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Using demographic methods to construct Bayesian priors for the intrinsic rate of increase in the Schaefer model and implications for stock rebuilding

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Abstract:

Even though Bayesian methods can provide statistically rigorous assessments of the biological status of fisheries resources, uninformative data (e.g., declining catch rate series with little variation in fishing effort) can produce highly imprecise parameter estimates. This can be counteracted with the use of informative Bayesian prior distributions (priors) for model parameters. We develop priors for the intrinsic rate of increase (r) in the Schaefer surplus production model using demographic methods and illustrate the utility of this with an application to large coastal sharks in the Atlantic. In 1996, a U.S. stock assessment obtained a point estimate for r of 0.26. For such long-lived and low-fecund organisms, this could potentially be too high. Yet it was used to predict that within about 10 years, a 50% reduction in the 1995 catch level should result in >50% chance of increasing the population to the abundance required to produce maximum sustainable yield. In contrast, a Bayesian assessment that used demographic analysis to construct a prior for r with a median of 0.07 and coefficient of variation (CV) of 0.7 indicated that within 30 years, this policy would have only a very small chance of increasing the population to maximum sustainable yield.

Bien que les techniques bayésiennes puissent fournir des estimations statistiquement rigoureuses du statut biologique des ressources halieuthiques, des données pauvres en information (e.g., un série de taux de capture associée à un effort de pêche peu variable) peuvent produire des estimations de paramètres très imprécises. Ce problème peut être contrecarré par l'utilisation de distributions bayésiennes a priori (priors) pour les paramètres du modèle. Nous avons développé des distributions a priori pour le taux intrinsèque de croissance (r) dans le modèle de production excédentaire de Schaefer à l'aide de méthodes démographiques et nous illustrons l'utilité de cette approche en l'appliquant aux grands requins côtiers de l'Atlantique. En 1996, une évaluation de stock faite aux États-Unis a donné une estimation ponctuelle de r de 0,26. Pour des organismes à grande longévité et à faible fécondité, cette valeur est potentiellement trop élevée. Néanmoins, elle a servi à prédire que, dans à peu près 10 ans, une réduction de 50% dans le taux de capture de 1995 aurait pour conséquence une probabilité de >50% de faire croître la population suffisamment pour atteindre le niveau de rendement maximal soutenu. En revanche, une estimation de type bayésien qui a utilisé une analyse démographique pour établir une distribution a priori de r avec une médiane de 0,07 et un coefficient de variation de 0,7 indique qu'une telle politique de capture n'aurait, au bout de 30 ans, qu'une très faible probabilité de permettre à la population d'atteindre le rendement maximal soutenu.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Miscellaneous

Publication date: September 1, 2001

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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