Model averaging to estimate rebuilding targets for overfished stocks

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Reducing overfishing and recovering overfished fish stocks is a challenging and important global problem. Rebuilding targets are essential ingredients for guiding overfished stocks to recovery. Having robust estimates of rebuilding targets is likely a necessary condition for effective long-term management of fishery resources. In this paper, we show how Bayesian model averaging can be applied to estimate rebuilding targets under alternative hypotheses about stock–recruitment dynamics. Using alternative hypotheses about stock–recruitment dynamics and environmental variation is important because using only a single hypothesis can lead to substantially different reference points and policy implications. The alternative hypotheses are augmented with prior information collected from meta-analyses of stock–recruitment data to construct a set of age-structured production models. We illustrate our approach using three overfished New England groundfish stocks. We fit alternative model likelihoods to observed data using Bayesian inference techniques. The Schwarz goodness-of-fit criterion was used to calculate model probabilities. Bayesian model averaging was used to estimate rebuilding targets that were robust to model selection uncertainty. Model-averaged estimates suggested that rebuilding targets for overfished stocks can be reasonably well determined if adequate prior information on stock productivity is available. Nonetheless, results had wide confidence intervals that reflected the underlying uncertainty in rebuilding targets.

La réduction de la surpêche et la récupération des stocks de poissons surexploités sont des problèmes et des défis importants au niveau de la planète. Les objectifs de récupération sont essentiels pour guider le rétablissement des stocks surexploités. La détermination d'estimations robustes des objectifs de récupération est vraisemblablement une condition nécessaire pour une gestion efficace à long terme des ressources halieutiques. Nous démontrons, dans notre étude, que le calcul de moyennes de modèles bayésiens peut servir à estimer les objectifs de récupération sous diverses hypothèses de rechange au sujet de la dynamique du recrutement du stock. Il est important d'utiliser diverses hypothèses de rechange concernant la dynamique du recrutement du stock et la variation environnementale parce que l'utilisation d'une seule hypothèse peut mener à l'établissement de points de référence et de politiques de gestion très différents. Les diverses hypothèses de rechange sont modifiées sur la base d'informations a priori obtenues de méta-analyses des données de stock–recrutement pour obtenir une série de modèles de production structurés en fonction de l'âge. Nous illustrons notre méthodologie en l'appliquant à trois stock surexploités de poissons de fond de la Nouvelle-Angleterre. Nous ajustons les vraisemblances diverses des modèles au données observées à l'aide de techniques d'inférence bayésienne. Le critère d'ajustement de Schwarz sert à calculer les probabilités des modèles. La détermination des moyennes des modèles par techniques bayésiennes permet d'établir des objectifs de récupération qui sont robustes malgré l'incertitude associée à la sélection des modèles. Les estimations basées sur les moyennes des modèles laissent croire qu'il est possible d'établir assez bien des objectifs de récupération pour les stocks surexploités s'il existe une information préalable adéquate sur la productivité des stocks. Néanmoins, les résultats ont de grands intervalles de confiance, ce qui reflète l'incertitude sous-jacente aux objectifs de récupération.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2005

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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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