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Atlantic cod (Gadus morhua) distribution response to environmental variability in the northern Gulf of St. Lawrence

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Abstract:

Atlantic cod (Gadus morhua) distribution patterns and the behavioral (site fidelity), biotic (prey and predators), and environmental factors that determine them are fundamental to cod’s historic importance as a commercial species in the North Atlantic. Using classification and regression tree analysis (CART), we compared two periods (1991–1995 and 1998–2004) with contrasting bottom temperature and salinity regimes to determine regional factors that best explained cod distribution and catch weight per tow from summer surveys in the northern Gulf of St. Lawrence (the feeding period of cod). The classification tree analysis indicated that the presence or absence of cod was chiefly determined by depth in both of these periods. In contrast, the regression tree analysis determined that cod catch weight distributions were explained by different variables in each period. In the colder period (1991–1995), the distribution of catch weights was explained well by environmental variables (bottom temperature, salinity, depth); however, in the warmer period (1998–2004), distributions were best explained by variables from the previous year. These results indicate that the spatiotemporal dynamics of environmental conditions are likely to influence the loyalty of cod to specific feeding grounds and imply that cod responses to the environment could be susceptible to long-term environmental (e.g., bottom–habitat) and climate change.

Les patrons de répartition géographique des morues franches (Gadus morhua) de l’Atlantique et les facteurs comportementaux (fidélité au site), biotiques (proies et prédateurs) et environnementaux qui les déterminent sont des éléments essentiels pour comprendre l’importance historique de la morue comme espèce d’intérêt commercial dans l’Atlantique nord. Une analyse des arbres de classification et de régression (CART) a servi à comparer deux périodes (1991–1995 et 1998–2004) qui diffèrent par leur température au fond et par leur régime de salinité, afin d’identifier les facteurs régionaux qui expliquent le mieux la répartition des morues et la masse de la capture par passage de l’engin de pêche dans les inventaires d’été dans le nord du golfe du Saint-Laurent (la période d’alimentation de la morue). L’analyse des arbres de classification indique que la présence ou absence des morues est déterminée principalement par la profondeur durant les deux périodes. En revanche, l’analyse des arbres de régression détermine que la répartition des masses de capture des morues s’explique par des variables différentes dans chacune des périodes. Dans la période plus fraîche (1991–1995), la répartition des masses des captures s’explique bien par les variables du milieu (température au fond, salinité, profondeur), alors que, durant la période plus chaude (1998–2004), les répartitions s’expliquent mieux par celles de l’année précédente. Ces résultats indiquent que la dynamique spatiotemporelle des conditions du milieu influence vraisemblablement la fidélité des morues à des sites d’alimentation spécifiques et laissent croire que les réactions des morues à l’environnement pourraient être affectées par des changements à long terme du milieu (par ex., fond–habitat) et du climat.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2009

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