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Comparison of virtual population analysis and statistical kill-at-age analysis for a recreational, kill-dominated fishery

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We used simulations to compare the distributions of estimation errors for virtual population analysis using forward calculation (FVPA) and three variants of statistical kill-at-age analysis (KAA). The KAA variants assumed constant, time-blocked, and nonadditive selectivity. Simulations were based on a recreational walleye (Sander vitreus) fishery in Lake Mille Lacs, Minnesota. The focus of our experiments was on how model mis-specification (incorrect assumptions about selectivity for KAA or that kill had no error for FVPA) interacted with the magnitude of measurement errors and fishing mortality. We found that KAA models outperformed FVPA when they assumed the correct selectivity pattern, even when kill was measured without error. Of particular concern was a strong tendency by FVPA to overestimate stock size when kill was measured with substantial error. When KAA was based on an incorrect assumption regarding fishery selectivity and kill was measured with little error, wide distributions of errors and substantial biases sometimes resulted. KAA models that allowed fishery selectivity to change over time performed about as well as a constant-selectivity KAA model when selectivity was constant, and they performed much better when selectivity changed over time. Careful consideration of alternative fishery selectivity models should be a fundamental part of any age-structured assessment.

Des simulations nous ont permis de comparer les distributions des erreurs d'estimation dans une analyse virtuelle de population utilisant un calcul prospectif (FVPA) et trois variantes d'une analyse statistique KAA (kill-at-age, mortalité à un âge donné). Les variantes de l'analyse KAA présupposent une sélectivité constante, déterminée en fonction du temps et non additive. Nos simulations se basent sur la pêche sportive de dorés (Sander vitreus) dans le lac Mille-Lacs, Wisconsin. Nos expériences visent à étudier comment les paramètre erronés des modèles (présuppositions fausses de la sélectivité pour KAA et présupposition d'absence d'erreur de mortalité dans FVPA) interagissent avec l'importance des erreurs de mesure et de la mortalité due à la pêche. Les modèles KAA fonctionnent mieux que les modèles FVPA lorsqu'on présuppose les bons patterns de sélectivité, même quand la mortalité est mesurée sans erreur. Il est particulièrement inquiétant que les modèles FVPA aient une forte tendance à surestimer la taille du stock lorsque la mortalité est estimée avec une erreur importante. Lorsque l'analyse KAA est basée sur des présuppositions fausses concernant la sélectivité de la pêche et que la mortalité est mesurée avec peu d'erreur, il peut en résulter quelquefois de distributions étendues des erreurs et des tendances erronées importantes. Les modèles KAA qui permettent à la sélectivité de la pêche de changer dans le temps fonctionnent presque aussi bien que le modèle KAA à sélectivité constante lorsque la sélectivité est constante et fonctionnent beaucoup mieux lorsque la sélectivité varie dans le temps. Toute évaluation qui tient compte de la structure en âge devrait considérer de façon attentive les différents modèles de rechange de sélectivité de la pêche et en faire une partie essentielle de l'analyse.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2005-02-01

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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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