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Biophysical modeling of larval Baltic cod (Gadus morhua) growth and survival

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Abstract:



A coupled hydrodynamic–trophodynamic individual-based model of drift and feeding was utilized to analyze the intra- and inter-annual variability in growth and survival of cod (Gadus morhua) larvae in the central Baltic Sea. Highly temporally and spatially resolved simulated flow fields were used to investigate the potential drift of larval cod from the centre of spawning effort in the Bornholm Basin towards their nursery areas through temporally resolved three-dimensional idealized prey fields. Stomach content analyses of larval cod from the Bornholm Basin revealed calanoid copepod nauplii and early copepodite stages to be the preferred prey organisms. The results of the model runs indicate that larval cod changed from a nonlimited to a food-limited stage because of the strong decrease in abundance of the calanoid copepod Pseudocalanus elongatus during the last two decades. The modeling study revealed retention and dispersal from the main spawning ground to be a key process influencing larval survival. When P. elongatus was available in the prey fields, high cod larval survival rates occurred in spring and early summer. In contrast, when P. elongatus was not available, hatched larvae had only high survival probabilities later in the year or if they were transported into shallower coastal regions.

Un modèle couplé hydrodynamique–trophodynamique basé sur l'individu qui décrit la dérive et l'alimentation nous a permis d'analyser la variabilité intra- et inter-annuelle de la croissance et de la survie des larves de la morue franche (Gadus morhua) dans le centre de la Baltique. Des champs à hautes résolutions temporelle et spatiale d'écoulement simulé ont servi à étudier la dérive potentielle des larves de morue à partir du point central où se produit l'effort maximal de fraie dans le bassin de Bornholm vers les zones de nourricerie à travers des champs idéalisés à trois dimensions et à haute résolution de prédateurs. L'analyse des contenus stomacaux des larves de morue du bassin de Bornholm révèle que les nauplies de copépodes calanoïdes et les premiers stades copépodites sont les proies préférées. À cause de l'important déclin de l'abondance du copépode calanoïde Pseudocalanus elongatus au cours des deux dernières décennies, les résultats de la modélisation indiquent que les larves de morue sont limitées par une pénurie de nourriture, alors qu'elles ne l'étaient pas auparavant. Le modèle démontre que la rétention et la dispersion à partir du site principal de fraie sont les processus déterminants qui influencent la survie des larves. Quand P. elongatus est disponible dans les champs de proies, les taux de survie des larves de morue au printemps et au début de l'été sont élevés. En revanche, lorsque P. elongatus n'est pas disponible, les larves à l'éclosion n'ont de fortes probabilités de survie que plus tard dans l'année et seulement si elles sont transportées vers les régions côtières moins profondes.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2002

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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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