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Using an individual-based model of fish assemblages to study the response of size spectra to changes in fishing

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Abstract:

For most fish species, strong environmental constraints imposed by living in an aquatic medium have produced converging streamlined body forms without prehensile appendices. This similarity in body shapes highlights a common predation constraint: a predatory fish must have a jaw large enough to swallow its prey. Fish diets may then reflect local prey availability and predator–prey size ratios. Based on this size-based opportunistic predation process, the multispecies individual-based model OSMOSE (Object-oriented Simulator of Marine ecOSystem Exploitation) is used to investigate to what extent the size distribution of fish communities can contribute to better our understanding of the functioning of marine food webs and the ecosystem effects of fishing. Strong similarity in shape is found between simulated size spectra and those described in empirical studies. The existence of a curvature towards small size classes is discussed in the light of the size-based predation hypothesis, which implies that smaller fish may undergo higher predation mortality. Applying linear and quadratic regressions to the simulated size spectra allows the detection of variations in fishing pressure and the proposal of different ways to quantify them. In particular, it is shown that the slope of the size spectrum decreases quasilinearly with fishing mortality and that the curvature could help to detect ecosystem overexploitation.

Chez la plupart des espèces de poissons, les fortes contraintes environnementales reliées à la vie en milieu aquatique ont mené au développement de corps fusiformes sans appendices préhensiles. Une telle similarité morpho lo gique met en lumière une contrainte commune chez les prédateurs qui exige qu'ils aient une mâchoire suffisamment grande pour avaler leurs proies. Les régimes alimentaires des poissons sont donc le reflet de la disponibilité locale des proies et des rapports de tailles prédateurs–proies. Le modèle multispécifique individus-centré OSMOSE (« Object-oriented Simulator of Marine ecOSystem Exploitation »), qui est fondé sur ce processus de prédation opportuniste basé sur la taille, nous a servi à vérifier dans quelle mesure la distribution des tailles des communautés de poissons peut aider à mieux comprendre le fonctionnement des réseaux alimentaires marins et les effets de la pêche sur les écosystèmes. Il existe une forte similarité entre les spectres de taille simulés et ceux décrits dans les études empiriques. L'existence d'une courbure vers les classes de petites tailles est examinée en regard de l'hypothèse d'une prédation fonction de la taille qui indique que les poissons plus petits peuvent subir une mortalité due à la prédation plus élevée. L'ajustement de régressions linéaires et quadratiques aux spectres de tailles simulés permet de détecter des variations dans la pression de pêche et suggère diverses méthodes pour les quantifier. En particulier, on peut démontrer que la pente du spectre de taille décroît de façon presque linéaire en fonction de la mortalité due à la pêche et que la courbure peut aider à détecter la surexploitation d'un écosystème.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2004-03-01

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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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