vervolgens heb ik ervoor gezorgd dat ik elke dag minstens vijf minuten voor zonsondergang op dezelfde plek, amersfoortcoördinaten x: 196,7 y: 468,7 (zie kaartje), was. Daar heb ik de batdetector aangezet en gewacht tot de eerste vleermuis verscheen. Vervolgens heb ik de luchtvochtigheid, uitvliegtijd, temperatuur, licht-, neerslag- en windintensiteit opgeschreven. De windintensiteit heb ik gemeten aan de hand onderzoek

van de boombladeren, bewogen die een beetje dan waaide het een beetje enz. Dat heb ik 28 keer gedaan, waarvan twee metingen helaas niet bruikbaar waren, doordat de batterij van mijn batdetector niet vol genoeg was. Nadat ik deze gegevens verzameld had, heb ik geprobeerd verbanden te vinden. Een makkelijke manier om verbanden te vinden is door middel van de correlatiecoëfficiënt.

3.2.1: de correlatiecoëfficiënt
De correlatiecoëfficiënt is een maat voor correlatie tussen twee grootheden (Bron 8). Er is correlatie als er tussen beide grootheden een zekere lineaire samenhang is, daarom is het nodig eerst coördinatentransformatie toe te passen (zoals ik bij de lichtintensiteit heb gedaan). De correlatiecoëfficient wordt berekend met de volgende formule: rho(X,Y)=(cov(X,Y))/(sigma(X)sigma(Y)). Daarin is cov(X,Y) = E(X-EX)(Y-EY) de covariantie van X en Y en zijn sigma(X) en sigma(Y) de standaardafwijkingen van X en Y.
Zelf heb ik Excel gebruikt om de correlatiecoëfficiënt voor mij uit te rekenen, dan via de Excel-formule: CORRELATIE (matrix1;matrix2) . Om vervolgens conclusies aan deze correlatiecoëfficiënt te verbinden is het nodig het aantal metingen te tellen. Als er maar drie metingen zijn moet de correlatiecoëfficiënt namelijk veel hoger zijn dan bij 26 metingen, om zéker te zijn van een verband. De correlatie is maximaal bij een correlatiecoëfficiënt van 1. Om te bepalen of er echt een verband is, of dat het verband op toeval berust heb ik een tabel van M.L. Wijvekate gebruikt (Bron 20, blz. 223). Die geeft voor respectievelijk 3, 15 en 26 metingen de volgende eenzijdige overschrijdingskansen (%).

De eenzijdige overschrijdingskans is de kans (in %) dat de correlatiecoëfficiënt op toeval berust. Bij een ½ % eenz. overschrijdingskans is het dus vrijwel zeker dat er een verband aanwezig is, de correlatiecoëfficiënt berust dan namelijk vrijwel zeker niet op toeval.

3.3: de resultaten

3.4: de verwerking

Ik heb willen onderzoeken of de uitvliegtijd van dwergvleermuizen verandert wanneer de omstandigheden veranderen. Ik heb de uitvliegtijd in grafieken tegen de verschillende omstandigheden uitgezet. Ik zal daarom alle grafieken apart van elkaar bespreken.

3.4.1: Grafiek 1 en 1b: uitvliegtijd tegen zonsondergangtijd
In grafiek 1 vormt de uitvliegtijd tegen de zonsondergangtijd een vrij rechte lijn, wat duidt op een lineair verband. Om hier zeker van te zijn heb ik de correlatiecoëfficiënt tussen deze waarden berekend (zie paragraaf 2), dat bleek 0,98 te zijn. We kunnen dus inderdaad concluderen dat er een groot verband tussen de uitvliegtijd en de zonsondergang is.

Vervolgens heb ik de verschillende waarden in mijn rekenmachine ingevoerd, om de formule van de rechte lijn te berekenen. Hieruit kwam voor a, in de formule y=ax+b, de waarde 0,91 en voor b de waarde 2,04. Dat was even een verrassend resultaat, ik had namelijk gedacht dat de richtingcoëfficiënt (a) 1 zou zijn. Dan zou een zonsondergang van een minuut eerder namelijk ook een uitvliegtijd van een minuut eerder betekenen.
Nu de richtingcoëfficiënt echter een waarde van 0,91 bleek te hebben, was het zaak de correlatiecoëfficiënt tussen de zonsondergangtijd en de uitvliegtijd in minuten na zonsondergang te berekenen (zie grafiek 1b). Op die manier is namelijk vast te stellen of de waarde van a (0,91) een gevolg is van meetfouten, of echt iets zegt over het verband. De correlatiecoëfficiënt tussen de waarden van grafiek 1b bleek -0,48 te zijn. Dat zou dus betekenen dat de dwergvleermuizen er later in het jaar, als de zonsondergang vroeger is, langer over doen om uit te vliegen. Of dit echt zo is of uitsluitend op toeval berust, is te zien aan de eenzijdige overschrijdingskans (zie tabel 2). De eenzijdige overschrijdingskans is, bij 26 waarnemingen, 0,5%. Er is dus maar 0,5% kans dat dit verband op toeval berust.

3.4.2: Grafiek 2: uitvliegtijd tegen temperatuur
Op het eerste gezicht lijkt er geen verband te bestaan tussen de temperatuur en de uitvliegtijd, grafiek 2 vormt immers een grote wolk aan stippen in plaats van een redelijke lijn. De correlatiecoëfficiënt is echter -0,35 en de tabel van Wijvekate (zie tabel 2) geeft aan dat er dan bij 26 waarnemingen een eenzijdige overschrijdingskans van 5% is. Er is dus 5% kans dat de correlatie op puur toeval berust.

3.4.3: Grafiek 3 en 4: uitvliegtijd tegen lichtintensiteit
In grafiek 3 is de uitvliegtijd tegen de logaritme van de lichtintensiteit gezet. Dat is gedaan omdat het oog ongeveer logaritmisch gevoelig is voor de lichtintensiteit. Dat houdt in dat iemand, als de lichtintensiteit wordt gehalveerd (bijvoorbeeld van 1000 naar 500 lux), dat ervaart als een lichtafname van 10%.

In grafiek 3 is een redelijk duidelijk verband te zien, de correlatiecoëfficiënt is dan ook -0,68. Dit verband hoeft er echter helemaal niet op te duiden dat vleermuizen later uitvliegen als het bewolkt is, het is immers sowieso donkerder als het later na zonsondergang is, ook als de vleermuis om een heel andere reden zo laat is uitgevlogen. Om voor deze factor te corrigeren is de lichtintensiteit vervolgens uitgezet tegen het verschil tussen de uitvliegtijd en de tijd dat de vleermuizen uit hadden moeten vliegen (zie grafiek 4). De tijd dat de vleermuizen hadden moeten uitvliegen is berekend aan de hand van het al eerder aangetoonde lineaire verband tussen de zonsondergangtijd en de uitvliegtijd (zie grafiek 1). De daar getrokken rechte lijn geeft de tijd aan dat de vleermuizen normaliter uit hadden moeten vliegen. De waarden die naast de grafiek vallen zijn dus de bijzondere gevallen, één van de factoren zorgt waarschijnlijk voor dat verschil.

Vervolgens heb ik ook voor grafiek 4 de correlatiecoëfficiënt berekend, die bleek -0,57 te zijn, wat bij 26 waarnemingen een eenzijdige overschrijdingskans geeft van minder dan 0,5%.

3.4.4: Grafiek 5: uitvliegtijd tegen luchtvochtigheid
Grafiek 5 geeft een mooie wolk aan stipjes, er is geen enkele mogelijkheid om een lijn te trekken. Er lijkt dus volstrekt geen verband te zijn tussen de luchtvochtigheid en de uitvliegtijd. Om dit zeker te weten heb ik toch de correlatiecoëfficiënt berekend, die is hier -0,11.

3.4.5: Grafiek 6: uitvliegtijd tegen neerslag
Bij deze grafiek zou je kunnen denken dat er een duidelijk verband is tussen uitvliegtijd en neerslag, het moment van uitvliegen is immers later bij de dagen met neerslag.
De correlatiecoëfficiënt bij deze grafiek is 0,26 en er is dus een eenzijdige overschrijdingskans van ruim 5%.

3.4.6: Grafiek 7: uitvliegtijd tegen wind
Oorspronkelijk was ik niet van plan dit verband te bekijken, daarom heb ik hier een stuk minder metingen van (namelijk 15). Ook hier is het lastig conclusies te trekken, door de weinige metingen. De correlatiecoëfficiënt is 0,37 wat nog behoorlijk hoog is. Maar met maar 15 metingen is de eenzijdige overschrijdingskans toch veel meer dan 5%.

3.5: de conclusie

3.5.1: grafiek 1
Omdat er maar 0,5% kans is dat de correlatie tussen de waarden van grafiek 1b op toeval berust, luidt de conclusie die we uit grafiek 1 en 1b kunnen trekken als volgt: er is een lineair verband tussen de zonsondergangtijd en de uitvliegtijd. De a en de b van de formule van deze rechte lijn zijn respectievelijk 0,91 en 2,04. Hoe later in het jaar, hoe later na zonsondergang de dwergvleermuis uitvliegt. Mijn hypothese dat dwergvleermuizen niet elke dag rond dezelfde tijd uitvliegen is dus onjuist, er is wel degelijk een groot verband tussen de zonsondergang en de uitvliegtijd.

3.5.2: grafiek 2
Bij grafiek 2 is 5% kans dat de correlatie op toeval berust. Dat is een redelijk grote overschrijdingskans, er is dus niet genoeg reden om van een verband uit te gaan. Mijn hypothese, dat de uitvliegtijd inderdaad van de temperatuur afhangt kan is met deze resultaten niet bevestigen.

3.5.3: grafiek 3 en 4
De eenzijdige overschrijdingskans bij grafiek 4 is aardig significant en er kan dus geconcludeerd worden dat er een verband is tussen de lichtintensiteit en de uitvliegtijd. Dwergvleermuizen blijken later uit te vliegen als het donker is. Mijn hypothese dat lichtintensiteit geen invloed zou hebben is dus onjuist gebleken.

3.5.4: grafiek 5
De correlatiecoëfficiënt van grafiek 5 levert zo’n grote eenzijdige overschrijdingskans (zie tabel 2) op dat het zeer aannemelijk is dat er inderdaad geen verband is tussen de luchtvochtigheid en de uitvliegtijd van dwergvleermuizen, er zijn geen aanwijzingen dat mijn hypothese onjuist is.

3.5.5: grafiek 6
De conclusie dat er een duidelijk verband is tussen neerslag en uitvliegtijd kan uit grafiek 6 niet getrokken worden, doordat er ook late uitvliegtijden zijn op de dagen dat het droog was. Met deze gegevens, met correlatiecoëfficiënt 0,26 en dus een eenzijdige overschrijdingskans van ruim 5%, is geen verband waar te nemen. Met deze resultaten zou de conclusie dus luiden dat er geen verband is tussen de neerslag en de uitvliegtijd van vleermuizen, en dat mijn hypothese dus onjuist is.

3.5.6: grafiek 7
Omdat de eenzijdige overschrijdingskans bij een waarde van 0,37 en 15 metingen veel meer dan 5% is, is de conclusie bij grafiek 7 dat er geen verband bestaat tussen de uitvliegtijd van dwergvleermuizen en de wind. Er zijn dus geen aanwijzingen dat mijn hypothese onjuist is.

3.6: de discussie

3.6.1: grafiek 2
Er is een kans van 5% dat de correlatiecoëfficiënt van -0,35 op toeval berust. Dat is een vrij grote overschrijdingskans, en toch lijkt er een lichte correlatie te zijn (de correlatiecoëfficiënt is immers vrij groot). Naar mijn mening is er daarom niet voldoende bewijs dat er inderdaad geen verband is tussen de uitvliegtijd en de temperatuur. Een vervolgonderzoek zou hierover duidelijkheid kunnen geven. Ik zou me in een vervolgonderzoek vooral richten op het verkrijgen van meer waarnemingen, om daarmee het onderzoek te verbeteren. Mocht uit nieuw onderzoek dan blijken dat er toch een verband is tussen temperatuur en uitvliegtijd, dan is het waarschijnlijk zo dat dwergvleermuizen eerder uitvliegen bij een hogere temperatuur.

3.6.2: grafiek 3 en 4
Een verklaring voor het feit dat dwergvleermuizen later uitvliegen als het bewolkt is, zou kunnen zijn dat bewolking voor minder insecten zorgt. Het zou echter ook kunnen komen doordat bewolking vaak een aankondiging van regen is. Met mijn resultaten valt daar niks over te zeggen doordat ik geen onderzoek heb gedaan naar de hoeveelheid insecten in de lucht en doordat uit mijn onderzoek naar neerslag geen verband is gekomen (zie grafiek 6). Er is dus meer onderzoek nodig om een verklaring voor het verband tussen lichtintensiteit en uitvliegtijd te geven. Bij een dergelijk onderzoek zouden meer waarnemingen voor verbetering wat betreft de neerslag kunnen zorgen. Wellicht zullen een vanglaken en een lamp met ultraviolet licht goede hulpmiddelen zijn bij een onderzoek naar de hoeveelheid insecten.

3.6.3: grafiek 6
Mijn hypothese, dat er een verband bestaat tussen de neerslag en de uitvliegtijd van dwergvleermuizen is aan de hand van mijn resultaten eigenlijk noch te verwerpen, noch aan te nemen, doordat er te weinig metingen zijn gedaan op regenachtige dagen. Meer metingen zouden een volledig ander resultaat kunnen geven. Er is dus meer onderzoek nodig voordat significante conclusies over het verband tussen de uitvliegtijd van dwergvleermuizen en de neerslag getrokken kunnen worden. Zo’n vervolgonderzoek zou zich naar mijn mening vooral moeten richten op het verkrijgen van meer waarnemingen.

3.6.4: grafiek 7
Ook bij deze grafiek is sprake van weinig metingen, waardoor eigenlijk geen significante conclusie kan worden getrokken. Ook hier zouden meer metingen een volledig ander resultaat kunnen geven en ook hier zou een vervolgonderzoek zich naar mijn mening vooral moeten richten op het verkrijgen van meer waarnemingen.