Widespread consumption-dependent systematic error in fish bioenergetics models and its implications

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Abstract:

Data from laboratory evaluations of seven fish bioenergetics models (BEMs) were used to investigate possible associations between BEM prediction error in relative growth rate (RGRerror) and levels of model input variables: mean daily food-consumption rate and fish body weight. Correlation between RGRerror and fish body weight was found in three BEMs applied under submaintenance feeding conditions. A strong correlation between RGRerror and mean daily consumption level was observed in all models over full consumption ranges; consumption level explained 70%–96% of variation in RGRerror. All BEMs underestimated (by 2- to 5-fold) growth at lower consumption levels and overestimated (by 2- to 3-fold) growth at higher consumption levels. RGRerror values associated with higher consumption levels were greater (up to 22 cal·g–1·day–1) than those at lower consumption levels (up to 10 cal·g–1·day–1). Correlation between consumption rate and RGRerror in all seven models indicates widespread systematic error among BEMs that likely arises from deficiencies in consumption-dependent model parameters. Results indicate that many BEMs are substantially inaccurate when predicting fish growth from higher feeding rates or estimating consumption from higher growth rates, even when higher consumption levels or growth episodes are of short duration. Findings obtained under submaintenance feeding conditions indicate that additional body-weight- and consumption-dependent terms should be added to BEM subequations for routine metabolism to account for metabolic reduction.

Les données des évaluations en laboratoire de sept modèles bioénergétiques (BEM) de poissons nous ont servi à étudier les associations possibles entre l'erreur de prédiction par les BEM du taux relatif de croissance (RGRerreur), d'une part, et la valeur des variables d'entrée des modèles, soit le taux journalier moyen de consommation de nourriture et la masse corporelle des poissons, d'autre part. Il existe une corrélation entre RGRerreur et la masse corporelle des poissons dans trois des BEM utilisés dans des conditions d'alimentation inférieures au niveau de maintien (SMFC). Il y a aussi une forte corrélation entre RGRerreur et le taux journalier moyen de consommation dans tous les modèles sur toute l'étendue des taux de consommation; le taux de consommation explique 70–96 % de la variation de RGRerreur. Tous les BEM sous-estiment la croissance (par un facteur de 2–5) aux faibles taux de consommation et la surestiment (par un facteur de 2–3) aux taux de consommation plus élevés. Les RGRerreur associées aux taux plus élevés de consommation sont plus grandes (pouvant atteindre 22 cal·g–1·jour–1) que celles liées aux taux de consommation plus faibles (atteignant 10 cal·g–1·jour–1). La corrélation entre le taux de consommation et RGRerreur dans les sept modèles indique qu'il y a une erreur systématique générale dans les BEM qui provient vraisemblablement d'imprécisions des paramètres des modèles reliés à la consommation. Nos résultats montrent que plusieurs BEM sont erronés dans la prédiction de la croissance des poissons à partir des taux d'alimentation élevés et dans l'estimation de la consommation à partir de taux de croissance élevés, même lorsque les épisodes de forte consommation ou de forte croissance sont de courte durée. Dans les conditions SMFC, nos résultats indiquent qu'on doit ajouter aux sous-équations du métabolisme ordinaire des BEM des termes additionnels pour la masse corporelle et la consommation, afin de tenir compte de la réduction du métabolisme.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2004

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