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Reconciling overfishing and climate change with stock dynamics of Atlantic cod (Gadus morhua) over 500 years

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Abstract:

To examine overfishing and climate effects on depleted cod (Gadus morhua) stocks, a surplus production model based on reconstructions of cod catch in Newfoundland was used to describe biomass dynamics from 1505 to 2004. Productivity parameters r (population growth rate) and K (carrying capacity) were assigned by fitting model to survey biomass. Assumptions of fishery-only influences inferring constant, random, or depensatory parameters fared poorly (did not mimic history), as did climate influences indexed by tree ring growth. However, a model using both climate and depensation fared well, mimicking much documented history of Newfoundland cod, including declines during the Little Ice Age (mid- to late 19th century) and the stock collapses of the late 20th century, with a good fit to recent scientific surveys (r2 = 0.80). This model suggests temporal differentiation between fishing and climate effects, including (i) declines during the Little Ice Age (1800–1880) caused by lower productivity, (ii) collapses in the 1960s caused by overfishing, (iii) collapses in the late 1980s caused by both, and (iv) rebuilding now hindered by depensatory effects of low numbers.

Un modèle de production excédentaire basé sur des reconstitutions des prises de morues franches (Gadus morhua) à Terre-Neuve qui décrit la dynamique de la biomasse de 1505 à 2004 a servi à examiner les effets de la surpêche et du climat sur l'épuisement des stocks. L'ajustement du modèle à l'inventaire de la biomasse a permis d'évaluer les paramètres de productivité r (taux de croissance de la population) et K (stock limite). Les présuppositions basées sur les seuls effets de la pêche qui présument de l'existence de paramètres constants, aléatoires ou affectés par l'effet d'Allee (effet de groupe) ne donnent pas de bons résultats (elles ne reconstituent pas le déroulement historique de la situation); celles basées sur les seules influences climatiques déterminées par la croissance des anneaux des arbres ne fonctionnent pas non plus. Cependant, un modèle fondé conjointement sur le climat et l'effet d'Allee fonctionne bien et permet de reconstituer en grande partie l'histoire connue de la morue à Terre-Neuve, y compris les déclins durant la petite période glaciaire (du milieu à la fin du 19e siècle) et les effondrements de stocks de la fin du 20e siècle, et il s'ajuste bien aux inventaires scientifiques récents (r2 = 0,80). Le modèle indique l'existence d'une différentiation dans le temps entre les effets de la pêche et du climat, en particulier, (i) des déclins durant la petite période glaciaire (1800–1880) dus à une productivité réduite, (ii) des effondrements de stocks dans les années 1960 à cause de la surpêche, (iii) des effondrements à la fin des années 1980 reliés aux deux facteurs et (iv) une récupération actuelle des stocks entravée par les faibles densités qui génèrent un effet d'Allee.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Rapid Communication

Publication date: September 1, 2004

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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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