hÁbitat y estructura poblacional de un stock … · los cambios de distribución espacial de la...
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François GERLOTTO
HÁBITAT Y ESTRUCTURA POBLACIONAL DE UN STOCK PELÁGICO:
¿CUAL ES EL IMPACTO SOBRE EL ORDENAMIENTO PESQUERO?
Estado de las poblaciones marinas explotadas en el mundo desde 1950
(Pauly, 2007, con datos de la FAO)
la biología pesquera a fracasado en muchos lugares en sus esfuerzos de manejo. ¿Cuales son las razones?
Los problemas del manejo pesquero
MSY: el paradigma dominante
Growth over-
fishing
Mortality
Growth
Biomass
Beverton y Holt en Lowestoft in
1954Edad crítica
“This is logical, and is how a farmer would produce meat, bearing in mind that he must leave a breeding stock.”
Beverton and Holt, 1954
Hillis and Arnason 1995
“.. a fishery will yield its maximum physical returns if all fish are allowed to
grow to the point where the rate of increase in weight just ceases to outstrip losses due to natural mortality and then
harvested…Critical age (Edad crítica)
Pre-reclutas
Reclutas
Stock adulto (>12 cm) Desovantes
DESOVE Y FERTILIZACIÓN
Pre-recluta
larva huevo
Ciclo vital, dinámica poblacional y pesquería de anchoveta (Engraulis ringens)
Ejemplo teórico sobre una pesquería de 10 años
Cap
tura
(=
ener
gía
ob
ten
ida)
Esfuerzo pesquero (= energía gastada)
Uno de los primeros modelos de manejo pesquero: aplicación del modelo de Schaefer.
Rendimiento máximo sostenible
Rendimiento económico máximo
Costo de operación
7
Año 1
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5
6
8
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10
1976 1973
1977
1979
1980
Un caso inexplicable por la biología pesquera clásica: la
evolución de la abundancia del pez ballesta Balistes capriscus en
África que pasó de casi nada antes de los 1970 a un millón de
toneladas en 1980 y a casi nada después de los 1990,
¡y sin estar explotado!
Capturas de Balistes capriscus in Ghana, 1960-2000
Balistes capriscus
Un cambio conceptual: el enfoque ecosistémico (Ecosystem Approach to Fisheries)
La pesca no es la única responsable de los cambios de abundancia de los stocks.Poder evaluar su participación en un cambio de biomasa requiere conocer la ecología de la especie
For instance, in a climate change situation, the concepts of Maximal Sustainable Yield are no longer applicable: fisheries research must be reconsidered. A necessity for the future: “replacing the impossible quest for maximum or optimum production by a philosophy of risk minimization”
(S. Garcia, 2008)
Schematic evolution of fisheries management towards EAF
ALGUNOS EJEMPLOS DE CAMBIOS CONCEPTUALES RELACIONADOS CON EL CAMBIO GLOBAL
Serge Garcia
La hipótesis del “ Big Ol’ Fat Fecund Female Fish” (BOFFFF)
Eliminar pocas hembras grandes de una población puede tener un efecto mucho mayor sobre la capacidad reproductiva que eliminar muchas hembras mas pequeñas
ALGUNOS EJEMPLOS DE CAMBIOS CONCEPTUALES RELACIONADOS CON EL CAMBIO GLOBAL
Los modelos de
manejo necesitan
parámetros y datos,
en particular:
Conocimientos biológicos
(crecimiento, mortalidad,
fecundidad, habitat, etc.)
¿Porque preocuparse de estructura poblacional?
Estructura de la población
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Hábitat
Datos de la
pesquería
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El hábitat: un indicador sintético esencial
Aplicado a varios objetivos:
- Evaluación de la zona potencial (muestreo): ejemplo sobre sardina de California, [A]- Evaluación del volumen de agua disponible (3D hábitat): ejemplo: anchoveta en el Perú, [B]- Evaluación del área de distribución: ejemplo sobre el jurel en el Perú, [C]- Evaluación de la dinámica inter/intra anual: ejemplo sobre el jurel en el Perú, [D]
2005 2055Relaciones funcionales
Modelación aptitud de hábitat
(GAM-GLM, ANN, Maxent, MARS….)
Cambio aptitud hábitat
futuro - presente
2055 - 2005
Impacto potencial del cambio
climático del hábitat esencial
jurel entre 2005 y 2055
Bases de datos históricas pesquería/biomasa acústica y ambientales
Modelación de Hábitat de Recursos Pesqueros
Anchoveta
Pez espada Sardina común
Jurel
Un uso de hábitat: diferencias de repuesta de recursos pesqueros entre escenario futuro A2 (alta emisión de CO2) 2055 y período base actual (2001–2012)
Una aplicación sobre el jurel en el Perú
Validación del modelo de hábitat potencial de jurel porintroducción de datos de captura y acústica (2011)
Second fortnight of January 2011
• Habitat can be considered as a way to synthesize the environmental information inside asingle indicator.
• Habitat is specific to the target species.
Propuesta a la OROP de un grupo de trabajo para integrar el enfoque ecosistémico en el manejo y monitorear el hábitat: SPRFMO Working Group on:
“HABITAT DEFINITION, DESCRIPTION, MONITORING” inside the SPRFMO SC.
Preparatory workshop for defining a Task Group on Habitat Monitoring (TGHM)
Metapoblación: el triángulo de Harden Jones
a)
b)c) d)
As/E
L
j Af
As/E : adultos desovando y huevosL : larvasj : juvenilesAf : adultos en fase de alimentacion
Migraciones entre area de desove, zonas de
crecimiento y d ealimentacion (periodo anterior al
Niño 1998) (Arcos et al., 2001).
Aplicación al caso del jurel en Chile(Representación simplificada)
As/E : adultos desovando y huevosL : larvasj : juvenilesAf : adultos en fase de alimentacion
¿Que pasa cuando una misma especie ocupa varios triángulos de Harden Jones en zonas vecinas?
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Las tres principales estructuras poblacionales
Metapoblación: triángulos independientes pero con conexiones esporádicas a nivel de individuos (intercambio genético)
Poblaciones independientes: triángulos vecinos pero sin ningún intercambio entre poblaciones
Patchy population (poblacion en parches): un solo triángulo aunque unos de los ángulos (con excepción del área de desove) pueden ser múltiples
El concepto de metapoblación
¡TODO LO CONTRARIO DE UNA POBLACION DE PECES PELAGICOS!
El concepto de metapoblación se concibió sobre especies terrestres, poco migratorias, poco abundantes, a menudo en peligro de
extinctión, principalmente con fines de proteger la biodiversidad
Definición de una metapoblación
1. Las poblaciones son separadas (areas de reproducción) pero existen intercambios (escasos) deindividuos;
2. Las diferencias genéticas entre sub-poblaciones son nulas o muy pequeñas;
3. El tiempo de separación entre poblaciones debe durar varias generaciones lo que permiteadpataciones especificas a ambientes particulares;
4. Posibilidad de recolonización;
5. Dinámicas locales asincrónicas;
6. Independencia entre las dinámicas de las sub-poblaciones;
7. El ambiente local se caracteriza por elementos discretos de habitat viables aislados dentro degrandes espacios de habitat non viable;
8. Existencia de patrones a escalas regionales y locales;
9. Existencia de instrumentos comportamentales permitiendo la adaptacion a espacios nuevos y larecolonización;
10. Capacidad de recuperarse despues de etapas de bajas densidades (depletions) o incluso decolapsos.
Diez condiciones principales que definen una metapoblación
D. Múltiples poblaciones independientes (nunca conectadas)
Maximum volume of habitat
Minimum volume of habitat
Solamente casos B y C representan metapoblaciones
Caso B: Environment-Bounded Habitat metapopulation (EBH)Case C: Territory-Bounded Habitat metapopulation (TBH)
continuum
A. Población simple (sin discontinuidad entre las concentraciones)B. Poblaciónes conectadas por sus habitats; existencia de una fuenteC. Poblaciones conectadas por intercambios de individuos; existencia de una fuente
Desde una población simple a varias poblaciones separadas: un continuo que se describe en 4 etapas
metapopulations
La metapoblación TBH (“territory-bounded habitat”) o de habitat delimitado porun territorio: el cambio del ambiente dentro del territorio induce cambios de lasuperficie del habitat hasta los límites del territorio. Intercambio entrepoblaciones solamente por transporte de individuos.
La metapoblación EBH (“environment-bounded habitat”) o de habitat delimitadopor el ambiente: el único limite de expansion es el área donde condicionesfavorables del ambiente local se encuentran. Los intercambios entre poblacionesse pueden hacer de forma pasiva (transporte por mecanismos dinámicos de lasmasas de agua). Los diferentes habitats pueden conectarse y formar un habitatúnico.
TBH vs. EBH : definiciones de los dos tipos de metapoblaciones
Case C: Territory-bounded Habitat
metapopulation
Case B: Environment-bounded Habitat
metapopulation
Población fuente Otras sub-poblaciones
Ambiente local favorable, ocupado (a) o fuera de alcance (b)a b
Limites
territorialesArea de distribución máxima
El efecto del tipo de hábitat sobre los intercambios entre poblaciones
R
J
A
A
II
R
J
A
A
R
III
R
J
A
A
R J
J
AIV
L
Population Patchy population Mixed Metapopulation
Consecuencias de la organización en metapoblación para el manejo
R
J
A
I
A adultos J juveniles L larvas R desove
Manejo global Manejos separados
ATENCIÓN: no confundir “manejo independiente” y “manejo separado”. La metapoblación necesita de un manejo separado
dentro de un sistema global. El manejo independiente sirve para poblaciones independientes, lo que no es el caso de las
metapoblaciones
Impacto sobre el manejo: La dinámica y los riesgos en la explotación de una EBH
EBH abundance
Riesgos de no entender el
significado de los cambios de biomass
(que es una “biomasa virgen”?)
Depleción no necesariamente es una cosa mala para
el stock
Metapopulation
depletion phase
“We make a distinction between a
depleted and a collapsed
population, where the latter
includes damage to contingent
structure or space-use pattern.”
Petitgas et al., 2010
Si el esfuerzo pesquero se mantiene alto, una
sobrepesca puede ocurrir durante la fase de
depleción => colapso
Riesgo alto de colapso si el esfuerzo
pesquero no se adapta a los cambios
de biomasa
Da
tos d
e c
ap
tura
Año
Metapopulation
explosion phase
Mean statistical (depleted)
paleoecological abundance
collapse
UNOS EJEMPLOS DE MANEJO PESQUERO DE METAPOBLACIONES PELÁGICAS
El arenque atlántico
Por tener zonas de desove independientes, el arenque se consideraba organizado en poblaciones separadas independientes.
En 1997 Ian McQuinn demostró que por su comportamiento, unos juveniles que maduraban mas rápidamente que su clase de edad se iba con los otros grupos a desovar.
Este “entrainment hypothesis” hace que se considera ahora como metapoblación
El arenque británico
Tomar en cuenta la estructura poblacional es difícil, pero indispensable para poder manejar correctamente un stock complejo.
UNOS EJEMPLOS DE MANEJO PESQUERO DE METAPOBLACIONES PELÁGICAS
Los cambios de distribución espacial de la anchoveta en el Mar del Norte
La anchoveta europea
En este escenario existen micro-poblaciones en sitios favorables que pueden cumplir un ciclo completo en el Mar del Norte. No habría conectividad entre estas poblaciones y se espera una diferencia genética.
Esta hipótesis supone la aparición de “inmigrantes” juveniles. No diferencia genética entre las poblaciones norte y sur.
En este caso deben aparecer primero adultos grandes. No diferencia genética con la población de la Bahía de Vizcaya. En hipótesis 2 y 3, modelos de deriva lagrangianos deben demostrar existencia de una deriva S-N
UNOS EJEMPLOS DE MANEJO PESQUERO DE METAPOBLACIONES PELÁGICAS
La aparición de anchoveta en el Mar del Norte provendría de la expansión de poblaciones locales gracias al calentamiento global.
Queda la pregunta si estas poblaciones locales son parte de una metapoblación “a largo plazo” favoreciendo el colonialismo oportunista y la sobrevivencia de la especie o si son totalmente independiente.
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Annual landings Decadal averaged landings Higuer annual acoustic abundance Decadal averaged abundance
Source: IMARPE, Gutierrez et al 2017
manejo incipiente
manejo clasico
ManejoPrecautorioAdapatativo (MPA)
La anchoveta peruana
UNOS EJEMPLOS DE MANEJO PESQUERO DE METAPOBLACIONES PELÁGICAS
Durante el 2017
1. Se han publicado 117 Comunicados de SuspensiónPreventiva.
2. Se dispuso la suspensión oportuna de actividadesextractivas del recurso anchoveta en 185 zonas depesca y del recurso caballa en 03 zonas de pesca.
3. A la fecha con la disposición de cierres preventivosde zonas de pesca se ha protegido un área total de362,352 Km2.
MEDIDAS DE CONSERVACIÓN PARA EL RECURSO ANCHOVETA
La anchoveta peruana
UNOS EJEMPLOS DE MANEJO PESQUERO DE METAPOBLACIONES PELÁGICAS
• Los puertos con las mayores capturas fueron Chicama (253 mil toneladas) y Supe (73 mil toneladas), seguidos de Chimbote (51 mil toneladas) y Bayovar (Parachique, 20 mil toneladas.
• En todas las zonas analizadas se ha determinado una moda entre 12.5 y 13 cm de talla para un rango entre 10 y 16 cm de longitud total; asimismo en todas las zonas se ha observado la presencia de juveniles.
La anchoveta peruana
UNOS EJEMPLOS DE MANEJO PESQUERO DE METAPOBLACIONES PELÁGICAS
La anchoveta peruana: ¿una metapoblación EBH?
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La anchoveta peruana
UNOS EJEMPLOS DE MANEJO PESQUERO DE METAPOBLACIONES PELÁGICAS
Pre-reclutas
Reclutas
Stock adulto (>12 cm) Desovantes
DESOVE Y FERTILIZACIÓN
Pre-recluta
larva huevo
Ciclo vital, dinámica poblacional y pesquería de anchoveta (Engraulis ringens)
La anchoveta peruana
Similitudes con el caso europeo: sobrevivencia de pequeñas “remnant populations” en lugares permanentemente favorable: la “Loophole Hipótesis: una metapoblación general con
poblaciones “reliquias” o crípticas que pueden “salvar” a la especie en caso de colapso mayor
UNOS EJEMPLOS DE MANEJO PESQUERO DE METAPOBLACIONES PELÁGICAS
CONCLUSIÓN
Complex and multiple
InteractionsFood-Webs with
preferential trophic
interactions
Trophic levels Food-Chain
processes patterns
complexity simplicity(integration) (aggregation)
« Ce qui est simple est faux, ce qui est compliqué est inutilisable »“Lo simple es falso, lo complejo es inútil”
Paul Valéry