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Evaluating probability sampling strategies for estimating redd counts: an example with Chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha)

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Abstract:

Precise, unbiased estimates of population size are an essential tool for fisheries management. For a wide variety of salmonid fishes, redd counts from a sample of reaches are commonly used to monitor annual trends in abundance. Using a 9-year time series of georeferenced censuses of Chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) redds from central Idaho, USA, we evaluated a wide range of common sampling strategies for estimating the total abundance of redds. We evaluated two sampling-unit sizes (200 and 1000 m reaches), three sample proportions (0.05, 0.10, and 0.29), and six sampling strategies (index sampling, simple random sampling, systematic sampling, stratified sampling, adaptive cluster sampling, and a spatially balanced design). We evaluated the strategies based on their accuracy (confidence interval coverage), precision (relative standard error), and cost (based on travel time). Accuracy increased with increasing number of redds, increasing sample size, and smaller sampling units. The total number of redds in the watershed and budgetary constraints influenced which strategies were most precise and effective. For years with very few redds (<0.15 redds·km–1), a stratified sampling strategy and inexpensive strategies were most efficient, whereas for years with more redds (0.15–2.9 redds·km–1), either of two more expensive systematic strategies were most precise.

La gestion des pêches requiert comme outils essentiels des estimations précises et non faussées de la taille des populations. Chez une grande diversité de poissons salmonidés, le décompte des frayères dans un échantillon de sections de cours d’eau sert couramment à suivre les tendances annuelles d’abondance. En utilisant une série chronologique de 9années d’inventaires géoréférencés de frayères de saumons chinook (Oncorhynchus tshawytscha) dans le centre de l’Idaho, É.-U., nous testons une gamme étendue de stratégies courantes d’inventaire pour l’estimation de l’abondance totale des frayères. Nous évaluons deux tailles d’unités d’échantillonnage (sections de 200 et de 1000 m), trois proportions échantillonnées (0,05, 0,10 et 0,29), ainsi que six stratégies d’échantillonnage (échantillonnage par indices, échantillonnage aléatoire simple, échantillonnage systématique, échantillonnage stratifié, échantillonnage par groupements adaptatifs et un plan équilibré spatialement). Nous évaluons les stratégies d’après leur exactitude (couverture de l’intervalle de confiance), leur précision (erreur type relative) et leur coût (temps de déplacement). L’exactitude augmente en fonction directe du nombre de frayères et de la taille des échantillons et en fonction inverse de la taille des unités d’échantillonnage. Le nombre total de frayères dans le bassin versant et les contraintes budgétaires déterminent quelles stratégies sont les plus précises et les plus efficaces. Les années avec très peu de frayères (<0,15 frayère·km–1), la stratégie d’échantillonnage stratifié et les stratégies moins chères s’avèrent être les plus efficaces, alors que les années avec plus de frayères (0,15–2,9 frayères·km–1), l’une ou l’autre de deux stratégies systématiques plus coûteuses sont plus précises.

Document Type: Research Article

Publication date: 2008-09-01

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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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