TEMA 9. MÉTODOS DE EVALUACIÓN DE POBLACIONES EXPLOTADAS Objetivos de las evaluaciones: evaluación de la abundancia y distribución del stock; tasa de explotación; selectividad Métodos de observación de las poblaciones explotadas. Tipos de datos Estimación de abundancia. Relación entre CPUE y tamaño del stock Métodos directos de evaluación Métodos indirectos: modelos de producción; modelos analíticos; métodos de reducción de stock http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/es/

OBJETIVOS DE LAS EVALUACIONES DE STOCKS 1) Estimación actual y retrospectiva de la dinámica poblacional y estado de explotación 2) Predicciones cuantitativas del efecto de sistemas de gestión alternativos en el tamaño y dinámica poblacional del stock (Hilborn & Walters 1992)

Estimación actual y retrospectiva de la dinámica poblacional y estado de explotación - Parámetros descriptores de la dinámica poblacional: crecimiento individual mortalidad natural estructura poblacional (edades, tamaños, ...) reproducción: edad (tamaño) de madurez frecuencia de puesta fecundidad por puesta - Abundancia y biomasa del stock: estimas absolutas índices de abundancia

Estimación actual y retrospectiva de la dinámica poblacional y estado de explotación (cont.) - Distribución espacial del stock - Tasa de explotación: Definición del esfuerzo de pesca Capturabilidad (eficiencia) del arte de pesca Mortalidad por pesca - Selectividad del arte de pesca

MÉTODOS DE OBSERVACIÓN DE LAS POBLACIONES EXPLOTADAS Datos de capturas y esfuerzo comerciales (Métodos indirectos) Observadores de operaciones de pesca (‘on-board observers’) sólo se observa parte del esfuerzo coste elevado problemas con pescadores muestreo de capturas descartes, ‘by-catch’ Muestreo en puertos: Desembarcos a partir de registros de ventas observadores ‘Log books’ (libros de bitácora) Actitud de los pescadores: calidad y cobertura de los registros PROBLEMA GENERAL: ESFUERZO DE PESCA CONCENTRADO EN ÁREAS DE ALTA DENSIDAD

MÉTODOS DE OBSERVACIÓN DE LAS POBLACIONES EXPLOTADAS 2) Campañas experimentales (‘research surveys’) (Métodos directos) Censos visuales: transectos, vuelos, ... Campañas hidroacústicas: móvil o estacionaria Pesca 3) Experimentos de marcado-recaptura 4) Telemetría

TIPOS DE DATOS OBTENIDOS EN LA OBSERVACIÓN DE POBLACIONES EXPLOTADAS 1) Tasas de detección (capturas, encuentros, ...) 2) Muestreo de las capturas Edad (partes duras) Tamaño y peso corporal Distribuciones de frecuencias Crecimiento de tallas Edad Mortalidad Condición sexual Madurez Desarrollo gonadal Fecundidad, ... Genética y morfometría Estructura stock Contenidos estomacales 3) Localización y movimientos

Anillos de crecimiento en la valva seccionada del bivalvo Spisula solidissima Escala cicloide de Melanogrammus aeglefinus de 14 años de edad

Métodos de estimación de abundancia del stock (tamaño poblacional) CAMPAÑAS EXPERIMENTALES EXPERIMENTOS DE MARCADO-RECAPTURA INDICES DE ABUNDANCIA BASADOS EN CAPTURAS COMERCIALES: CPUE (captura por unidad de esfuerzo) CPUE = f(TAMAÑO STOCK) PROBLEMA DE LA CPUE: estadísticas agregadas no reflejan la distribución espacial del stock y del esfuerzo

CPUE ABUNDANCIA Hiperestabilidad Proporcionalidad Hiperreducción RELACIÓN ENTRE CPUE Y TAMAÑO DEL STOCK Hiperestabilidad Proporcionalidad CPUE Hiperreducción ABUNDANCIA

C = E · q · N RELACIÓN ENTRE CPUE Y TAMAÑO DEL STOCK HIPERESTABILIDAD agregaciones búsqueda eficiente tiempo da captura (‘handling’) largo HIPERREDUCCIÓN comportamiento diferencial de la población ante el arte de pesca (ej. Invertebrados sésiles) PROPORCIONALIDAD búsqueda aleatoria tiempo de captura corto C = E · q · N tamaño stock capturabilidad, eficiencia esfuerzo captura

MÉTODOS DIRECTOS DE EVALUACIÓN A) ESTIMACIÓN DE BIOMASA (ABUNDANCIA) EN CAMPAÑAS EXPERIMENTALES Diseño de muestreo: cobertura espacial y temporal distribución espacial de esfuerzo selectividad (método de muestreo) Análisis estadístico: cartografía (estimación local de abundancia) estimación global de abundancia Predicción de capturas: relación entre abundancia y CPUE

MÉTODOS DIRECTOS DE EVALUACIÓN B) MONITORIZACIÓN DEL RECLUTAMIENTO OBJETIVO: Determinación de relación stock-reclutamiento (denso-dependencia, factores ambientales) Selección de una fase vital fácil de muestrear y con una relación conocida entre su abundancia y la abundancia futura de la cohorte en el momento del inicio de la pesquería Diseño de muestreo (ver [A])

Métodos de reducción de stock MÉTODOS INDIRECTOS DE EVALUACIÓN Modelos de producción Modelos analíticos Métodos de reducción de stock

(MODELOS DE BIOMASA DINÁMICA) “surplus production models” MODELOS DE PRODUCCIÓN (MODELOS DE BIOMASA DINÁMICA) “surplus production models” PRODUCCIÓN BIOMASA1 = BIOMASA0 + RECLUTAMIENTO + CRECIMIENTO - CAPTURAS – MORTALIDAD NATURAL “SURPLUS PRODUCTION” = PRODUCCIÓN – MORTALIDAD NATURAL

MODELO DE SCHAEFER (1954) [modelo logístico en ecología de poblaciones] dB / dt = r · B · (1 - B/k) – C B: biomasa explotable r: tasa intrínseca de crecimiento poblacional k: biomasa en equilibrio (sin pesca) C: tasa de captura C = E · q · N EQUILIBRIO (*): B* = k · (1 – q/r · E) (C/E)*= K · q · (1 – q/r · E) C* = q · K · E · (1- q/r · E)

Anchoveta peruana

MODELOS ANALÍTICOS 1) DATOS PESQUERÍA · CAPTURAS · ESFUERZO · EDADES · (TALLAS) Serie temporal 2) EVALUACIÓN INDIRECTA RETROSPECTIVA · Métodos de capturas por edades (‘catch-at-age models’) VPA · Métodos de capturas por tallas (‘length-at-age models’) LCA EFECTO DE: · ESFUERZO DE PESCA (F) · TALLA (EDAD) DE PRIMERA CAPTURA · BIOMASA / ABUNDANCIA (por edades / tallas) · RECLUTAMIENTO · F · (M) · (MIGRACIÓN) RELACIÓN STOCK- RECLUTAMIENTO MORTALIDAD 3) MODELOS ANALÍTICOS · PRODUCCIÓN POR RECLUTA · HUEVOS POR RECLUTA · ...

Curvas de biomasa virgen y de rendimiento por recluta en función de la mortalidad por pesca (F) Rendimiento por recluta del haddock del Mar del Norte en función de la edad de entrada en la pesquería y la tasa de mortalidad por pesca (F)

MÉTODOS DE CAPTURAS POR EDADES: ANÁLISIS DE POBLACIÓN VIRTUAL (VPA) [ANÁLISIS DE COHORTES] (1) Cálculo retrospectivo de la abundancia del stock (incluyendo reclutamiento) por edades en función de los datos de capturas (2) Estimación de selectividad y capturabilidad

Esquema de la secuencia de procesos tal como se incluyen en el Análisis de Población Virtual

Número vivo para cada año y cohorte Para cada cohorte: Número vivo al comienzo del año siguiente Número vivo al comienzo de este año = - Captura este año - Mortalidad natural este año Número vivo al comienzo de este año Número vivo al comienzo del año siguiente = + Captura este año + Mortalidad natural este año Conociendo: - Mortalidad natural - Edad “terminal” Cálculo iteractivo desde las edades finales a las iniciales Número vivo para cada año y cohorte

Ejemplo de matrices de datos (capturas por cohortes y años) y resultados (F por edad y año) en un Análisis de Población Virtual

MÉTODOS DE REDUCCIÓN DE STOCK (‘STOCK DEPLETION’) Las capturas (comerciales o experimentales) influencian la abundancia relativa (CPUE u otro índice) del stock que permanece en la población o en un área determinada. Caso simple (sin reclutamiento ni mortalidad natural): captura necesaria para reducir el índice de abundancia a 0 Reclutamiento & mortalidad: cuanto reclutamiento y mortalidad son necesarios para obtener la reducción observada del índice de abundancia

Serie temporal de capturas e índice de abundancia 1) MÉTODO DE LESLIE PARA POBLACIONES CERRADAS - Método de DeLury para poblaciones cerradas - Métodos para poblaciones abiertas B. Índice de abundancia previo y posterior a una captura puntual de magnitud y composición conocidas (periodo corto, población cerrada) 2) ‘CHANGE-IN-RATIO’ Cambio en las proporciones relativas de diferentes categorías de individuos (sexos, edades, ..) por captura diferencial 3) ‘INDEX-REMOVAL’ Reducción en abundancia relativa debido a la captura

Kt-1: captura acumulada hasta el inicio del momento t Ct = E · q · Nt MÉTODO DE DE LURY PARA POBLACIONES CERRADAS Nt = N1 - Kt-1 Kt-1 = C1 + C2 + … + Ct-1 Kt-1: captura acumulada hasta el inicio del momento t Ct = E · q · Nt Ct / E = yt = q · Nt = q · [N1 – Kt-1] = q · N1 – q · Kt-1 yt (CPUE) pendiente = q N0 Kt-1

Ejemplo de ‘INDEX-REMOVAL’ CPUE 1 = 10 CPUE 2 = 7 C = 300 Reducción en CPUE = 10 – 7 /10 = 3/10 N1 = 1000 ‘CHANGE-IN-RATIO’ Clases de individuos (sexo, talla, edad, …): X, Y Explotación diferencial de ambas clases: X2 < X1 Y2 = Y1 Cambio en la relación entre ambos índices de abundancia tras la captura: Nx1 , Ny1 = f (X2/X1 ; Y2/Y1)