Estimating bioenergetics model parameters for fish with incomplete recapture histories

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Abstract:

Traditional methods for modeling growth of free-ranging fish are often limited by missing recapture observations that prevent individual growth estimates for a given time interval. Our purpose is to present a method for modeling growth rates of juvenile steelhead (Oncorhynchus mykiss) that addresses this limitation. Age-1 juvenile steelhead were individually marked with passive integrated transponder (PIT) tags, released in a Michigan, USA, watershed, and sampled monthly (May–November) with barge electrofishing. Individual growth was modeled using daily water temperature and observed fish sizes as inputs and by determining the proportion of maximum consumption parameter (P) for the bioenergetics equation that provided a minimum residual squared error. Results demonstrate that individual steelhead growth can be accurately modeled using water temperature and a temporally specific P shared by all individuals. Advantages of using this method to model fish growth include the ability to bridge data gaps where observations are lacking in individual length histories, rigorously test for differences in P across time periods, and estimate variability of P among fish within a given stream reach.

Les méthodes traditionnelles de modélisation de la croissance des poissons libres en nature sont souvent restreintes par le manque d’observations de recaptures qui empêche l’estimation des croissances individuelles pendant un certain intervalle de temps. Notre objectif est de présenter une méthode de modélisation des taux de croissance de jeunes truites arc-en-ciel anadromes (Oncorhynchus mykiss) qui résoud ce problème. Nous avons marqué individuellement des jeunes truites arc-en-ciel anadromes d’âge 1d’une étiquette PIT (transpondeur intégré passif), les avons libérées dans un bassin versant du Michigan, É.-U., et les avons échantillonnés chaque mois (mai–novembre) par pêche électrique sur barge. Nous avons modélisé la croissance individuelle en utilisant les températures journalières de l’eau et les tailles de poissons observées comme données d’entrée et en déterminant la proportion du paramètre de consommation maximale (P) de l’équation bioénergétique qui produit l’erreur au carré résiduelle minimale. Nos résultats démontrent qu’il est possible de modéliser avec précision la croissance individuelle des truites arc-en-ciel anadromes à partir des températures de l’eau et d’une valeur de P spécifique au temps et commune à tous les individus. Les avantages d’utiliser cette méthode pour la modélisation de la croissance des poissons incluent la capacité de combler des lacunes dans les données lorsqu’il manque des informations sur l’évolution des croissances individuelles, de tester rigoureusement les différences de P entre les diverses périodes et d’estimer la variabilité de P entre les poissons d’une même section de cours d’eau.

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2010

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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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