Incorporating climate changes into population dynamic modelling: an individual-based modelling approach for lobster

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Abstract:

One of the most challenging issues in fisheries management is the evaluation of the effects of fishing in the context of a changing environment. Using the pronghorn spiny lobster (Panulirus penicillatus) fishery off the eastern coast of Taiwan as an example, we developed an individual-based model (IBM) that is capable of describing the temperature-dependent life history processes and fishery practices for the spiny lobster. We then used the model to evaluate potential impacts of increased ocean temperature on the estimation of mortality-based biological reference points for fisheries management. We demonstrate that a warming temperature would increase the yield-per-recruit and eggs-per-recruit values and consequently reduce the risk of overexploitation under the current exploitation level. However, there is likely a high risk of overexploitation in the long term if higher temperatures induce extra-high natural mortality. The evaluation of effectiveness of size regulations suggests that increasing minimum legal size is proposed as a good candidate measure to reduce the risk of overexploitation for pessimistically unfavorable environmental conditions. This study suggests that an explicit incorporation of the relationships between environmental variables and biological processes can greatly improve fisheries assessment and management.

Un des plus importants défis dans la gestion des pêches est l'évaluation des effets de la pêche dans le contexte d'un environnement en changement. Prenant comme exemple la pêche de la langouste fourchette (Panulirus penicillatus) au large de la côte ouest de Taiwan, nous mettons au point un modèle basé sur l'individu (IBM) capable de décrire les processus du cycle biologique reliés à la température et les pratiques de pêche pour la langouste fourchette. Le modèle nous sert ensuite à évaluer les impacts potentiels de la température croissante de l'océan sur l'estimation des points de référence biologiques basés sur la mortalité pour la gestion de la pêche. Nous démontrons qu'une température croissante ferait augmenter les valeurs du rendement par recrue et des œufs par recrue et réduirait ainsi le risque de surexploitation au niveau actuel d'exploitation. Cependant, il y a vraisemblablement un risque élevé de surexploitation à long terme si la température plus chaude entraîne une mortalité naturelle particulièrement forte. L'évaluation de l'efficacité des règlementations de la taille laisse penser qu'un accroissement de la taille légale minimale serait une bonne mesure à retenir afin de réduire le risque de surexploitation advenant des conditions environnementales particulièrement défavorables. Notre étude indique que l'incorporation explicite des relations entre les variables environnementales et les processus biologiques peut grandement améliorer les évaluations et la gestion de la pêche.

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2011

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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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