Importancia de la variabilidad climática en las pesquerías y biología de la merluza europea Merluccius merluccius (Linnaeus, 1758) de la costa noroccidental africana

Tesis doctoral

Detalles Bibliográficos
Autor: Meiners-Mandujano, César Gabriel
Tipo de recurso: tesis doctoral
Fecha de publicación:2010
País:España
Institución:Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Repositorio:DIGITAL.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC
OAI Identifier:oai:digital.csic.es:10261/325885
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10261/325885
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Merluza europea
Pesquerías
Sede Central IEO
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Costa noroccidental africana
Biología
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The aim of this work was to analyze how climate variability described by NAO and the physical environment influences the productivity of European hake abundance, growth and recruitment variability. The European hake is widely distributed in the North Atlantic and their southern distribution limit is located in NW Africa. Historically it has been carried out an important multinational fishery in this area. In order to understand why it is important to test the climatic hypothesis over European hake stock, I presented the background elements in three main discussion lines. In Chapter 1, I compared the biology and population dynamics between European hake of NW Africa and populations from North Atlantic and Mediterranean Sea. In Chapter 2, it is described and analyzed the structure and evolution of European hake fisheries in NW Africa, focused on unexplained variability of stock assessment procedures carried out until now. In Chapter 3, the main climatic and environmental features of NW African coast are described, emphasizing the potential deterministic influence that variability of these features might exert on the biology, population dynamics and fisheries of European hake in this area. In Chapter 4, catch-based abundance indices of Moroccan and Spanish fisheries were used as the dependent variables in correlation analysis with NAO index. Time series analysis techniques were applied to ICOADS data and satellite data of wind stress and phytoplankton biomass as upwelling proxies to assess their dependence with NAO index. It was found a positive relationship between the NAO and hake abundance. NAO explained 35-45% variability of juveniles with 1-year lag and 45- 60% of small and large adults with 2-3-years lag. The NAO index is a proper tool to trace the annual growth of European hake, at least during the first three years of life. Based on this, it is suggested that the growth rate is greater than previous calculus in the area, and it supports the fast growing hypothesis proposed for North Atlantic and Western Mediterranean. The wind stress explained 83% of phytoplankton biomass variability and both of them were positively correlated with NAO index (41- 58% explained variability respectively). The hake abundance was positively related with favorable oceanographic and productive regime associated with positive NAO conditions. The increasing of upwelling events appear to promote increased abundance of hakes mainly during early life stages, probably throughout enhanced productivity conditions. In Chapter 5, it was tasted the relative importance of climate variability on recruitment dynamics estimated from fishery data and scientific Moroccan surveys. The recruitment to the fishery took place during all year with peaks in spring and summer, but the seasonal component was weak. The time series were in synchrony with NAO index of the previous year and showed strong positive correlation. The recruitment success variability explained by NAO was 25 to 82 % depending on time series size. The main NAO effect in recruitment dynamics was the widening-contraction of Recruitment Window. During NAO+ phase several success cohorts were recruited by year, while in NAO- the success cohorts were scarce and weak. The climate signal in recruitment dynamics of European hake was robust, recurrent and persistent independently of fishing effort. Finally, in Chapter 6, the NAO index was included as a state variable in a Ricker Stock-recruitment-environment model, to contrast it with classical Ricker and Beverton & Holt models. The NAO factor enhanced the fitting model and determined the dispersion degree of recruitment at certain stock level, just before of overcompensation effect of Ricker curve. This exercise represents a step forward in order to include the environmental variability induced by climatic system in stock assessment of demersal resources of NW Africa.[Resumen] El impacto de los cambios de escala climática sobre la producción pesquera mundial es una cuestión relevante científica y económicamente, ya que algunas de las principales pesquerías marinas muestran variaciones temporales en sincronía con oscilaciones climáticas. Por esta razón, en años reciente se ha puesto mayor atención en investigar de qué forma responden los ecosistemas marinos a la variabilidad climática natural, y cómo este conocimiento puede ser incorporado en la gestión de los recursos pesqueros. Sin embargo, dilucidar el impacto del clima sobre las pesquerías no es una tarea sencilla, porque se trata de un proceso holístico de gran escala que interactúa con multiplicidad de factores locales que determinan en última instancia el impacto sobre las poblaciones explotadas. Por lo tanto, el objetivo principal de este trabajo de tesis fue analizar de forma amplia la importancia relativa de la variabilidad del clima descrita por la Oscilación del Atlántico Norte (NAO) en la evolución de las pesquerías y la dinámica de población de la merluza europea en la costa Noroccidental Africana. Para entender la necesidad de explorar la hipótesis climática como fuente de variación principal, primero se proporcionan elementos de discusión acerca de los conceptos de referencia que sustentan tal posibilidad, en tres líneas principales. En el CAPÍTULO 1, se analiza comparativamente la biología y dinámica poblacional entre la merluza europea de la costa Noroccidental Africana y las poblaciones de la especie que se distribuyen en el Atlántico norte y Mediterráneo. En el CAPÍTULO 2, se describe y analiza la estructura y evolución de las pesquerías dirigidas a esta especie en el área de estudio, haciendo énfasis en la variabilidad no explicada por las evaluaciones del stock llevadas a caobo hasta el momento. En el CAPÍTULO 3, se presenta una descripción del entorno climático y ambiental de la costa Noroccidental Africana, y se discute acerca del potencial de influencia que la variabilidad de este entorno pudiera tener en la biología, dinámica poblacional y las pesquerías de la merluza europea en esta área geográfica en particular. Posteriormente, en el CAPÍTULO 4 se estableció que la abundancia de merluza europea está correlacionada significativa y positivamente con el índice NAO. La variabilidad de la abundancia de juveniles es explicada por la NAO en un 35-45% con un año de desfase y entre 45 y 60% la de adultos tempranos y adultos grandes, con 2 y 3 años de desfase respectivamente. El desfase del impacto, permite utilizar el índice NAO como trazador del crecimiento anual de la merluza europea, cuya magnitud fue el doble de la estimada en trabajos anteriores en el área. El proceso que presumiblemente vincula la variabilidad climática descrita por la NAO y la abundancia por grupos de talla de la merluza europea, es la extensión espacial y temporal de los afloramientos inducidos por viento. El estrés de viento explica el 83% de la variabilidad de la biomasa de fitoplancton y ambos parámetros se correlacionaron positivamente con el índice NAO del mismo año. Es decir, que la abundancia de juveniles está directamente relacionada con un régimen oceanográfico y productivo favorable asociado con fases positivas de la NAO. Como consecuencia de lo anterior, en el CAPÍTULO 5 se exploró la contribución relativa de la señal climática a la dinámica del reclutamiento de la especie a través de índices derivados de las pesquerías y de campañas científicas. Se determinó que el reclutamiento a la pesquería sucede a lo largo de todo el año, con máximos en primavera y verano, pero con estacionalidad débil. El reclutamiento varía en fase con la NAO del año previo (25-82% de la variabilidad explicada). El mecanismo de respuesta ecológico a las variaciones de la NAO, fue la ampliación-contracción de la Ventana de Reclutamiento (VR). Durante una fase positiva de la NAO, se reclutan varias cohortes en un mismo año, en tanto que durante una fase negativa, el número e intensidad de cohortes reclutadas disminuye sensiblemente. La señal climática en el reclutamiento es robusta, recurrente y persistente independientemente del nivel de esfuerzo de pesca. Finalmente, en el CAPÍTULO 6 se incorporó el índice NAO como un parámetro ambiental en un modelo stock-reclutamiento, que mejora el ajuste de los datos con respecto a los modelos clásicos. El factor NAO determina la dispersión del reclutamiento a un mismo nivel del stock reproductor, previo a la sobre-compensación de la curva de reclutamiento. Esto representa un paso muy importante hacia la incorporación de la variabilidad ambiental inducida por el sistema climático en la evaluación de los stocks demersales de la costa Noroccidental Africana.Instituo Español de Oceanografía; Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) del Gobierno Mexicano; Fundación Meiners-Mandujano202320232010info:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06http://hdl.handle.net/10261/325885reponame:DIGITAL.CSIC. Repositorio Institucional del CSICinstname:Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)EspañolSede Central IEOinfo:eu-repo/semantics/openAccessoai:digital.csic.es:10261/3258852026-05-22T06:33:51Z
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