Environmental and biological factors associated with the stage-specific abundance of brown shrimp (Penaeus aztecus) in Louisiana: applying a new combination of statistical techniques to long-term monitoring data

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Abstract:

Several short-term and small-scale correlative studies have associated brown shrimp (Penaeus aztecus) recruitment with high densities of sub-adults, high salinity, warm temperature, low river flow, and low precipitation. In this paper, we address criticisms of traditional correlative studies by using a spatially and temporally extensive dataset, by comparing stepwise multiple regression (SMR) to Bayesian model averaging (BMA), and by investigating nonlinear relationships with generalized additive models (GAMs). We use this combination of statistical methods to examine relationships between annual, stage-specific abundance estimates and environmental factors. BMA and SMR resulted in models with similar explanatory power, but BMA suggested fewer linear predictors. GAMs did not suggest nonlinear relationships among stage-specific abundance estimates. Postlarval abundance was not well described by any model. Juvenile abundance was partially described by environmental variables such as temperature, water clarity, and water level. Adult abundance was well described by early-juvenile abundance, salinity, and temperature. These results suggest that juvenile abundance may be the critical component in determining year-class strength of brown shrimp. Identifying mechanisms that regulate juvenile production within the estuary will be a critical step in effectively managing Louisiana's brown shrimp resource.

Plusieurs études de corrélation à court terme et à petite échelle ont associé le recrutement de la Crevette grise (Penaeus aztecus) aux fortes densités de subadultes, à la salinité élevée, à la température chaude, au débit réduit des rivières et aux précipitations basses. On trouvera ici une critique des études traditionnelles de corrélation fondée sur l'utilisation d'une base de données représentant une importante variation spatiale et temporelle, sur la comparaison des régressions multiples pas à pas (SMR) à l'établissement des moyennes des modèles par approche bayésienne (« Bayesian model averaging », BMA) et sur l'étude des relations non-linéaires à l'aide de modèles additifs généralisés (GAM). Cette combinaison de méthodes statistiques nous a permis d'examiner les relations entre les estimations annuelles d'abondance spécifiques au stade et les facteurs de l'environnement. Les méthodes BMA et SMR génèrent des modèles à puissances explicatives similaires, mais la BMA retient moins de variables prédictives linéaires. Les GAM n'indiquent pas l'existence de relations non-linéaires entre les estimations d'abondance spécifiques à un stade. Aucun des modèles ne réussit à bien décrire l'abondance post-larvaire. L'abondance des juvéniles s'explique en partie par des variables du milieu, telles que la température, la clarté de l'eau et le niveau de l'eau. L'abondance des adultes est reliée à l'abondance des premiers juvéniles, à la salinité et à la température. Ces résultats laissent croire que l'abondance des juvéniles est probablement le facteur critique dans l'établissement de l'importance d'une classe d'âge chez la Crevette grise. L'identification des mécanismes régulateurs de la production des juvéniles dans l'estuaire est donc l'étape critique qui garantit une gestion efficace de la ressource de Crevettes grises en Louisiane.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2001

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