Interactions of productivity, predation risk, and fishing effort in the efficacy of marine protected areas for the central Pacific

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Abstract:

Ecospace biomass-dynamics models for the central North Pacific predict strong space-time variation in abundances of various trophic groups in relation to nutrient-driven patterns in primary production and circulation-driven concentration of production in convergence areas. The model predicts simple patterns in ecosystem organization and abundances along productivity gradients. Predicted patterns are robust to alternative assumptions about how mobile organisms may alter dispersal behavior in relation to local fitness (per capita gain from net food intake minus predation mortality). Large marine protected areas (MPAs) would be needed to rebuild endangered populations and counter impacts of growing fishing effort. We expected that increases in dispersal rate in response to lower food availability and higher predation risk would reduce efficacy of MPAs as a management tool. Instead, simulations indicated that this negative effect may generally be eliminated or even reversed by positive effects of fitness-maximizing behaviors. Interannual variability in ocean circulation can further reduce the efficacy of MPAs; therefore, the dynamic nature of pelagic environments should also be considered in MPA design. Anomalies in ocean circulation may shift productive areas relative to MPA location, resulting in increased fishing mortality and (or) misinterpretation of catch statistics.

Des modèles Ecospace de dynamique de la biomasse du centre du Pacifique Nord prédisent une forte variation spatio-temporelle de l'abondance de divers groupes trophiques dans les zones de convergence en réaction aux patrons de production primaire contrôlés par les nutriments et à la concentration de la production contrôlée par la circulation. Le modèle prédit des patrons simples d'abondances et d'organisation de l'écosystème le long de gradients de productivité. Les patrons prédits sont robustes par comparaison aux présuppositions de rechange concernant la manière dont les organismes mobiles peuvent changer leur comportement de dispersion en fonction de la fitness locale (gain individuel dérivé de l'ingestion nette de nourriture moins la mortalité due à la prédation). Il faudrait de grandes zones de protection marine (MPA) pour reconstituer les populations menacées et résister aux efforts croissants de la pêche commerciale. Nous nous attendions à ce que des augmentations du taux de dispersion en réaction à la baisse de disponibilité de nourriture et à l'accroissement du risque de prédation viennent réduire l'efficacité des MPA comme outils d'aménagement. Au contraire, les simulations indiquent que cet effet négatif serait généralement éliminé ou même renversé par les effets positifs des comportements visant à maximiser la fitness. La variabilité d'une année à l'autre de la circulation océanique peut réduire encore plus l'efficacité des MPA; il faut donc tenir compte de la nature dynamique des environnements pélagiques lors de la planification des MPA. Des anomalies dans la circulation océanique peut déplacer les zones productives par rapport à la position des MPA, ce qui entraînera une augmentation de la mortalité due à la pêche et (ou) une interprétation erronée des statistiques de récolte.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2005

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