Long-term trends in age-specific recruitment of sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) in a changing environment

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Sibling – age-class (sibling) models, which relate abundance of one age-class of adult sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) to abundance of the previous age-class in the previous year, are commonly used to forecast abundance 1 year ahead. Standard sibling models assume constant parameters over time. However, many sockeye salmon populations have shown temporal changes in age-at-maturity. We therefore developed a new Kalman filter sibling model that allowed for time-varying parameters. We found considerable evidence for long-term trends in parameters of sibling models for 24 sockeye salmon stocks in British Columbia and Alaska; most trends reflected increasing age-at-maturity. In a retrospective analysis, the Kalman filter forecasting models reduced mean-squared forecasting errors compared with standard sibling models in 29%–39% of the stocks depending on the age-class. The Kalman filter models also had mean percent biases closer to zero than the standard models for 54%–94% of the stocks. Parameters of these sibling models are positively correlated among stocks from different regions, suggesting that large-scale factors (e.g., competition among stocks for limited marine prey) may be important drivers of long-term changes in age-at-maturity schedules in sockeye salmon.

Les modèles de fraterie–classes d'âge (« sibling models »), qui mettent en relation l'abondance d'une classe d'âge d'adultes de saumons rouges (Oncorhynchus nerka) à l'abondance de la classe d'âge précédente de l'année antérieure, servent souvent à prédire l'abondance 1 année d'avance. Les modèles de fraterie courants assument que les paramètres sont constants dans le temps. Cependant, plusieurs populations de saumons rouges subissent des changements temporels de l'âge à la maturité. Nous avons donc mis au point un nouveau modèle de fraterie avec un filtre de Kalman qui tient compte de paramètres variables dans le temps. Il y a de nombreux indices qu'il existe des tendances à long terme dans les paramètres des modèles de fraterie chez 24 populations de saumons rouges de la Colombie Britannique et de l'Alaska; la plupart des tendances indiquent un âge plus avancé à la maturité. Dans une analyse rétrospective, les modèles prédictifs à filtre de Kalman réduisent le carré des erreurs moyennes de prédiction par comparaison aux modèles standard de fraterie chez 29–39 % des stocks, selon la classe d'âge. Les modèles avec filtre de Kalman ont aussi des pourcentages d'erreurs moyennes plus proches de zéro que les modèles standard chez 54–94 % des stocks. Les paramètres de ces modèles de fraterie sont en corrélation positive d'un stock à l'autre dans les différentes régions, ce qui laisse croire à l'existence de facteurs agissant à grande échelle (e.g., la compétition entre les stocks pour un nombre limité de proies marines) qui peuvent être des causes majeures des changements de l'âge à la maturité observés chez le saumon rouge.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2004

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