Consequences of variations in carrying capacity or migration for the perception of Atlantic bluefin tuna (Thunnus thynnus) population dynamics

Authors: Fromentin, Jean-Marc; Kell, Laurence T

Source: Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, Volume 64, Number 5, May 2007 , pp. 827-836(10)

Publisher: NRC Research Press

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Spectacular long-term cycles (around 110 years), independent of human exploitation, have been seen in historical catches of Atlantic bluefin tuna (Thunnus thynnus). Previous studies indicated that such variations could have been generated by contrasting but equally plausible dynamic processes, i.e., changes in carrying capacity or migration. A simulation framework was therefore used to test whether the International Commission for the Conservation of Atlantic Tuna stock assessment model, i.e., a virtual population analysis (VPA), can capture such dynamics. The main outcome is that knowledge of the underlying process is crucial, because distinct hypotheses lead to different population dynamics and contrasting performances of the stock assessment model. The VPA is indeed able to reconstruct accurately the historical stock parameters under the carrying-capacity hypothesis, but not under the migratory hypothesis, for which there is often strong bias (up to 500%) in absolute values and in trends of spawning stock biomass and F. Furthermore, it was shown that (i) different phases between exploitation and long-term cycle can induce contrasting terminal F for a same effort and (ii) that there was considerable confounding between the dynamics and increasing effort (as currently seen). We conclude that it is difficult to infer the actual dynamics on the basis of commercial catch data and that novel fishery-independent observation is needed.

Les captures historiques du thon rouge atlantique (Thunnus thynnus) présentent de spectaculaires fluctuations à long terme (de l'ordre de 110 ans) qui semblent indépendantes de l'exploitation. Des travaux antérieurs indiquent que les causes de ces variations pourraient résulter de processus dynamiques différents, mais également probables, comme des changements dans la capacité de charge ou de migration. Un modèle de simulation a été utilisé pour tester si le modèle d'évaluation de stock de la CICTA (Commission Internationale pour la Conservation des Thonidés de l'Atlantique), i.e., une analyse des populations virtuelles (APV), peut rendre compte de telles dynamiques. Le principal résultat est que la connaissance des processus sous-jacents est cruciale, parce que des hypothèses distinctes conduisent à des dynamiques de populations différentes et à des performances du modèle d'évaluation contrastées. L'APV est en effet capable d'estimer correctement les principaux paramètres d'intérêt sous l'hypothèse de la capacité de charge, mais pas sous l'hypothèse migratoire, pour laquelle apparaissent fréquemment de forts biais (jusqu'à 500 %) dans les valeurs absolues et les tendances de la biomasse reproductrice et de F. De plus, on constate que (i) des différences de phase entre exploitation et cycle à long terme peuvent générer des F terminaux très différents pour un même effort et (ii) qu'il y avait de fortes interactions entre la dynamique de population et l'effort (surtout si ce dernier est croissant comme cela est actuellement le cas). Nous concluons, qu'il est difficile de déduire la dynamique actuelle à partir des données commerciales de pêche et que des suivis originaux et indépendants de la pêche sont nécessaires.

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2007

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