Comparison and utility of different size-based metrics of fish communities for detecting fishery impacts

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Abstract:

The use of fish community indicators based on size spectra has become popular in the development of an ecosystem approach to fisheries. Size spectrum theory arose from basic ecological work on energy flow, predator–prey interactions, and biomass standing stock and was later applied to fish communities as length–frequency analysis. A multitude of size spectrum indicators have resulted, but it is not clear if they all present similar information. Here we develop a simple framework describing what four size spectra indicators suggest about fish communities, their likely response to fisheries exploitation, their ecological interpretation, and some of their biases. We examined indicators for scientific survey data from six exploited North Atlantic fish communities for the information that they reveal about each community. Each indicator revealed different information and had different biases. Combining indicators for the most impacted system (owing to fisheries and environmental change), the eastern Scotian Shelf, revealed a pattern analogous to Holling's ecological cycle of exploitation, conservation, release, and reorganisation. If this analogy is generally valid, then it suggests that collapsed fish communities are more susceptible to chance events, and recovery is not directly reversible and may not be recoverable (to previous known state) at all if the system moves to an alternative cycle.

Les indicateurs des communautés de poissons basés sur les spectres de taille servent souvent à donner une approche écosystémique aux études halieutiques. La théorie des spectres de taille s'est développée à partir d'études écologiques fondamentales sur les flux d'énergie, les interactions prédateurs–proies et la biomasse des stocks et elle a été appliquée subséquemment aux communautés de poissons sous la forme d'analyses de fréquence des longueurs. Un grand nombre d'indicateurs du spectre de taille ont été proposés, mais il n'est pas clair qu'ils présentent des informations équivalentes. Nous mettons au point un cadre de travail simple pour décrire ce que quatre indicateurs du spectre de taille révèlent au sujet des communautés de poissons et leur réaction probable à l'exploitation par la pêche; nous présentons aussi l'interprétation écologique et certaines des déformations de ces indicateurs. Nous avons évalué les indicateurs à l'aide de données d'inventaire provenant de six peuplements exploités de poissons de l'Atlantique Nord et déterminé l'information qu'ils dévoilent sur chacun des peuplements. Chaque indicateur révèle des informations différentes et présente des déformations particulières. La combinaison des indicateurs pour le système le plus affecté (par les pêches et le changement climatique), soit l'est de la plate-forme néo-écossaise, présente un patron analogue au cycle écologique de Holling, d'exploitation, de conservation, de libération et de réorganisation. Si cette analogie est en gros valide, elle indique que les peuplements effondrés de poissons sont plus vulnérables aux événements aléatoires, que la récupération n'est pas directement réversible et qu'il peut ne pas y avoir de récupération du tout (retour à l'état observé antérieurement) si le système entreprend un cycle de rechange.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2006

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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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