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Modeling time-varying growth using a generalized von Bertalanffy model with application to bloater (Coregonus hoyi) growth dynamics in Lake Michigan

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Abstract:



A concurrent increase in lakewide abundance and decrease in size-at-age of bloater (Coregonus hoyi) in Lake Michigan have suggested density-dependent growth regulation. We investigated these temporal patterns by fitting a dynamic von Bertalanffy model and length–weight relationship with time-varying parameters to mean length- and weight-at-ages (ages 1–7) from annual surveys (1965–1999). We modeled yearling length, asymptotic size (Linfinity), and the parameters of a power relationship between mean weight and mean length (α and ) as changing slowly over time using a random walk model. The Brody growth coefficient (k) was modeled as a linear function of Linfinity with year-specific random deviations. Our results support a positive relationship between Linfinity and k, indicating that under conditions supporting larger asymptotic lengths, individuals approach the asymptote more rapidly. We explored the relationship between year-specific growth parameters and indices of lakewide bloater abundance and found evidence of density-dependent growth. However, in the most recent years, Linfinity and yearling length have remained low in Lake Michigan despite low bloater abundances, suggesting the occurrence of a fundamental shift in the food web.

Chez le cisco de fumage (Coregonus hoyi) du lac Michigan, la coïncidence d'une augmentation de l'abondance dans tout le lac et d'une diminution de la taille à un âge donné laisse croire à l'existence d'une régulation de la croissance dépendante de la densité. Nous avons examiné ces structures temporelles en ajustant un modèle dynamique de von Bertalanffy et des relations longueur–masse avec des paramètres qui varient dans le temps aux données de longueur moyenne et de masse à un âge donné (âges 1–7) provenant d'inventaires annuels (1965–1999). Nous avons modélisé la longueur des jeunes de 1 an, la longueur à l'asymptote (Linfini) et les paramètres d'une relation de puissance entre la masse moyenne et la longueur moyenne (α et ) en les faisant varier lentement dans le temps à l'aide d'un modèle de marche aléatoire. Le coefficient de croissance de Brody (k) a été modélisé comme une fonction linéaire de Linfini avec des déviations aléatoires spécifiques à l'année. Nos résultats indiquent une relation positive entre Linfini et k, ce qui veut dire que, dans des conditions qui permettent des longueurs à l'asymptote plus élevées, les individus s'approchent plus rapidement de l'asymptote. Nous avons étudié la relation entre les paramètres de croissance spécifiques à l'année et les indices d'abondance des ciscos dans l'ensemble du lac et nous avons trouvé des indications d'une croissance dépendante de la densité. Cependant, durant les dernières années, Linfini et la longueur des jeunes de 1 an ont été faibles au lac Michigan malgré l'abondance réduite de ciscos, ce qui laisse croire à un changement radical dans le réseau alimentaire.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2003

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nrc/cjfas/2003/00000060/00000001/art00007
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