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ISSN: 0074-0993
INTER-AMERICAN TROPICAL TUNA COMMISSIONCOMISIÓN INTERAMERICANA DEL ATÚN TROPICAL
Bulletin—BoletínVol. 22, No. 3
A MODEL OF THE PELAGIC ECOSYSTEM IN THEEASTERN TROPICAL PACIFIC OCEAN
UN MODELO DEL ECOSISTEMA PELÁGICO EN ELOCÉANO PACÍFICO ORIENTAL TROPICAL
by—por
Robert J. Olson and—y George M. Watters
La Jolla, California2003
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The Inter-American Tropical Tuna Commission(IATTC) operates under the authority and directionof a convention originally entered into by Costa Ricaand the United States. The convention, which cameinto force in 1950, is open to adherence by othergovernments whose nationals fish for tropical tunasin the eastern Pacific Ocean. Under this provisionPanama adhered in 1953, Ecuador in 1961, Mexicoin 1964, Canada in 1968, Japan in 1970, France andNicaragua in 1973, Vanuatu in 1990, Venezuela in1992, El Salvador in 1997, Guatemala in 2000, Peruin 2002, and Spain in 2003. Canada withdrew fromthe Commission in 1984.
Additional information about the IATTC and itspublications can be found on the inside back coverof this report.
COSTA RICALigia CastroGeorge HeigoldAsdrubal Vásquez
ECUADORLucía Fernández de De GennaLuis Torres Navarrete
EL SALVADORManuel Calvo BenavidesMario González RecinosJorge López MendozaJosé Emilio Suadi Hasbun
ESPAÑA—SPAIN
FRANCE—FRANCIADidier OrtollandDaniel SilvestreSven-Erik SjodenXavier Vant
GUATEMALAPablo Girón MuñózFraterno Díaz Monge
JAPAN—JAPÓNKatsuma HanafusaYoshiaki ItoYamato Ueda
La Comisión Interamericana del Atún Tropical(CIAT) funciona bajo la autoridad y dirección deuna convención establecida originalmente por CostaRica y los Estados Unidos. La Convención, vigentedesde 1950, está abierta a la afiliación de otros gob-iernos cuyos ciudadanos pescan atunes en el OcéanoPacífico oriental. Bajo esta estipulación, Panamá seafilió en 1953, Ecuador en 1961, México en 1964,Canadá en 1968, Japón en 1970, Francia yNicaragua en 1973, Vanuatu en 1990, Venezuela en1991, El Salvador en 1997, Guatemala en 2000,Perú en 2002, y España en 2003. Canadá se retiróde la Comisión en 1984.
Información adicional sobre la CIAT y sus pub-licaciones puede ser encontrada en la parte internaposterior de la cubierta de este informe.
MÉXICOMaría Teresa Bandala MedinaGuillermo Compeán JiménezMichel Dreyfus LeónJerónimo Ramos Sáenz-Pardo
NICARAGUAMiguel A. Marenco UrcuyoSergio Martínez Casco
PANAMÁArnulfo L. Franco Rodríguez
PERÚLeoncio AlvarezGladys CárdenasAlberto Hart
USA—EE.UU.Scott BurnsRobert FletcherRodney McGinnisPatrick Rose
VANUATUJohn RoosenAnthony N. TillettEdward E. Weissman
VENEZUELADaniel Novoa RaffalliNancy Tablante
COMMISSIONERS—COMISIONADOS
Director—DirectórRobin Allen
Headquarters and Main Laboratory—Oficina y Laboratorio Principal8604 La Jolla Shores Drive
La Jolla, California 92037-1508, U.S.A.www.iattc.org
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INTER-AMERICAN TROPICAL TUNA COMMISSIONCOMISIÓN INTERAMERICANA DEL ATÚN TROPICAL
Bulletin—BoletínVol. 22, No. 3
A MODEL OF THE PELAGIC ECOSYSTEM IN THEEASTERN TROPICAL PACIFIC OCEAN
UN MODELO DEL ECOSISTEMA PELÁGICO EN ELOCÉANO PACÍFICO ORIENTAL TROPICAL
by—por
Robert J. Olson and—y George M. Watters
La Jolla, California2003
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CONTENTS—INDICE
ENGLISH VERSION—VERSIÓN EN INGLES
PageABSTRACT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135ECOPATH WITH ECOSIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136THE ETP MODEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137SENSITIVITY ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140MODEL REVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141FITTING THE MODEL TO HISTORICAL DATA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144DISCUSSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145ACKNOWLEDGEMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .146
____________________
FIGURES—FIGURAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .148____________________
TABLES—TABLAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .152
____________________
VERSIÓN EN ESPAÑOL—SPANISH VERSION
PáginaRESUMEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189INTRODUCCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189ECOPATH CON ECOSIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .190EL MODELO DEL POT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .192ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194REVISIÓN DEL MODELO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .196AJUSTE DEL MODELO A DATOS HISTÓRICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199DISCUSIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200RECONOCIMIENTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .201
____________________
REFERENCES—REFERENCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .203
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APPENDIX—ANEXO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .211
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A MODEL OF THE PELAGIC ECOSYSTEM IN THEEASTERN TROPICAL PACIFIC OCEAN
by
Robert J. Olson and George M. Watters1
ABSTRACT
Recent calls for a more holistic approach to fisheries management have motivated develop-ment of trophic mass-balance models of ecosystems that underlie fisheries production. We devel-oped a model hypothesis of the pelagic ecosystem in the eastern tropical Pacific Ocean (ETP) togain insight into the relationships among the various species in the system and to explore the eco-logical implications of alternative methods of harvesting tunas. We represented the biomasses ofand fluxes between the principal elements in the ecosystem with Ecopath, and examined theecosystem's dynamic, time-series behavior with Ecosim. We parameterized the model for 38species or groups of species, and described the sources, justifications, assumptions, and revisionsof our estimates of the various parameters, diet relations, fisheries landings, and fisheries dis-cards in the model. We conducted sensitivity analyses with an intermediate version of the model,for both the Ecopath mass-balance and the dynamic trajectories predicted by Ecosim. The anal-ysis showed that changes in the basic parameters for two components at middle trophic levels,Cephalopods and Auxis spp., exert the greatest influence on the system. When the CephalopodQ/B and Auxis spp. P/B were altered from their initial values and the model was rebalanced, thetrends of the biomass trajectories predicted by Ecosim were not sensitive, but the scaling was sen-sitive for several components. We described the review process the model was subjected to, whichincluded reviews by the IATTC Purse-seine Bycatch Working Group and by a working group sup-ported by the National Center for Ecological Analysis and Synthesis. We fitted the model to his-torical time series of catches per unit of effort and mortality rates for yellowfin and bigeye tunasin simulations that incorporated historical fishing effort and a climate driver to represent theeffect of El Niño-Southern Oscillation-scale variation on the system. The model was designed toevaluate the possible ecological implications of fishing for tunas in various ways. We recognizethat a model cannot possibly represent all the complexity of a pelagic ocean ecosystem, but webelieve that the ETP model provides insight into the structure and function of the pelagic ETP.
Key words: EASTERN TROPICAL PACIFIC, ECOPATH WITH ECOSIM, ECOSYSTEM MOD-ELING, FOOD WEB, TUNA
INTRODUCTION
An ecosystem approach to fisheries management is important for maintaining sustainable fish-eries and healthy ecosystems (FAO 1995, NRC 1999). Although the objectives of ecosystem-based man-agement are difficult to define, a general awareness exists that modeling is an important tool forexploring the ecological consequences of fishing and improving our knowledge of how ecosystems func-tion. Although ecosystem models are not yet tools for fisheries management, they are complimentaryto single-species fisheries models in that they have the potential for predicting the unforeseen effectsof trophic interactions. Awareness of this has led to the development of multispecies trophic modelsthat explicitly incorporate the effects of fisheries exploitation on the system. ____________________1 Present address: NOAA, Pacific Fisheries Environmental Laboratory, Pacific Grove, California, USA.
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Open-ocean ecosystems are large, complex, and difficult to sample. The eastern tropicalPacific Ocean (ETP) contains some of the most productive waters of the world's oceans (Barberand Chavez 1986). The top levels of the pelagic food web comprise large tunas, dolphins, sharks,billfishes, and other species. Many of these predators are targeted by, or are bycatches of, largeinternational fisheries. The data from these fisheries are the principal sources of informationabout the pelagic ecosystem. However, fisheries data are not available for many of the non-tar-get species (exceptions are recent data for large species, see Hall 1998). Scientific surveys are analternative for some species, but they are expensive, time-consuming, and impractical in thepelagic open ocean.
The best strategy, at this time, for improving our understanding of the ecosystem is todevelop models that, based on the best available information, 1) represent the life histories of theprincipal elements of the ecosystem, 2) describe, based on studies of diet and consumption rates,how biomass flows among them, and 3) represent the size and species composition of the catchesof the various fisheries. The models should be capable of providing answers to “what if” questionsabout the possible outcomes of alternative fishing policies. If modeling indicates that certainspecies or groups of species are more sensitive than others to the ecological effects of fishing (i.e.substantial biomass changes of non-target species resulting from a change in fishing rate), thenfuture studies, including assessments and monitoring, could be focused on those species or groups.
At its 58th meeting, in June 1997, the Inter-American Tropical Tuna Commission (IATTC)established the Working Group on Bycatch to examine the issue of bycatches and discards of allspecies taken in the purse-seine fishery for tunas in the eastern Pacific Ocean. One of the termsof reference for the Working Group was “to define the relationships among bycatch and targetspecies with special reference to the sustainability of the catches of all such species.” This wasthe initial impetus for developing an ecosystem model for the ETP. Our objective was to developan hypothetical description of the ecosystem in pelagic waters of the ETP.
ECOPATH WITH ECOSIM
The ecosystem model of the pelagic ETP was developed using Ecopath with Ecosim (EwE)(Walters et al. 1997, Christensen et al. 2000, Walters et al. 2000). EwE has been used to developmany ecosystem models in the Pacific Ocean and elsewhere (e.g. Christensen and Pauly 1993).Ecopath provides a framework for the construction of mass-balance models of ecosystems. Themass-balance is generated from estimates of how abundant the resources are (biomasses), theproductivity or mortality rates of the resources, how they interact (diet compositions and foodconsumption rates), and how efficiently the resources are utilized in the ecosystem. Given thedescription of the ecosystem in Ecopath, its dynamic, time-series behavior is examined using Ecosim.
In Ecopath, the energy input and output of all model components must balance, so that
consumption = production + respiration + unassimilated food. (1)
The production (P) of each component i is the sum of the catches (Y), predation mortality (M2),biomass accumulation (BA), net migration (E), and other mortality (MO),
Bi is the biomass of component i, MOi = Pi(1 - EEi), where EEi is the ecotrophic efficiency. EEis defined as the proportion of the annual production that is consumed or harvested withinthe system.
136 OLSON AND WATTERS
(2).
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Equation (2) can be re-expressed as:
where P/Bi is the production/biomass ratio, Q/Bi is the consumption/biomass ratio, andDCij is the fraction of prey i in the average diet of predator j.
In Ecosim, the biomass dynamics of all ecosystem components that occupy trophic levelshigher than 1.0 are determined by
The change in biomass of component i (Bi) per unit time (t) equals biomass accumulation less threetypes of losses. Biomass accumulation is the sum of the predation by component i on its prey(indexed by j) multiplied by the gross efficiency gi of component i. The function cji(Bi,Bj) predictsthe consumption of component j by component i from their respective biomasses (see Walters et al.1997 for the details on this function). Losses are from nonpredation natural mortality (Mi),fishing mortality (Fi), and the consumption of component i by its predators.
In Ecosim, the biomass of component i that is vulnerable to predation by component j (Vij)is a function of a vulnerability rate (v).
(5)
PELAGIC ECOSYSTEM MODEL 137
(4)
(3)
where aij is the effective rate at which predator j searches for prey i. The vulnerable biomassincreases from exchange with a pool of invulnerable biomass, v(Bi - Vij), and decreases when preyreturn to the invulnerable condition (vVij) or by predation (aijVijBj). When v is small, the flowsbetween predators and prey are controlled mostly by variations in prey biomass, i.e. control is bot-tom-up. When v is large, these flows are controlled mostly by variations in predator biomass, i.e. con-trol is top-down. We estimated one vulnerability rate for all predator-prey links in the model.
EwE requires the following input parameters for each ecosystem component: B, P/B, Q/B,EE, assimilation efficiency, diet composition, retained catches (called landings in EwE), discardedcatches (called discards in EwE), and ontogenetic transition parameters for groups comprised ofsplit pools (e.g. Small marlins and Large marlins). Ontogenetic transition parameters govern thetransition from small to large components; these are parameters such as the growth rate and theage when the transition occurs. Of the first four parameters listed in this paragraph, either B orEE can be left as an unknown (for each component) and estimated by solving the set of simultaneouslinear equations in Ecopath (equation 3).
THE ETP MODELScope
Our model of the pelagic ecosystem in the ETP covers the area circumscribed by 20°N,20°S, 150°W, and the approximate boundary of the shelf break along the coast of the Americas,approximately 32.8 million km2. We assumed that immigration to this region is balanced by emi-gration out of the region. We averaged the parameter estimates for the 1993-1997 period when-ever possible. We used units of tons·million km−2 and yearly rates.
Our final version of the model (ETP7) had 38 components (Table 1a). We chose themodel components to include the principal exploited species (e.g. tunas and marlins), functionalgroups (e.g. sharks and cephalopods), sensitive species (e.g. sea turtles and dolphins), and aspecies that resides in the system for only part of the year (Pacific bluefin tuna). Some taxa weresegregated into ontogenetic components for two reasons. First, the species that become very
.
,
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large as adults undergo considerable trophic ontogeny, and their prey encompass several compo-nents of the model during their life history. Second, many of these taxa are caught by differentfishing gears at different sizes. We separated some taxa into two ontogenetic componentsaccording to the size ranges in Table 1a. Other taxa also undergo trophic ontogeny during devel-opment, but we represented them by only one component due to a lack of data.
In defining the model components, we took several factors into account. The taxonomicscale of the available information often influenced which taxa we grouped into model components.The information included basic differences in the biology and habitat of the animals. For exam-ple, species and functional groups were separated based on whether they occupy epipelagic versusmesopelagic habitats; some of the predators (e.g. yellowfin tuna) specialize on epipelagic prey andothers (e.g. bigeye tuna) on mesopelagic prey. Little information was available for some taxa, andwe chose to lump similar taxa into functional groups (e.g. Cephalopods and Miscellaneous epipelagic fishes).
Parameters
We based our estimates of the input parameters for each model component (Tables 2a and3a) on a variety of sources (Table 4a). We utilized published values whenever possible. We alsoemployed unpublished data and reports for estimates of diet composition, B, Q/B, retained catch-es, and discards. We fitted regression trees (Breiman et al. 1984) to data from a food habits studyto account for temporal and spatial variability in the diet compositions of certain predators. Weused stock assessments for estimates of B and P/B (assuming P/B = Z), and analyzed fisheriesdata to obtain other estimates of P/B, ontogenetic parameters, retained catches, and discards. Forsome components, we assigned EE’s based on our assumptions of the relative magnitude of F ver-sus M. If F was assumed to be low relative to M, we assigned a low EE. If F was assumed to beabout equal to M, we assumed EE = 0.5. If F was assumed to be high relative to M, we assigneda high EE. Thus, we assumed that EE (defined as the fraction of production used within the sys-tem) depends largely on fishing mortality. We multiplied abundance estimates from line-transectsurveys by estimates of mean weight to obtain some estimates of B (e.g. Toothed whales andSpotted and Mesopelagic dolphins). Assuming purse-seine catchability is strictly size-specific, weused size-specific catchability coefficients for yellowfin tuna to scale catches per unit of effort(CPUEs) and thereby estimate B for various bycatch species by set type. We used the meta-analysisof Pauly (1980) to obtain estimates of P/B for several components. We also made a variety ofother assumptions to derive estimates for parameters about which information was lacking.These assumptions typically took the form of applying information from one component to anoth-er component for which that information is lacking (e.g. adjusting estimates of Q/B from bioen-ergetics studies of yellowfin tuna for application to bigeye tuna). We summarize the sources, jus-tifications, and assumptions for our initial and revised estimates of B, P/B, Q/B, EE, and diet com-position in Table 4a. We note that there is large uncertainty associated with the parameters formany of the components. We attempted to identify the parameters and components for which wehad the least reliable information (Appendix Tables 1a and 2a, footnotes), and evaluated the sen-sitivity of the model to parameter uncertainty.
We calculated the amount of unassimilated food for each predator component (U/Q, Table2a) based on the proximate composition of their prey. We obtained the proximate composition ofthe prey taxa from Sidwell (1981) and Bykov et al. (2000). Phillips (1969) presented meandigestibilities of dietary protein, fat, and carbohydrate (0.9, 0.85, and 0.4 respectively). For pro-tein, we also subtracted a portion for nitrogenous excretion (Brett and Groves 1979), resulting inan overall adjustment of 0.7. We calculated the available portions of protein, fat, and carbohy-drate in the prey as the digestibility of each multiplied by the proportion (by wet weight) of each
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in each prey component. We calculated U/Q for most prey components as the sum of the unavail-able portions (1 − available) of protein, fat, and carbohydrate, adjusted to 100 percent. Weassigned the unavailable portion of zooplankton prey based on information of Shannon andJarre-Teichmann (1999), and that of phytoplankton and available detritus based on informationfrom Valiela (1984). U/Q for each predator component was the sum of the unavailable portionsof their prey weighted by the proportions of each prey component in the diet.
We estimated fishery landings and discards, averaged over 1993-1997, for each model com-ponent by fishing gear (purse seine, longline, and pole-and-line) and fishing mode (sets on tunasassociated with dolphins, sets on tunas associated with floating-objects, and sets on unassociatedtunas by purse seiners) (Tables 5a and 6a) (see Hall (1998) for a discussion of fishing methods inthe eastern Pacific Ocean tuna fishery). We obtained the catch data from IATTC databases.Small, localized coastal, artisanal, and recreational fisheries were not included in the model dueto a shortage of data.
Ontogenetic transition parameters are required for the taxa that are separated into twoontogenetic components, or split pools (Table 7a). These include life-history information fromgrowth functions, weight-length relationships, reproductive parameters, and recruitment param-eters. We summarize the sources, justifications, and assumptions for our initial and revised esti-mates of these parameters in Table 8a. Note that default values are used for the parametersdescribing the minimum and maximum relative time the animals may spend in the small compo-nents. We used these values because, according to Christensen et al. (2000), Ecosim simulationsare very sensitive to this parameter and the default values are recommended. Similarly, 0.8 isrecommended by Christensen et al. (2000) for the proportion of increase in food intake used forgrowth. We estimated all other ontogenetic transition parameters for each component with splitpools (Tables 7a and 8a). We used growth models to make the initial estimates of the minimumand maximum relative time the animals may spend in the small stages (references in Table 8a,estimates in Appendix Table 3).
In Ecosim, we used the default values for the following “Group information” parameters.These included “Maximum relative P/B” (2.0), “Maximum relative feeding time” (2.0), “Feedingtime adjust rate” (0.5), “Predator effect on feeding time” (0.0), “Density-dependent catchability”(1.0), and “Qbmax/Qbo (for handling time)” (1000). For the “Fraction of ‘other’ mortality sensitiveto changes in feeding time,” we used 0.0 for components comprised of large individuals and apexpredators, 0.5 for medium-size fishes that are eaten by the upper-level predators, and 1.0 for thesmall prey components.
Balancing the model
Our initial set of parameter estimates (ETP1; Appendix Tables 1a and 2a) did not producea balanced model in Ecopath. In the unbalanced model, the estimated predation on some com-ponents was greater than the estimated production of those components. This was caused byoverestimated consumption rates and/or biomasses of the predators, underestimated productionrates and/or biomasses of the prey, or unreliable diet data. We made adjustments to severalparameters and components, depending on our relative confidence in the initial parameter esti-mates. Our confidence ratings were subjective and based on assessments of data quality, thenumber and tenability of assumptions, etc. Parameter estimates of low confidence (AppendixTables 1a and 2a) were adjusted more often and to a greater degree than those of medium confi-dence. Whenever possible, we did not adjust parameters in which we had relatively high confi-dence. We also had difficulties balancing the first draft of the model because cannibalism esti-mates within some components were excessive relative to their own production rates. In ETP1 (Appendix),cannibalism was problematic in the two cephalopod components and in the Zooplankton component.
PELAGIC ECOSYSTEM MODEL 139
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We solved this problem by aggregating the Epipelagic and Mesopelagic cephalopods into oneCephalopod component, and disaggregating the Zooplankton component into two zooplanktoncomponents based on size and feeding habits.
After balancing ETP1, we made additional changes to ETP2. We removed Large and Smallwahoo from the Large and Small miscellaneous piscivores because wahoo are consumed by dif-ferent predators than are the carangids and other small pelagic fishes. We then combined theLarge and Small miscellaneous piscivores into one component. We omitted Anchovies as a com-ponent and combined them with the Miscellaneous epipelagic fishes because they are eaten inonly a small part of the ETP, and balancing their consumption requirements incorrectly impliedexcessively high production rates of zooplankton throughout the system. In some cases, weremoved an unreliable biomass estimate and replaced it by an estimate of EE. These and subse-quent revisions took the model through the most recent version, ETP7, which is described inTables 2a and 3a.
We summarize the principal adjustments in the model parameters required to balance themodel in Table 4a (see those marked with footnote 3). Our adjustments to the diet matrix can beviewed by comparing Table 3a and Appendix Table 2a.
SENSITIVITY ANALYSIS
The model is one of several possible hypotheses describing the pelagic ecosystem in the ETP.Much of the information synthesized in this model is uncertain (see footnotes in Appendix Tables1a and 2a). We considered the sensitivity of an intermediate version of the model (ETP5), bothfor the Ecopath mass-balance and the dynamic trajectories predicted by Ecosim. First, we variedthe basic input parameters B, P/B, Q/B, and EE by -50% and +50% (in steps of 10%) for each com-ponent and calculated the resulting percent change in each of the input parameters that are com-puted by Ecopath (Table 2a, footnote 1) for all other components. We summarized the results ofthis analysis with a sensitivity index (Figure 1). The index is the count of the parameters affect-ed by ±30% or more for each component.
The Ecopath mass-balance was relatively insensitive to parameter values for most compo-nents (Figure 1). Varying the parameters for four components occupying top trophic levels (Largeand Small marlins, Small sharks, and Toothed whales), one component in the middle (Skipjacktuna), and three components near the bottom of the food web (Primary consumers, Secondaryconsumers, and Miscellaneous epipelagic fishes) indicated low-medium model sensitivity. Modelsensitivity was zero for the Baleen whales.
The initial sensitivity analysis showed that changes in the parameters of two components,Cephalopods and Auxis spp., exert the greatest influence on the system (Figure 1). These com-ponents occupy middle trophic levels, and many of the upper-level predators prey on these com-ponents. Little is known about Auxis spp. and about the many species of cephalopods in the ETP,and studies of these two groups might be the most efficient way to improve our knowledge of theETP ecosystem.
Because the Ecopath mass-balance was most sensitive to parameters for Cephalopods andAuxis spp., we concentrated the second part of the sensitivity analysis on these two components.We evaluated the sensitivity of the biomass trajectories predicted by Ecosim to changes in the basicparameters for these components in ETP5. We changed P/B, Q/B, and EE for the Cephalopods andAuxis spp. by 20%, 30%, and 50%, and evaluated the fits of the predicted biomasses to CPUE datafor yellowfin tuna (Figure 31 from IATTC 1999a). Reductions in the sum of squares (SS) of thefits, indicating an improvement over the initial values, occurred in only a few cases (Table 9). SSimprovements were slight, and in most cases the fits were worse. For the Cephalopods, 5 of the14 fits showed negative changes in SS relative to the fits using the initial values, but the maximum
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improvement in SS was only 3.3%. Positive changes in SS values, indicating a worse fit, were asgreat as 69.7%. For Auxis spp., none of the parameter variations produced a better fit to theCPUE data for yellowfin (Table 9).
For illustrative purposes, we analyzed how the sensitivities in the Ecopath mass-balance trans-late into changes in the biomass trajectories predicted by simulations described in the section entitledFITTING THE MODEL TO HISTORICAL DATA. Because both the Ecopath mass-balance andthe Ecosim fits to the CPUE data were highly sensitive to changes in the Q/B of the Cephalopodsand the P/B of Auxis spp. (Figure 1, Table 9), we made those sorts of changes, one-by-one, to thebasic parameters in Ecopath and rebalanced each time. Then, in Ecosim, we repeated simulationsfor the base ETP5 model, for ETP5 with altered Cephalopod Q/B, and for ETP5 with alteredAuxis spp. P/B, and compared the results. We changed the Q/B of the Cephalopods by a factor of0.4 (new Q/B = 9.8) and the P/B of Auxis spp. by a factor of -0.4 (new P/B = 1.5) in the latter twosimulations. We plotted the predicted biomass trajectories for 13 model components that havestrong trophic linkages to the Cephalopods and Auxis spp. for a subset of the three simulations,i.e. for 1960-1998. We found that predictions of absolute biomasses varied markedly among thethree simulations (Figure 2, lower two panels, trend lines greater than 1.0), but predicted trendsin biomass were not sensitive to the altered Q/B and P/B values (Figure 2, lower two panels,straight or nearly-straight trend lines).
MODEL REVIEW
Our final model (ETP7) is a product of extensive review by a large number of scientists (seeACKNOWLEDGEMENTS). Two working groups were formed specifically for developing andevaluating the model. The first, formed under a project entitled “Ecological Implications ofAlternative Fishing Strategies for Apex Predators” to develop and evaluate our model of the ETP,was funded by the National Center for Ecological Analysis and Synthesis (NCEAS) in SantaBarbara, California (www.nceas.ucsb.edu). In addition, the IATTC Working Group on Bycatchagreed, during its first meeting in July 1998, that Ecopath with Ecosim provides a useful startingpoint for modeling ecosystem dynamics in the ETP, and established a subgroup, Ecological Studiesand Modeling (ESM), to oversee and review our model.
The goal of the first meeting of the NCEAS working group, held in November 1998, was torevise and balance the first draft of the model. Considerable improvements to ETP1 (Appendix)were made at that time, and the resulting model was named ETP2. Revisions of the model com-ponents and adjustments to the parameter values were made to achieve mass balance (seeBalancing the model). The NCEAS working group held four additional meetings during whichETP2 was evaluated, revised, and ultimately used for analyses of the ecosystem.
At a meeting of the ESM subgroup in April 1999, the participants discussed the assortmentof information required to construct steady-state and dynamic models of the ecosystem. The sub-group also discussed other modeling approaches, including the model of Andersen and Ursin(1977), multispecies virtual population analysis (MSVPA) (e.g. Pope 1979), mixed-species yield-per-recruit analysis (e.g. Murawski 1984), individual-based models (IBM) (e.g. Tyler and Rose1994), and artificial life tools (e.g. Dagorn et al. 2000). The first balanced version of the ETPmodel, ETP2, was reviewed at this meeting, and recommendations for the model's improvementand further analyses were made. We acted on several of the recommendations during the subse-quent year.
The recommendations of the ESM subgroup were summarized in two categories: 1) short-term priorities for revising and calibrating ETP2, and 2) long-term modeling recommendations(IATTC 1999b). We addressed all of the following short-term recommendations, except the lastitem, during the subsequent year.
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Add components for swordfish, bluefin tuna, albacore tuna, and baleen whales (if itcould be determined that these whales feed substantially in the tropics).Redefine the model area, considering, for example, ocean provinces or the main area of the surface fishery.Conduct a particle-size spectrum analysis of the ETP ecosystem as an alternativemethod of estimating biomasses.Compare top-down and bottom-up interactions in the model, to evaluate the relativeimportance of environmental forcing in the ETP ecosystem.Compare previous estimates of the variability of yellowfin tuna recruitment in the EPOwith those produced by the model.Conduct a sensitivity analysis of the Ecosim output.Incorporate recently-available bycatch data for the longline fishery.Compare the ETP model with a model of a shorter food chain, such as that in thePeruvian upwelling system.
The following sections summarize how we addressed the short-term recommendations. Inmaking these revisions, and also incorporating suggestions from the NCEAS working group(which continued to meet during 1999-2000), ETP2 eventually became ETP7, the final model pre-sented in this report.
Additional model components
We added Large and Small swordfish, Bluefin tuna, Baleen whales, and Albacore to themodel, separated the Producers into two components, and restructured the two zooplankton com-ponents. Our sources of information and assumptions for these are summarized in Table 4a.
We did not include swordfish (Xiphias gladius) in the first draft of the model because weconsidered them to occur primarily in temperate waters, and to be a minor component of the ETPecosystem. Based on a more thorough literature review, however, we included two size-specificcomponents of swordfish in the model.
We did not include Pacific bluefin tuna (Thunnus orientalis) in the first draft of the modelbecause their distribution in the eastern Pacific is primarily in temperate waters, and they are aminor component of the ETP ecosystem. Based on a more thorough review of the literature, how-ever, we included one component of Bluefin in the model. Tagging data (Bayliff 1994) have shownthat many bluefin make a trans-Pacific migration from the western to the eastern Pacific Oceanwhen young. We used the tagging data to estimate that ecological interactions with bluefin occurin only 7% of the model area, and assumed they are resident in this region during four months ofthe year.
We did not include baleen whales in the first draft of the model because we assumed thatmost species of baleen whales do not feed in tropical regions of the ETP. There are, however, res-ident blue whales (Balaenoptera musculus) near the Costa Rica Dome. Blue whales also resideseasonally in the Gulf of California, and are known to feed there. Bryde’s whales (B. edeni) arealso resident in coastal areas of the ETP. All other baleen whales that occur in the ETP, e.g. fin-back (B. physalus), sei (B. borealis), and humpback whales (Megaptera novaeangliae), do not feedin the tropics. We added a component called Baleen whales, comprised of blue and Bryde's whales.(The above information on whales was provided by S. Reilly (U.S. National Marine FisheriesService, La Jolla, California, USA) and M. Scott (IATTC, La Jolla, California, USA.)
We did not include albacore tuna (Thunnus alalunga) in the first draft of the model becausewe considered only northern albacore, which do not often occur in the modeling area. However,considerable amounts of southern albacore are caught in the modeling area by the Japanese,Taiwanese, and Pacific Island longline fleets (Uosaki and Bayliff 1999, Hampton and Fournier2000), so we added a model component called Albacore to represent southern albacore tuna. Thecatch data were taken from Lawson (2001).
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Redefining the model area
We determined that redefining the model area to more closely approximate the surface fish-ery of the eastern Pacific Ocean would not be a useful change. Reducing the model area wouldeliminate some of the catches of the longline fleet. Enlarging the model area would add temper-ate animals that do not occur in most of the ETP. Many of the tropical species occurring relativelyclose to the coast north of 20°N are already represented in the model. These include red crabs,swordfish, tunas (including bluefin), billfishes, sharks, and marine mammals. We did not redrawthe northern boundary of the model at a higher latitude, however, because north of 20°N sometemperate and tropical species overlap during part of the year. The model best characterizes thetropical ecosystem south of 20°N.
Partitioning the model into several smaller models that correspond to ocean provinces (e.g.Longhurst 1998), would create a problem in adequately representing animals that are mobile.Several of the species and functional groups move among ocean provinces, but we had no infor-mation on the amount of time these animals spend nor the amount of energy they consume ineach province.
Particle-size spectrum
The ESM subgroup suggested that a particle-size spectrum analysis (Pratt and Casey 1983,Rodriguez and Mullin 1986, Boudreau and Dickie 1992) for the ETP might be helpful for cali-brating our biomass estimates and estimating biomasses of some of the lesser-known components.We conducted such an analysis, but found the results equivocal for the model because of uncer-tainty in independent estimates of phytoplankton and bacteria biomass for the ETP. We, there-fore, made no changes based on the particle-size-spectrum relationship.
Environmental forcing
The members of the NCEAS working group explored how climate variation at the scale ofthe El Niño-Southern Oscillation (ENSO) might affect animals at middle and upper trophic lev-els in the ETP. The working group used the ETP model to simulate the effects of single climate-anomaly pulses, regular climate cycles, and greenhouse warming. First, they established anempirical relationship between sea-surface temperature (SST) anomalies in the NIÑO3 region2
of the ETP and surface chlorophyll concentrations to simulate the bottom-up effects of physical-ly forcing the biomass of the Large phytoplankton. They also developed an alternative hypothe-sis that physical forcing, in addition to affecting Large-phytoplankton biomass, simultaneouslyaffects egg production by predators and the degree to which recruiting predators are themselvesvulnerable to predation. Watters et al. (in press) summarize the results and conclusions of that work.
Comparisons with IATTC stock assessments of yellowfin tuna
ETP7 predicts biomass trends for yellowfin tuna that approximately agree with IATTCstock assessments. We incorporated historical fishing effort and CPUE data for yellowfin, SSTanomalies, and hypothesized temperature effects on egg and larval production for yellowfin in asimulation to see if the model could reproduce the biomass trends estimated in IATTC stockassessments. The simulated biomass trajectory of Large and Small yellowfin tuna resembled thepattern of CPUEs by Class-6 purse seiners (vessels with fish-carrying capacities of more than 425 ____________________2 The NIÑO3 region of the eastern equatorial Pacific is defined by the U.S. National Weather Service’s Climate Prediction
Center (CPC) as the area bounded by 5°N-5°S, 150°-90°W. Monthly mean SST anomalies are provided by the CPC on itswebsite, http://www.cpc.noaa.gov.
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cubic meters) depicted in IATTC (1999a: Figure 31). Details on this and further analyses are inthe section entitled FITTING THE MODEL TO HISTORICAL DATA.
Ecosim sensitivity
At the meeting of the ESM subgroup, we presented the results of a sensitivity analysis ofthe Ecopath portion of the model. Subsequent to that, we evaluated the sensitivity of the Ecosimtrajectories to changes in the basic parameters for the Cephalopods and Auxis spp. components.The results are outlined above in the section entitled SENSITIVITY ANALYSIS.
Longline bycatch data
We incorporated more-recent data, supplied by H. Nakano (National Research Institute ofFar Seas Fisheries, Shimizu, Japan), on the bycatches of sharks by the Japanese longline fleet.We multiplied the numbers of sharks caught per year by estimates of average weights of longline-caught sharks adapted from Bailey et al. (1996) to obtain estimates of shark landings and dis-cards. We determined which sharks were classified as large and small, and which were landedand discarded, from information in Nakano et al. (1997).
Revision of plankton components
A reviewer of ETP5 encouraged us to substantially revise the Phytoplankton andZooplankton components in the model. Chai et al. (2002) used a nutrient-phytoplankton-zoo-plankton-detritus model to produce estimates of biomass and production of two phytoplanktonand two zooplankton groups in the eastern equatorial Pacific. The model is based on nitrogenand silicate cycling forced by a three-dimensional circulation model for 5°N-5°S, 90°W-180°. Theyfound that their results were similar to those from observations in the field (e.g. Landry et al.1995, Barber et al. 1996, Dugdale and Wilkerson 1998). Although we were encouraged to restruc-ture the lower trophic levels of our model based on Chai et al.’s (2002) characterization of theequatorial upwelling system, we recognize that this model does not fully represent the primaryand secondary production in the entire pelagic ETP.
We designated new model components for Small producers, Large phytoplankton,Microzooplankton, and Mesozooplankton. The taxonomic composition of those groups (M.Ohman, Scripps Institution of Oceanography, La Jolla, California, USA, personal communication)is provided in Table 1a. We adopted Chai et al.’s (2002) estimates of P/B, and derived estimatesof EE from their model. We derived the EEs by dividing the flow into each component by the flowout of each component and adjusting for the proportions of NH4, detrital nitrogen, and detritalsilicate that are recycled in the ecosystem. Our biomass estimates for the four plankton compo-nents (Table 2a) are lower than Chai et al.’s biomass estimates, but this result seems justifiedbecause our model averages over areas that are not as productive as the equatorial upwelling sys-tem described by Chai et al. (2002).
FITTING THE MODEL TO HISTORICAL DATA
We fitted the model to time series data on yellowfin and bigeye tunas. We set up initial con-ditions for the fit by simulating a 51-year period with no fishing effort, and then used an histor-ical series (1961-1998) of fishing effort for each of the five gears and fishing modes in the modelto drive fishing mortality. Running the simulation for 51 years without fishing allowed thebiomasses of the model groups to achieve equilibrium at higher levels, possibly approaching unex-ploited or early-exploited conditions. We standardized estimates of fishing effort (days fishing for
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three purse-seine set types and for pole-and-line; numbers of hooks for longline) from 1961-1998to the effort in 1993 (Figure 3). We also used the empirical climate driver for Large phytoplank-ton, described in the Environmental forcing section, to include the effects of climate variationin the simulation.
We fitted the ecosystem model to estimates of relative biomass and average total mortalityrates for Large and Small yellowfin (Figure 3) and Large and Small bigeye (Figure 4). Thesebiomass and mortality estimates were taken from the stock assessments of Maunder and Watters(2001) and Watters and Maunder (2001). For Large yellowfin, we used the biomass estimate atthe start of each year for fish in the seventh quarter or more after recruitment to the fisheries.For Large bigeye, we used the biomass estimate at the start of each year for fish in the ninth quar-ter or more after recruitment to the fisheries. For Small yellowfin and Small bigeye, we sub-tracted the biomass estimates for the large fish from estimates of total biomass. All biomass esti-mates were scaled to biomasses in 1993 and treated as CPUEs. Fitting entailed iteratively adjust-ing the vulnerability rate (v, equation (5)) for all predator-prey links in the model to minimize thesum of square errors (SS). When estimating vulnerability rates, we tried grouping similar modelcomponents in several ways to explore the hypothesis that animals performing comparable rolesin the ecosystem would be vulnerable to predation in comparable ways. For example, we esti-mated v separately for apex predators (defined here as groups at trophic levels > 4.8), predators(defined here as groups at trophic levels 3.8-4.8), and prey (defined here as groups at trophic lev-els < 3.8). None of the alternative vulnerability scenarios were better (lower SS and a more par-simonious parameterization) than estimating a single common v. The best estimate of v was0.2889. Fits to the relative biomass estimates for Large and Small yellowfin and Large and Smallbigeye are displayed in Figures 3 and 4, respectively. The fits for yellowfin were considerably bet-ter than those for bigeye. The fits for yellowfin captured the apparent higher recruitment regimeof 1985-1998 (Maunder and Watters 2002) (Figure 3). The fits for bigeye, however, miss theincrease in relative biomass estimated to have occurred during 1984-1987 (Watters and Maunder2002) (Figure 4).
DISCUSSION
Applications of the model
The ETP ecosystem model was developed as an hypothetical description of the ecosystem.The model is also useful for evaluating the possible ecological implications of many alternativefishing policies that might be proposed as management measures in the ETP.
Changes in fishing effort can be modeled for any gear independently or for any combinationof gears, where gears are defined as three purse-seine fishing modes (dolphin sets, floating-objectsets, and unassociated sets), longline, and pole-and-line. Simulation scenarios that vary fishingeffort might be used when considering reductions in fleet capacity, global limits on the number ofsets of a particular type, or limits on the number of fish-aggregating devices (FADs) that can bedeployed.
Changes in fishing effort on certain species or groups, individually or in unison, can also besimulated. For example, simulation scenarios that vary catches on particular components of theecosystem could be used to evaluate the food web responses to seasonal closures or catch limitson target species. Changes in fishing mortality on particular suites of species might occur due tobycatch reduction measures. Sorting grids (Misund and Beltestad 1994) deployed in purse-seinenets could reduce the fishing mortality on small tunas and other species that aggregate near float-ing objects by releasing them through the grid while retaining the larger individuals. Regulationson the characteristics of FADs, if certain characteristics are correlated with attracting certainspecies that need protection, could cause a reduction in bycatches of those species.
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146 OLSON AND WATTERSThe ecosystem model can be used to simulate changes in fishing effort during certain
periods of the year. Such scenarios might include closures on particular set types, such as a mora-torium on floating-object sets after a quota is reached.
Caveats
We know very little about the productivity and standing stocks of several model compo-nents, especially those at middle and lower trophic levels. There is large uncertainty associatedwith the parameters for many of the components, and given the results of our sensitivity analy-ses, estimates of biomass and other parameters in Ecopath for the Cephalopods and Auxis spp.would be especially desirable. Although we estimated v (equation 5) for each component, we can-not determine if we are representing the correct functional response for each component (i.e.uncertainty in model specification).
For many components in the model, empirical diet data for the ETP were not available,and we applied information for other areas from literature sources. We had direct diet data forthe two dolphin components, Large and Small yellowfin tuna, Small bigeye tuna, Large and Smallmarlins, Large and Small sailfish, Large and Small dorado, Large and Small sharks, Large andSmall wahoo, and Skipjack tuna, but some of these components were represented by small sam-ple sizes. The diets of many of the wide-ranging animals in this large system with diverse sub-systems (e.g. upwelling areas versus major gyres) are expected to be variable, which argues forlarge sample sizes. No direct diet data were available for many of the medium and small fishesand invertebrates in the ETP.
We assumed that movement rates of animals into the model area approximately equalmovement rates out. We recognize that some highly-mobile species can extend their distributionsto higher latitudes during El-Niño episodes (Barber and Chavez 1986). The anomalous appear-ance of tropical animals in temperate regions is well known because it is easy to observe the factthat large pelagic fishes suddenly appear in areas that they normally do not inhabit. It is plausi-ble, but more difficult to document, that individuals of the same species enter the ETP from thewestern-central Pacific warm pool when the interface between the warm pool and the equatorialupwelling tongue displaces eastward during an El Niño event. Lehodey (2001) documents suchmovements for skipjack tuna. These zonal movements may somewhat compensate for simulta-neous pole-ward displacements of skipjack and other pelagic species during strong ENSO conditions.
We recognize that our ecosystem model cannot possibly describe all of the complexitythat characterizes the pelagic system in the ETP. Ecosystem models must be compromisesbetween simplistic representations and unmanageable complexity. Nevertheless, we believe thatthe model enables us to gain insight into the relationships between the principal species in theecosystem and develop important hypotheses (e.g. Watters et al. in press). We believe that thework summarized in this paper can also form the foundation for evaluating the ecological effectsof alternative fishing strategies in the ETP.
ACKNOWLEDGEMENTS
Some of this work was conducted as part of the Ecological Implications of AlternativeFishing Strategies for Apex Predators working group supported by the National Center forEcological Analysis and Synthesis (NCEAS), a Center funded by the National Science Foundation(Grant #DEB-94-21535), the University of California at Santa Barbara, and the state ofCalifornia. We appreciate the efforts of the members of this working group in developing andimproving the model. They included Kerim Aydin, Lisa Ballance, Christofer Boggs, TimothyEssington, Paul Fiedler, Robert Francis, Marco García, James Kitchell, Jeffrey Polovina, Stephen
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Reilly, and Carl Walters. The participants of the IATTC Ecological Studies and Modeling work-ing group also provided valuable input. They were Robin Allen, Kerim Aydin, Richard Deriso,Elizabeth Edwards, Alain Fonteneau, Marco García, Martín Hall, James Joseph, ElizabethLogerwell, Héctor Lopez, Hideki Nakano, Paul Smith, and Daniel Ware. We gratefully acknowl-edge Lisa Ballance (NMFS, La Jolla) for unpublished information on seabirds, Stephen Reilly(NMFS, La Jolla) and Michael Scott (IATTC, La Jolla) for unpublished information on marinemammals in the ETP, and Felipe Galván-Magaña (CICIMAR, México) whose work on food habitsgreatly improved our knowledge of the trophic structure in the ETP. We thank an anonymousreviewer, Fei Chai, and Mark Ohman for information on phytoplankton and zooplankton. Themanuscript was improved by reviews from William Bayliff and the anonymous reviewer. We alsothank Nicholas Webb for his thorough Spanish translation.
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PELAGIC ECOSYSTEM MODEL 149
FIGURE 2. Predicted biomass trajectories for 13 model components that have strong trophic linkages toCephalopods and Auxis spp. The top panel shows the predicted biomasses from a simulation using ETP5with the historical time series of fishing mortalities used to estimate v (see Figure 3). The second panelshows the predicted biomasses from a second simulation using an Ecopath mass-balance with an altered Q/Bfor Cephalopods. The third panel shows the predicted biomasses from a third simulation using an Ecopathmass-balance with an altered P/B for Auxis spp. The values for Spotted dolphin, Mesopelagic dolphins, andSmall dorado are 1.0 or very close to 1.0 in all cases.FIGURA 2. Trayectorias predichas de la biomasa para 13 componentes del modelo con vínculos tróficosfuertes con Cefalópodos y Auxis spp. El recuadro superior ilustra las biomasas predichas de una simulaciónusando ETP5 con la serie de tiempo histórica de mortalidad por pesca usada para estimar v (ver Figura 3).El segundo recuadro ilustra las biomasas predichas de una segunda simulación usando un balance de masasde Ecopath con un Q/B de Cefalópodos modificado. El tercer recuadro ilustra las biomasas predichas de una tercerasimulación usando un balance de masas de Ecopath con una P/B de Auxis spp. modificada. Los valores para Delfínmanchado, Delfines mesopelágicos, y Dorado pequeño son 1.0 a muy cercanos a 1.0 en todos los casos.
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150 OLSON AND WATTERS
FIGURE 3. Simulation results (top panel) of fitting the ETP7 ecosystem model to historical time series ofCPUE for yellowfin tuna in the eastern Pacific Ocean. The effort time series (days fishing for three purse-seine fishing modes and for pole and line; numbers of hooks for longline gear) are standardized to the effortin 1993 for each gear (bottom five panels). In the simulation, there was no fishing effort, only climate forc-ing, between 1910 and 1961. The climate driver is shown in Figure 4. Note: the y axes of the panels aredrawn at different scales. YFT = yellowfin tuna.FIGURA 3. Resultados de la simulación (recuadro superior) de ajustar el modelo del ecosistema ETP7 aseries de tiempo históricas de CPUE de atún aleta amarilla en el Océano Pacífico oriental. Las series detiempo de esfuerzo (días de pesca para tres modalides de pesca con red de cerco y pesca con caña y anzuelo;número de anzuelos para palangres) están estandarizadas al esfuerzo en 1993 para cada arte (cincorecuadros inferiores). En la simulación, no hubo esfuerzo de pesca, solamente impulsos climáticos, entre1910 y 1961. En la Figura 4 se ilustran los impulsos climáticos. Nota: la escala de los ejes y es diferente encada recuadro. YFT = atun aleta amarilla.
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PELAGIC ECOSYSTEM MODEL 151
FIGURE 4. Simulation results (top panel) of fitting the ETP7 ecosystem model to historical time series offishing effort (shown in Figure 3) for bigeye tuna in the eastern Pacific Ocean. The bottom panel displaysthe SST anomalies for the NIÑO3 region during 1910-1998; we used this time series as a climate driver forthe simulation. BET = bigeye tuna.FIGURA 4. Resultados de la simulación (recuadro superior) de ajustar el modelo del ecosistema ETP7 aseries de tiempo históricas de esfuerzo de pesca (ilustradas en la Figura 3) de atún patudo en el OcéanoPacífico oriental. El recuadro inferior ilustra las anomalías de la TSM en la región NIÑO3 durante 1910-1998; usamos esta serie de tiempo como impulsador climático para la simulación. BET = atún patudo.
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156 OLSON AND WATTERS
TABLE 2a. Parameter estimates for the final version of the model (ETP7). The abbreviations are as follows: B =biomass; P/B = production/biomass ratio; Q/B = consumption/biomass ratio; EE = ecotrophic efficiency; U/Q =unassimilated fraction of the diet of each component.
Trophic B P/B Q/BComponent EE U/Qlevel (tons·million km-2) (year-1) (year-1)
Pursuit birds 4.75 600 0.08 65.7 0.2331 0.31Grazing birds 3.76 123 0.15 65.7 0.1341 0.32Baleen whales 3.81 9,100 0.02 9.1 <0.0011 0.34Toothed whales 5.22 31,000 0.02 6.8 <0.0011 0.31Spotted dolphin 5.03 3,500 0.04 16.5 0.2191 0.31Mesopelagic dolphins 4.65 17,000 0.04 16.5 0.1901 0.28Sea turtles 3.62 2601 0.15 3.5 0.500 0.35Large yellowfin tuna 4.66 6,500 2.35 15.6 0.3601 0.30Large bigeye tuna 5.17 9,000 0.76 13.0 0.3301 0.31Large marlins 5.32 5731 1.00 7.8 0.500 0.29Large sailfish 4.89 521 1.15 7.8 0.250 0.28Large swordfish 4.96 331 0.44 7.8 0.750 0.32Large dorado 4.61 2181 1.20 21.9 0.250 0.30Large wahoo 4.89 1,100 1.20 9.8 0.0681 0.30Large sharks 4.93 400 0.32 7.8 0.4791 0.29Rays 3.68 230 0.25 3.9 0.3611 0.34Skipjack tuna 4.57 26,4431 1.88 21.5 0.400 0.30Albacore 4.60 3,0261 0.77 17.0 0.750 0.30Auxis spp. 3.86 143,2461 2.50 25.0 0.950 0.33Bluefin tuna 4.37 1,400 0.65 12.8 0.7941 0.32Small yellowfin tuna 4.57 8,200 1.75 18.3 0.9051 0.29Small bigeye tuna 4.53 10,000 0.72 15.3 0.6891 0.27Small marlins 5.22 1451 0.50 9.0 0.750 0.30Small sailfish 4.63 1271 0.57 9.8 0.750 0.28Small swordfish 4.42 981 0.21 9.0 0.750 0.30Small dorado 4.66 2,000 3.15 27.4 0.9901 0.30Small wahoo 4.58 2,7301 1.75 11.4 0.750 0.30Small sharks 5.23 270 0.58 9.2 0.5831 0.29Miscellaneous piscivores 4.33 16,5361 2.25 7.7 0.950 0.31Flyingfishes 3.42 160,6031 2.88 25.8 0.950 0.35Misc. epipelagic fishes 3.19 2,248,5321 2.07 10.8 0.950 0.36Misc. mesopelagic fishes 3.45 2,000,000 2.00 10.8 0.9271 0.35Cephalopods 4.4 1,104,8011 2.00 7.0 0.850 0.29Crabs 3.46 119,6931 3.50 10.0 0.950 0.34Mesozooplankton 2.7 706,7061 64.00 200.0 0.680 0.35Microzooplankton 2 826,4221 143.00 600.0 0.980 0.42Large phytoplankton 1 426,0911 125.00 0.900Small producers 1 2,999,1711 167.00 0.990
1 This value, of the set {B, P/B, Q/B, and EE}, was computed by Ecopath. We inputted the remaining three parametervalues.
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PELAGIC ECOSYSTEM MODEL 157
TABLA 2b. Estimaciones de los parámetros de la versión final del modelo (ETP7). Se usan las abreviaturas siguientes:B = biomasa; P/B = cociente producción/biomasa; Q/B = cociente consumo/biomasa; EE = eficacia ecotrófica; U/Q = frac-ción no asimilada de la dieta de cada componente.
Nivel B P/B Q/BComponente EE U/Qtrófico (toneladas·millón km-2) (Año-1) (Año-1)
Aves de caza 4.75 600 0.08 65.7 0.2331 0.31Aves forrajeras 3.76 123 0.15 65.7 0.1341 0.32Ballenas barbadas 3.81 9,100 0.02 9.1 <0.0011 0.34Ballenas dentadas 5.22 31,000 0.02 6.8 <0.0011 0.31Delfín manchado 5.03 3,500 0.04 16.5 0.2191 0.31Delfines mesopelágicos 4.65 17,000 0.04 16.5 0.1901 0.28Tortugas marinas 3.62 2601 0.15 3.5 0.500 0.35Atún aleta amarilla 4.66 6,500 2.35 15.6 0.3601 0.30 grandeAtún patudo grande 5.17 9,000 0.76 13.0 0.3301 0.31Marlines grandes 5.32 5731 1.00 7.8 0.500 0.29Pez vela grande 4.89 521 1.15 7.8 0.250 0.28Pez espada grande 4.96 331 0.44 7.8 0.750 0.32Dorado grande 4.61 2181 1.20 21.9 0.250 0.30Peto grande 4.89 1,100 1.20 9.8 0.0681 0.30Tiburones grandes 4.93 400 0.32 7.8 0.4791 0.29Rayas 3.68 230 0.25 3.9 0.3611 0.34Atún barrilete 4.57 26,4431 1.88 21.5 0.400 0.30Albacora 4.60 3,0261 0.77 17.0 0.750 0.30Auxis spp. 3.86 143,2461 2.50 25.0 0.950 0.33Atún aleta azul 4.37 1,400 0.65 12.8 0.7941 0.32
Atún aleta amarilla 4.57 8,200 1.75 18.3 0.9051 0.29pequeñoAtún patudo pequeño 4.53 10,000 0.72 15.3 0.6891 0.27Marlines pequeños 5.22 1451 0.50 9.0 0.750 0.30Pez vela pequeño 4.63 1271 0.57 9.8 0.750 0.28Pez espada pequeño 4.42 981 0.21 9.0 0.750 0.30Dorado pequeño 4.66 2,000 3.15 27.4 0.9901 0.30Peto pequeño 4.58 2,7301 1.75 11.4 0.750 0.30Tiburones pequeños 5.23 270 0.58 9.2 0.5831 0.29Piscívoros misceláneos 4.33 16,5361 2.25 7.7 0.950 0.31Peces voladores 3.42 160,6031 2.88 25.8 0.950 0.35
Peces epipelágicos 3.19 2,248,5321 2.07 10.8 0.950 0.36misceláneosPeces mesopelágicos 3.45 2,000,000 2.00 10.8 0.9271 0.35misceláneosCefalópodos 4.4 1,104,8011 2.00 7.0 0.850 0.29Cangrejos 3.46 119,6931 3.50 10.0 0.950 0.34Mesozooplancton 2.7 706,7061 64.00 200.0 0.680 0.35Microzooplancton 2 826,4221 143.00 600.0 0.980 0.42Fitoplancton grande 1 426,0911 125.00 0.900Productores pequeños 1 2,999,1711 167.00 0.990
1 Este valor, del conjunto {B, P/B, Q/B, y EE}, fue computado por Ecopath. Insertamos los valores de los otros tres parámetros.
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PELAGIC ECOSYSTEM MODEL 159
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TABLE 5a. Estimates of fisheries landings (tons per million km2 per year) by gear and purse-seine fishingmethod. The landings were averaged over 1993-1997.
Purse-seine set typeComponent Longliners Baitboats Unasso- Floating- Total
Dolphinciated objectPursuit birdsGrazing birdsBaleen whalesToothed whalesSpotted dolphinMesopelagic dolphinsSea turtlesLarge yellowfin tuna 520.00 990.00 250.00 3,600.00 5,360.00Large bigeye tuna 1,500.00 10.00 56.00 560.00 0.77 2,126.77Large marlins 280.00 280.00Large sailfish 14.00 14.00Large swordfish 10.92 0.01 0.01 <0.01 10.95Large dorado 0.06 0.06Large wahoo 45.00 0.16 1.90 <0.01 47.06Large sharks 22.23 1.30 1.30 0.16 24.99Rays 7.40 7.40Skipjack tuna 67.00 140.00 1,200.00 2,000.00 91.00 3,498.00Albacore 441.87 441.87Auxis spp. 0.57 0.57Bluefin tuna 0.17 44.94 0.03 45.14Small yellowfin tuna 110.00 1,400.00 380.00 780.00 2,670.00Small bigeye tuna 5.10 25.00 420.00 0.20 450.30Small marlinsSmall sailfishSmall swordfish 3.64 0.00 3.64Small dorado 0.14 4.10 4.24Small wahoo 0.40 0.34 0.01 0.75Small sharks 0.32 0.57 0.04 0.93Miscellaneous piscivores 18.00 100.00 0.40 118.40FlyingfishesMisc. epipelagic fishesMisc. mesopelagic fishesCephalopodsCrabsTotal 2,912.86 265.10 3,736.27 3,718.25 4,472.59 15,105.07
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TABLA 5b. Estimaciones de las descargas en las pesquerías (toneladas anuales por millón de km2) por artede pesca y modalidad cerquera. Las descargas son los promedios de 1993-1997.
Tipo de lance cerqueroBarcos deComponente Palangreros No Objeto Totalcarnada Delfínasociado flotante
Aves de caza Aves forrajeras Ballenas barbadas Ballenas dentadas Delfín manchado Delfines mesopelágicos Tortugas marinas Atún aleta amarilla grande 520.00 990.00 250.00 3,600.00 5,360.00Atún patudo grande 1,500.00 10.00 56.00 560.00 0.77 2,126.77Marlines grandes 280.00 280.00Pez vela grande 14.00 14.00Pez espada grande 10.92 0.01 0.01 <0.01 10.95Dorado grande 0.06 0.06Peto grande 45.00 0.16 1.90 <0.01 47.06Tiburones grandes 22.23 1.30 1.30 0.16 24.99Rayas 7.40 7.40Atún barrilete 67.00 140.00 1,200.00 2,000.00 91.00 3,498.00Albacora 441.87 441.87Auxis spp. 0.57 0.57Atún aleta azul 0.17 44.94 0.03 45.14Atún aleta amarilla pequeño 110.00 1,400.00 380.00 780.00 2,670.00Atún patudo pequeño 5.10 25.00 420.00 0.20 450.30Marlines pequeñosPez vela pequeñoPez espada pequeño 3.64 0.00 3.64Dorado pequeño 0.14 4.10 4.24Peto pequeño 0.40 0.34 0.01 0.75Tiburones pequeños 0.32 0.57 0.04 0.93Piscívoros misceláneos 18.00 100.00 0.40 118.40Peces voladoresPeces epipelágicos misceláneosPeces mesopelágicos misceláneosCefalópodosCangrejosTotal 2,912.86 265.10 3,736.27 3,718.25 4,472.59 15,105.07
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TABLE 6a. Estimates of fisheries discards (tons per million km2 per year) by gear and purse-seine fishingmethod. The discards were averaged over 1993-1997.
Purse-seine set typeComponent Longliners Baitboats Unasso- Floating- Total
Dolphinciated objectPursuit birdsGrazing birdsBaleen whalesToothed whales 0.17 0.17Spotted dolphin 3.00 3.00Mesopelagic dolphins 2.50 2.50Sea turtles 0.64 0.04 0.08 0.03 0.79Large yellowfin tunaLarge bigeye tunaLarge marlins 1.80 4.20 0.46 6.46Large sailfish 0.67 0.05 0.29 1.01Large swordfishLarge doradoLarge wahoo 1.90 26.00 0.03 27.93Large sharks 16.00 18.00 2.30 36.30Rays 0.01 11.00 0.35 2.00 13.36Skipjack tuna 0.02 30.00 540.00 4.90 574.92AlbacoreAuxis spp. 38.00 38.00 0.41 76.41Bluefin tunaSmall yellowfin tuna 4.70 24.00 110.00 3.00 141.70Small bigeye tuna 14.00 0.73 110.00 0.01 124.74Small marlins 0.14 0.01 0.01 0.16Small sailfish 0.02 0.02 0.01 0.05Small swordfishSmall dorado 1.80 55.00 0.05 56.85Small wahoo 5.30 5.40 0.15 10.85Small sharks 72.35 0.03 3.60 7.20 0.62 83.80Miscellaneous piscivores 18.00 100.00 0.40 118.40FlyingfishesMisc. epipelagic fishes 0.60 10.00 0.13 10.73Misc. mesopelagic fishesCephalopodsCrabsTotal 91.88 0.03 153.47 1,024.29 20.46 1,290.13
PELAGIC ECOSYSTEM MODEL 177
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TABLA 6b. Estimaciones de los descartes en las pesquerías (toneladas anuales por millón de km2) por artede pesca y modalidad cerquera. Las descargas son los promedios de 1993-1997.
Tipo de lance cerqueroBarcos deComponente Palangreros No Objeto Totalcarnada Delfín
asociado flotanteAves de caza Aves forrajeras Ballenas barbadas Ballenas dentadas 0.17 0.17Delfín manchado 3.00 3.00Delfines mesopelágicos 2.50 2.50Tortugas marinas 0.64 0.04 0.08 0.03 0.79Atún aleta amarilla grandeAtún patudo grandeMarlines grandes 1.80 4.20 0.46 6.46Pez vela grande 0.67 0.05 0.29 1.01Pez espada grandeDorado grandePeto grande 1.90 26.00 0.03 27.93Tiburones grandes 16.00 18.00 2.30 36.30Rayas 0.01 11.00 0.35 2.00 13.36Atún barrilete 0.02 30.00 540.00 4.90 574.92AlbacoraAuxis spp. 38.00 38.00 0.41 76.41Atún aleta azulAtún aleta amarilla pequeño 4.70 24.00 110.00 3.00 141.70Atún patudo pequeño 14.00 0.73 110.00 0.01 124.74Marlines pequeños 0.14 0.01 0.01 0.16Pez vela pequeño 0.02 0.02 0.01 0.05Pez espada pequeñoDorado pequeño 1.80 55.00 0.05 56.85Peto pequeño 5.30 5.40 0.15 10.85Tiburones pequeños 72.35 0.03 3.60 7.20 0.62 83.80Piscívoros misceláneos 18.00 100.00 0.40 118.40Peces voladoresPeces epipelágicos misceláneos 0.60 10.00 0.13 10.73Peces mesopelágicos misceláneosCefalópodosCangrejosTotal 91.88 0.03 153.47 1,024.29 20.46 1,290.13
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![Page 51: INTER-AMERICAN TROPICAL TUNA COMMISSION ......1991, El Salvador en 1997, Guatemala en 2000, Perú en 2002, y España en 2003. Canadá se retiró de la Comisión en 1984. Información](https://reader036.fdocuments.us/reader036/viewer/2022081410/6098442ea839d8025e6a3e61/html5/thumbnails/51.jpg)
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TABLE 9. Results of the sensitivity analysis for the model Ecosim simulations, including the effect of 20%, 30%, and 50%changes of the P/B, Q/B, and EE parameters for Cephalopods and Auxis spp. on the sum of squares (SS) of the model's fitto catch per day's fishing data for yellowfin tuna.TABLA 9. Resultados del análisis de sensibilidad para la simulaciones de Ecosim del modelo, inclusive el efecto de cam-bios de 20%, 30%, y 50% de los parámetros P/B, Q/B, y EE para Cefalópodos y Auxis spp. sobre la suma de cuadrados (SS)del ajuste del modelo a datos de captura por día de pesca para el atún aleta amarilla.
Parameter Multiplier Initial value Modified value SS % change in SSParámetro Multiplicador Valor inicial Valor modificado SS Cambio en SS (%)
Cephalopods−−CefalópodosP/B +0.2 2.0 2.4 2.2357 -0.22P/B -0.2 2.0 1.6 2.4269 8.321
P/B +0.3 2.0 2.6 2.2392 -0.06P/B -0.3 2.0 1.4 3.8030 69.741
P/B +0.5 2.0 3.0 2.2503 0.44P/B -0.5 2.0 1.0 --2
Q/B +0.2 7.0 8.4 2.2136 -1.201
Q/B -0.2 7.0 5.6 2.2614 0.93Q/B +0.3 7.0 9.1 2.1667 -3.301
Q/B -0.3 7.0 4.9 2.2713 1.38Q/B +0.5 7.0 10.5 3.2558 45.311
Q/B -0.5 7.0 3.5 2.2900 2.21EE +0.2 0.85 1.02 2.2563 0.703
EE -0.2 0.85 0.68 2.1809 -2.661
EE -0.3 0.85 0.595 2.5578 14.161
EE -0.5 0.85 0.425 --2
Auxis spp.P/B +0.2 2.5 3.0 2.3053 2.89P/B -0.2 2.5 2.0 2.3467 4.744
P/B +0.3 2.5 3.25 2.3586 5.27P/B -0.3 2.5 1.75 2.7691 23.591,4
P/B +0.5 2.5 3.8 2.4959 11.40P/B -0.5 2.5 1.3 --2
Q/B +0.2 25.0 30 2.3224 3.654
Q/B -0.2 25.0 20 2.3234 3.70Q/B +0.3 25.0 32.5 2.4556 9.601,4
Q/B -0.3 25.0 17.5 2.4272 8.33Q/B +0.5 25.0 37.5 3.3352 48.861,4
Q/B -0.5 25.0 12.5 2.7900 24.53EE +0.2 0.95 1.14 2.2453 0.213
EE -0.2 0.95 0.76 2.3444 4.644
EE -0.3 0.95 0.67 2.6630 18.851,4
EE -0.5 0.95 0.48 --2
1 The EE for Miscellaneous mesopelagic fishes is slightly greater than 1.0 for this parameterization−El EE paraPeces mesopelágicos misceláneos es ligeramente mayor que 1.0 para esta parametrización.
2 The model could not balance with this modified parameter value−El modelo no pudo ser balanceado con este valormodificado del parámetro.
3 Inputted EE of 1.0 because EE>1.0 cannot be inputted−Se usó EE = 1.0 porque no se puede entrar EE>1.0.4 The EE for Small yellowfin tuna is slightly greater than 1.0 for this parameterization−El EE para Atún aleta
amarilla pequeño es ligeramente mayor que 1.0 para esta parametrización.
PELAGIC ECOSYSTEM MODEL 187
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188 OLSON AND WATTERS
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UN MODELO DEL ECOSISTEMA PELÁGICO EN ELOCÉANO PACÍFICO ORIENTAL TROPICAL
por
Robert J. Olson y George M. Watters1
RESUMEN
Llamamientos recientes hacia un enfoque más holístico al ordenamiento de la pesca hanmotivado el desarrollo de modelos tróficos de balance de masas de los ecosistemas que sostienenla producción pesquera. Desarrollamos una hipótesis modelo del ecosistema pelágico en el OcéanoPacífico oriental tropical (POT) con miras a mejorar los conocimientos de las relaciones entre lasdistintas especies en el sistema y explorar las implicaciones ecológicas de métodos alternativos decapturar atunes. Con Ecopath representamos las biomasas de los elementos principales en el eco-sistema, y los flujos entre los mismos, y con Ecosim examinamos el comportamiento dinámico delecosistema con el tiempo. Parametrizamos el modelo para 38 especies o grupos de especies(denominados “componentes” del modelo), y describimos las fuentes, justificaciones, supuestos, yrevisiones de nuestras estimaciones de los distintos parámetros, relaciones basadas en dieta, cap-turas retenidas de las pesquerías, y descartes de las mismas en el modelo. Realizamos análisis desensibilidad con una versión intermedia del modelo, para el balance de masas de Ecopath y lastrayectorias dinámicas predichas por Ecosim también. El análisis demostró que cambios en losparámetros básicos para dos componentes en niveles tróficos medianos, Cefalópodos y Auxis spp.,ejercieron la mayor influencia sobre el sistema. Cuando se alteraron el Q/B de los Cefalópodos yel P/B de los Auxis spp. de sus valores iniciales y se balanceó el modelo de nuevo, las tendenciasde las trayectorias de la biomasa predichas por Ecosim no fueron sensibles, pero la escala fue sen-sible para varios componentes. Describimos el proceso de revisión al que fue sujeto el modelo,inclusive revisiones por el Grupo de Trabajo sobre Captura Incidental de la CIAT y un grupo detrabajo apoyado por el Centro Nacional para Síntesis y Análisis Ecológicos. Ajustamos el modeloa series de tiempo históricas de capturas por unidad de esfuerzo y tasas de mortalidad de atunesaleta amarilla y patudo en simulaciones que incorporaron esfuerzo de pesca histórico e impulsosclimáticos para representar el efecto de variaciones a escala de El Niño-Oscilación del Sur sobreel sistema. El modelo fue diseñado para evaluar las posibles implicaciones ecológicas de la pescaatunera de varias formas. Reconocemos la imposibilidad de que el modelo represente toda la com-plejidad de un ecosistema oceánico pelágico, pero creemos que el modelo del POT mejora losconocimientos de la estructura y función del POT pelágico.
Palabras clave: ATUNES, ECOPATH CON ECOSIM, MODELADO DE ECOSISTEMAS,PACÍFICO ORIENTAL TROPICAL, RED ALIMENTICIA
INTRODUCCIÓN
Un enfoque basado en ecosistemas al ordenamiento de pesquerías es importante para podermantener pesquerías sostenibles y ecosistemas sanos (FAO 1995, NRC 1999). Aunque los objetivosdel ordenamiento basado en ecosistemas son difíciles de definir, existe un reconocimiento general quelos modelos constituyen una herramienta importante para explorar las consecuencias ecológicas de lapesca y mejorar los conocimientos del funcionamiento de los ecosistemas. Aunque los modelos de eco-sistemas no sirven todavía para el ordenamiento de pesquerías, cumplimentan los modelos____________________1 Dirección actual: NOAA, Pacific Fisheries Environmental Laboratory, Pacific Grove, California, EE.UU.
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monoespecíficos de pesquerías en el sentido que tienen el potencial de pronosticar los efectos imprevistosde interacciones tróficas. El reconocimiento de esto ha conducido al desarrollo de modelos tróficos mul-tiespecíficos que incorporan de forma explícita los efectos sobre el sistema de la explotación por la pesca.
Los ecosistemas del océano abierto son grandes y complejos, y muestrearlos es difícil. ElOcéano Pacífico oriental tropical (POT) contiene algunas de las aguas más productivas de losocéanos del mundo (Barber y Chavez 1986). Los niveles superiores de la red alimenticia pelágicacomprenden atunes grandes, delfines, tiburones, peces picudos, y otras especies. Muchos de estosdepredadores son capturados, intencional o incidentalmente, en pesquerías internacionalesimportantes. Los datos de estas pesquerías constituyen la fuente principal de información sobreel ecosistema pelágico. Sin embargo, no se dispone de datos de pesca para muchas de las especiesno objetivo (una excepción es los datos recientes de especies grandes, ver Hall 1998). Los muestre-os de poblaciones en el mar brindan una alternativa para ciertas especies, pero cuestan muchodinero y tiempo, y son imprácticos en el océano pelágico abierto.
La mejor estrategia, en la actualidad, para mejorar nuestros conocimientos del ecosistemaes desarrollar modelos que, con base en la mejor información disponible, 1) representan el ciclovital de los elementos principales del ecosistema, 2) describen, con base en estudios de dieta ytasas de consumo, cómo la biomasa fluye entre los mismos, y 3) representan el tamaño y la com-posición por especies de las capturas de las distintas pesquerías. Los modelos deberían ser capacesde contestar preguntas del tipo “¿qué pasaría si …?” sobre los posibles resultados de regímenesalternativos de pesca. Si el modelo indica que ciertas especies o grupos de especies son más sen-sibles que otras a los efectos ecológicos de la pesca (es decir, cambios sustanciales en la biomasade especies no objetivo causados por un cambio en la tasa de pesca), entonces los estudios futur-os, inclusive evaluaciones y monitoreo, podrían ser enfocados en esas especies o grupos.
En su 58a reunión, en junio de 1997, la Comisión Interamericana del Atún Tropical (CIAT)estableció el Grupo de Trabajo sobre Captura Incidental para examinar la cuestión de las capturasincidentales y descartes de todas las especies capturadas en la pesquería atunera con red de cercoen el Océano Pacífico oriental. Uno de los términos de referencia del Grupo de Trabajo fue“definir las relaciones entre las especies objetivo de la pesca y aquellas capturadas incidental-mente, con referencia especial a la sustentabilidad de las capturas de todas estas especies.” Estaproporcionó el ímpetu inicial para desarrollar un modelo de ecosistema para el POT. Nuestroobjetivo fue desarrollar una descripción hipotéticas del ecosistema en las aguas pelágicas del POT.
ECOPATH CON ECOSIM
El modelo de ecosistema del POT pelágico fue desarrollado usando Ecopath con Ecosim(EwE) (Walters et al. 1997, Christensen et al. 2000, Walters et al. 2000). EwE ha sido usado paradesarrollar muchos modelos de ecosistemas en el Océano Pacífico y otros lugares (por ejemplo,Christensen y Pauly 1993). Ecopath brinda un marco para la construcción de modelos de balancede masas de ecosistemas. Se genera el balance de masas a partir de estimaciones de la abundan-cia de los recursos (biomasas), las tasas de productividad o mortalidad de los mismos, cómo inter-actúan (composiciones de dieta y tasas de consumo de alimento), y la eficacia con la cual se uti-lizan los recursos en el ecosistema. Una vez descrito el ecosistema en Ecopath, se examina sucomportamiento dinámico a través del tiempo usando Ecosim.
En Ecopath, la energía que entra en cada componente del modelo necesita estar en equilib-rio con la energía que sale del mismo, o sea
consumo = producción + respiración + alimento no asimilado. (1)
La producción (P) de cada componente i es la suma de las capturas (Y), la mortalidad pordepredación (M2), la acumulación de biomasa (BA), la migración neta (E), y otra mortalidad (M0),
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Bi is the biomasa del componente i, M0i = Pi(1 - EEi), donde EEi es la eficacia ecotrófica. Sedefine EE como la proporción de la producción anual consumida o capturada dentro del sistema.Se puede expresar la ecuación (2) como:
donde P/Bi es el cociente producción/biomasa, Q/Bi es el cociente consumo/biomasa, y DCij es lafracción de la presa i en la dieta media del depredador j.
En Ecosim, la dinámica de la biomasa de todos los componentes del ecosistema que ocupanniveles tróficos superiores a 1.0 es determinada por
El cambio en la biomasa del componente i (Bi) por unidad de tiempo (t) equivale a la acumulaciónde biomasa menos tres tipos de pérdida. La acumulación de biomasa es la suma de la depredaciónpor el componente i sobre su presa (con el índice j) multiplicada por la eficacia bruta gi del com-ponente i. La función cji(Bi,Bj) predice el consumo del componente j por el componente i a partirde sus biomasas respectivas (ver Walters et al. 1997 para los detalles de esta función). Las pérdi-das provienen de mortalidad natural no debida a la depredación (Mi), mortalidad por pesca (Fi), yel consumo del componente i por sus depredadores.
En Ecosim, la biomasa del componente i que es vulnerable a la depredación por el compo-nente j (Vij) es función de una tasa de vulnerabilidad (v).
donde aij es la tasa efectiva de búsqueda de la presa i por el depredador j. La biomasa vulnera-ble aumenta como resultado de intercambio con una biomasa invulnerable, v(Bi - Vij), y dismin-uye cuando las presas regresan a la condición invulnerable (vVij) o por depredación (aijVijBj).Cuando v es pequeña, los flujos entre depredadores y presas son controlados principalmente porvariaciones en la biomasa de las presas; es decir, el control es por procesos forzados desde arriba.Cuando v es grande, estos flujos son controlados principalmente por variaciones en la biomasa delos depredadores; es decir, el control es por procesos forzados desde abajo. Estimamos una tasade vulnerabilidad para todos los vínculos depredador-presa en el modelo.
EwE exige los siguientes parámetros para cada componente del ecosistema: B, P/B, Q/B, EE,eficacia de asimilación, composición de dieta, capturas retenidas (denominadas descargas enEwE), capturas descartadas (denominadas descartes en EwE), y parámetros de transición onto-genética para componentes divididos (split pools; Marlines pequeños y Marlines grandes, porejemplo). Los parámetros de transición ontogénica rigen la transición de componentes grandes acomponentes pequeños; son parámetros tales como la tasa de crecimiento y la edad a la que ocurrela transición. De los cuatro primeros parámetros especificados en este párrafo, B o EE puede sertratado como desconocido (para cada componente) y estimado mediante la solución de un conjun-to de ecuaciones lineales simultáneas en Ecopath (ecuación 3).
(3)
(4)
(5)
(2)
MODELO DEL ECOSISTEMA PELÁGICO 191
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EL MODELO DEL POT
Alcance
Nuestro modelo del ecosistema pelágico en el POT abarca la zona delineada por 20°N, 20°S,150°O, y el límite aproximado de la plataforma continental de las Américas, unos 32.8 millones dekm2. Supusimos que la inmigración a esta región es compensada por la emigración de la misma.En todo caso posible usamos los promedios de las estimaciones de los parámetros anuales de 1993-1997. Usamos unidades de toneladas·millón de km−2 y tasas anuales.
Nuestra versión final del modelo (ETP7) contiene 38 componentes (Tabla 1b).Seleccionamos los componentes del modelo para incluir las principales especies explotadas (atunesy marlines, por ejemplo), grupos funcionales (tiburones y cefalópodos, por ejemplo), especies sen-sibles (tortugas marinas y delfines, por ejemplo), y una especie que vive en el sistema durantesolamente una parte del año (el atún aleta azul del Pacífico). Algunos grupos taxonómicos fueronsegregados en componentes ontogénicos, por dos motivos. En primer lugar, las especies cuyosadultos son muy grandes demuestran una ontogenía trófica considerable, y sus presas abarcanvarios componentes del modelo durante su ciclo vital. En segundo lugar, muchos de estos grupostaxonómicos son capturados por distintas artes de pesca a distintos tamaños. Separamos algunosgrupos taxonómicos en dos componentes ontogénicos con base en los rangos de tamaño en la Tabla1b. Otros grupos taxonómicos también demuestran ontogenía trófica durante su desarrollo, perolos representamos con un solo componente debido a falta de datos.
Al definir los componentes del modelo, tomamos varios factores en cuenta. La agrupaciónde grupos taxonómicos en componentes del modelo fue a menudo determinada por la escala tax-onómica de la información disponible. La información incluyó diferencias básicas en la biología yhábitat de los animales. Por ejemplo, especies y grupos funcionales fueron separados con base ensi su hábitat es epipelágico o mesopelágico; algunos de los depredadores (el atún aleta amarilla,por ejemplo) se especializa en presas epipelágicas y otros (el atún patudo, por ejemplo) en presasmesopelágicas. Se dispuso de poca información para ciertos grupos taxonómicos, y decidimos com-binar grupos taxonómicos similares en grupos funcionales (Cefalópodos y Peces epipelágicos mis-celáneos, por ejemplo).
Parámetros
Basamos nuestras estimaciones de los parámetros para cada componente del modelo (Tablas2b y 3b) en varias fuentes (Tabla 4b). Utilizamos valores publicados en todo caso posible. Usamostambién datos e informes inéditos para las estimaciones de composición de dieta, B, Q/B, capturasretenidas, y descartes. Ajustamos árboles de regresión (Breiman et al. 1984) a los datos de unestudio de hábitos alimenticios para explicar la variabilidad temporal y espacial en la composiciónde la dieta de ciertos depredadores. Usamos evaluaciones de poblaciones para las estimaciones deB y P/B (suponiendo P/B = Z), y analizamos datos de la pesca para obtener otras estimaciones deP/B, parámetros ontogénicos, capturas retenidas, y descartes. Para ciertos componentes, asig-namos EE con base en nuestros supuestos sobre la magnitud relativa de F y M. Si supusimos queF fue bajo en relación con M, asignamos un EE bajo. Si supusimos que F fue aproximadamenteigual a M, supusimos que EE = 0.5. Si supusimos que F fue alto en relación con M, asignamos unEE alto. Por lo tanto, supusimos que EE (definido como la fracción de la producción usada den-tro del sistema) depende principalmente de la mortalidad por pesca. Multiplicamos las estima-ciones de abundancia basadas en estudios de transectos lineales por estimaciones de peso mediopara obtener ciertas estimaciones de B (Ballenas dentadas y Delfin manchado y mesopelágico, porejemplo). Suponiendo que la capturabilidad cerquera es estrictamente determinada por tamaño,
192 OLSON Y WATTERS
![Page 63: INTER-AMERICAN TROPICAL TUNA COMMISSION ......1991, El Salvador en 1997, Guatemala en 2000, Perú en 2002, y España en 2003. Canadá se retiró de la Comisión en 1984. Información](https://reader036.fdocuments.us/reader036/viewer/2022081410/6098442ea839d8025e6a3e61/html5/thumbnails/63.jpg)
usamos coeficientes de capturabilidad por tamaño para el atún aleta amarilla para escalar las cap-turas por unidad de esfuerzo (CPUE) y así estimar B para varias especies capturadas incidental-mente por tipo de lance. Usamos el metanálisis de Pauly (1980) para obtener estimaciones de P/Bpara varios componentes. Hicimos también varios otros supuestos para derivar estimaciones deparámetros para los que faltaba información. Estos supuestos típicamente tomaron la forma deaplicar la información de un componente a otro componente para el cual faltaba esa información(por ejemplo, ajustar las estimaciones de Q/B basadas en estudios de bioenergética del atún aletaamarilla para aplicarlas al atún patudo). En la Tabla 4b se resumen nuestras fuentes, justifica-ciones, y supuestos para las estimaciones iniciales y revisadas de B, P/B, Q/B, EE, y composiciónde dieta. Señalamos que hay mucha incertidumbre asociada con los parámetros de muchos de loscomponentes. Intentamos identificar los parámetros y componentes para los cuales la informa-ción era menos confiable (Anexo Tablas 1b y 2b, notas), y evaluamos la sensibilidad del modelo a laincertidumbre de los parámetros.
Calculamos la cantidad de alimento no asimilado para cada componente de depredadores(U/Q, Tabla 2b) con base en la composición de proteína, grasa, y carbohidratos en sus presas.Obtuvimos estas composiciones para los grupos taxonómicos de presas de Sidwell (1981) y Bykovet al. (2000). Phillips (1969) presentó la digeribilidad media de proteína, grasa, y carbohidratosen la dieta (0.9, 0.85, y 0.4, respectivamente). En el caso de la proteína, restamos una porción porla excreción nitrogénea (Brett y Groves 1979), resultando en un ajuste total de 0.7. Calculamoslas porciones disponibles de proteína, grasa, y carbohidratos en las presas como la digeribilidad decada uno multiplicada por la proporción (por peso húmedo) de cada uno en cada componente depresa. Calculamos U/Q para la mayoría de los componentes de presas como la suma de las por-ciones no disponibles (1 − disponible) de proteína, grasa, y carbohidratos, ajustado a 100%.Asignamos la porción no disponible de presa zooplanctónica con base en información de Shannony Jarre-Teichmann (1999), y la de fitoplancton y detritos disponibles con base en información deValiela (1984). U/Q para cada componentede depredadores fue la suma de las porciones nodisponibles de sus presas ponderada por las proporciones de cada componente de presas en la dieta.
Estimamos las capturas retenidas y descartes de las pesquerías, promediadas sobre 1993-1997, para cada componente del modelo por arte de pesca (red de cerco, palangre, y caña y anzue-lo) y modalidad de pesca cerquera (sobre atunes asociados con delfines, con objetos flotantes, y noasociados) (Tablas 5b y 6b) (ver Hall (1998) para una discusión de los métodos de pesca en la pes-quería atunera del Océano Pacífico oriental). Obtuvimos los datos de captura de las bases de datosde la CIAT. No se incluyó en el modelo, pequeñas pesquerías locales costeras, artesanales ydeportivas debido a falta de datos.
Son necesarios parámetros de transición ontogénica para aquéllos grupos taxonómicos queestán separados en dos componentes ontogénicos, (denominados componentes divididos (splitpools)) (Tabla 7b). Estos incluyen información sobre el ciclo vital de funciones de crecimiento,relaciones peso-talla, parámetros reproductivos, y parámetros de reclutamiento. En la Tabla 8bse resumen las fuentes, justificaciones, y supuestos de nuestras estimaciones iniciales y modifi-cadas de estos parámetros. Nótese que se usan valores base para los parámetros que describen eltiempo relativo mínimo y máximo que los animales podrían pasar en los componentes pequeños.Usamos estos valores porque, según Christensen et al. (2000), las simulaciones de Ecosim son muysensibles a este parámetro y se recomiendan los valores base. Similarmente, 0.8 es recomendadopor Christensen et al. (2000) para la proporción de aumento en el consumo de alimento usado parael crecimiento. Estimamos todos los demás parámetros de transición ontogénica para cada com-ponente dividido (Tablas 7b y 8b). Usamos modelos de crecimiento para calcular las estimacionesiniciales del tiempo relativo máximo y mínimo que los animales pasas en las etapas pequeñas (ref-erencias en Tabla 8b, estimaciones en Anexo Tabla 3).
MODELO DEL ECOSISTEMA PELÁGICO 193
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En Ecosim, usamos los valores base para los siguientes parámetros de “Group information[Información de grupo]”. Estos incluyen “Maximum relative P/B [P/B relativo máximo]” (2.0),“Maximum relative feeding time [Tiempo de alimentación relativo máximo]” (2.0), “Feeding timeadjust rate [Tasa de ajuste de tiempo de alimentación]” (0.5), “Predator effect on feeding time[Efecto de depredador sobre el tiempo de alimentación]” (0.0), “Density-dependent catchability[Capturabilidad dependiente de la densidad]” (1.0), y “Qbmax/Qbo (for handling time [para el tiem-po de consumo])” (1000). Para la “Fraction of ‘other’ mortality sensitive to changes in feedingtime [Fracción de ‘otra’ mortalidad sensible a cambios en el tiempo de alimentación],” usamos 0.0para componentes compuestos por individuos grandes y depredadores ápice, 0.5 para peces medi-anos consumidos por los depredadores de nivel alto, y 1.0 para los componentes de presas pequeñas.
Balance del modelo
Nuestro conjunto inicial de estimaciones de los parámetros (ETP1; Anexo Tablas 1b y 2b)no produjo un modelo balanceado en Ecopath. En el modelo no balanceado, la depredación esti-mada sobre ciertos componentes fue mayor que la producción estimada de los mismos. Estoresultó de una sobreestimación de las tasas de consumo y/o biomasa de los depredadores, subesti-maciones de las tasas de producción y/o biomasa de las presas, o datos de dieta no fiables. Hicimosajustes de varios parámetros y componentes, de acuerdo a nuestra confianza relativa en las esti-maciones iniciales de los parámetros. Esta clasificación fue subjetiva, y se basó en evaluacionesde la calidad de los datos, el número y verosimilitud de los supuestos, etcétera. Las estimacionesde parámetros de confianza baja (Anexo Tablas 1b y 2b) fueron ajustadas con mayor frecuencia yen mayor grado que las de confianza mediana. En todo caso posible, no ajustamos los parámetrosen los que teníamos confianza relativamente alta. Tuvimos también dificultades para balancearla primera versión del modelo porque las estimaciones de canibalismo dentro de algunos compo-nentes fueron excesivas en relación con las tasas de producción de los mismos. En ETP1 (Anexo),el canibalismo fue problemático en los dos componentes de cefalópodos y en el componente deZooplancton. Resolvimos este problema juntando los Cefalópodos epipelágicos y mesopelágicos enun componente de Cefalópodos, y separando el componente de Zooplancton en dos componentesde zooplancton con base en su tamaño y hábitos de alimentación.
Tras balancear ETP1, hicimos cambios adicionales en ETP2. Eliminamos Petos grandes ypequeños de los Piscívoros misceláneos grandes y pequeños porque el peto es consumido pordepredadores diferentes de los que comen los carángidos y otros peces pelágicos pequeños. Luegocombinamos los Piscívoros misceláneos grandes y pequeños en un solo componente. Omitimos lasAnchoas como componente y las combinamos con los Peces epipelágicos misceláneos porque sonconsumidas en solamente una pequeña parte del POT, y balancear sus requerimientos de consumoimplicó incorrectamente tasas de producción de zooplancton excesivamente altas en todo el sis-tema. En algunos casos, eliminamos una estimación de biomasa poco confiable y la reemplazamoscon una estimación de EE. Estas modificaciones y otras posteriores culminaron en la versión másreciente del modelo, ETP7, descrita en las Tablas 2b y 3b.
En la Tabla 4b se resumen los ajustes principales en los parámetros del modelo necesariospara balancearlo (ver nota 3 en la tabla). Se pueden ver nuestros ajustes a la matriz de dieta sise comparan la Tabla 3b y Anexo Tabla 2b.
ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD
El modelo es una de varias hipótesis posibles para describir el ecosistema pelágico en elPOT. Gran parte de la información sintetizada en este modelo es incierta (ver notas en las AnexoTablas 1b y 2b). Consideramos la sensibilidad de una versión intermedia del modelo (ETP5),
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tanto para el balance de masas de Ecopath como para las trayectorias dinámicas predichas porEcosim. En primer lugar, variamos los parámetros básicos B, P/B, Q/B, y EE por 50% y +50%(en pasos de 10%) para cada componente y calculamos el cambio porcentual resultante en cadauno de los parámetros computados por Ecopath (Tabla 2b, nota 1) para todos los demás compo-nentes. Resumimos los resultados de este análisis con un índice de sensibilidad (Figura 1). Elíndice representa el número de parámetros afectados ±30% o más para cada componente.
El balance de masas de Ecopath fue relativamente poco sensible a los valores de losparámetros para la mayoría de los componentes (Figura 1). Variar los parámetros para cuatrocomponentes que ocupan los niveles tróficos más altos (Marlines grandes y pequeños, Tiburonespequeños, y Ballenas dentadas), un componente intermedio (Atún barrilete), y tres componentescerca del fondo de la red alimenticia (Consumidores primarios, Consumidores secundarios, yPeces epipelágicos misceláneos) indicó una sensibilidad del modelo entre baja y mediana. Para lasBallenas barbadas la sensibilidad del modelo fue cero.
El análisis inicial de sensibilidad demostró que cambios en los parámetros de dos compo-nentes, Cefalópodos y Auxis spp., ejercen la mayor influencia sobre el sistema (Figura 1). Estoscomponentes ocupan niveles tróficos medianos, y muchos de los depredadores de nivel alto se ali-mentan de ellos. Se sabe poco acerca de los Auxis spp. y de las muchas especies de cefalópodos enel POT, y estudios de estos dos componentes serían tal vez la forma más eficaz de ampliar nue-stros conocimientos del ecosistema del POT.
Ya que la sensibilidad del balance de masas de Ecopath fue máxima a los parámetros deCefalópodos y Auxis spp., concentramos la segunda parte del análisis de sensibilidad en estos doscomponentes. Evaluamos la sensibilidad de las trayectorias de biomasa predichas por Ecosim acambios en los parámetros básicos para estos componentes en ETP5. Cambiamos P/B, Q/B, y EEpara los Cefalópodos y Auxis spp. un 20%, 30%, y 50%, y evaluamos el ajuste de las biomasaspredichas a datos de CPUE para el Atún aleta amarilla (CIAT 1999a, Figura 31). Reducciones enla suma de cuadrados (SS) de los ajustes, indicando una mejora con respecto a los valores iniciales,ocurrieron en tan sólo unos pocos casos (Tabla 9). Las mejoras en las SS fueron leves, y en la may-oría de los casos los ajustes fueron peores. Para los Cefalópodos, 5 de los 14 ajustes produjeroncambios negativos en SS con respecto al ajuste con los valores iniciales, pero la mejora máxima enSS fue de solamente 3.3%. Cambios positivos en los valores de SS, indicando un ajuste peor, alcan-zaron hasta un 69.7%. Para las Auxis spp., ninguna de las variaciones de los parámetros produjoun ajuste mejor a los datos de CPUE de aleta amarilla (Tabla 9).
Con fines ilustrativos, analizamos la relación entre las sensibilidades en el balance de masasde Ecopath y los cambios en las trayectorias de la biomasa predichas por las simulacionesdescritas en la sección titulada AJUSTE DEL MODELO A DATOS HISTÓRICOS. Ya quetanto el balance de masas de Ecopath como los ajustes de Ecosim a los datos de CPUE fueron alta-mente sensibles a cambios en el Q/B de los Cefalópodos y el P/B de las Auxis spp. (Figura 1, Tabla9), hicimos este tipo de cambio, uno por uno, a los parámetros básicos en Ecopath y balanceamosde nuevo cada vez. Luego, en Ecosim, repetimos las simulaciones para el modelo básico ETP5,para ETP5 con el Q/B de Cefalópodos cambiado, y para ETP5 con el P/B de Auxis spp. cambiado,y comparamos los resultados. Cambiamos el Q/B de los Cefalópodos por un factor de 0.4 (Q/Bnuevo = 9.8) y el P/B de Auxis spp. por un factor de -0.4 (P/B nuevo = 1.5) en estas dos últimassimulaciones. Graficamos las trayectorias predichas de la biomasa para 13 componentes del mod-elo con vínculos tróficos fuertes con Cefalópodos y Auxis spp. para un subconjunto de las tres sim-ulaciones, o sea para 1960-1998. Descubrimos que las predicciones de biomasa absoluta variaronnotoriamente entre las tres simulaciones (Figura 2, dos recuadros inferiores, líneas de tendenciamayores de 1.0), pero las tendencias predichas en biomasa no fueron sensibles a los valores de Q/By P/B modificados (Figura 2, dos recuadros inferiores, líneas de tendencia rectas o casi rectas).
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REVISIÓN DEL MODELO
Nuestro modelo final (ETP7) es el producto de una extensa revisión por un gran número decientíficos (ver RECONOCIMIENTOS). Se formaron dos grupos de trabajo específicamentepara desarrollar y evaluar el modelo. El primero, formado bajo un proyecto titulado“Implicaciones Ecológicas de Estrategias Alternativas de Pesca de Depredadores Apice," fue sub-vencionado por el Centro Nacional para Análisis y Síntesis Ecológicos (NCEAS) en SantaBarbara, California (www.nceas.ucsb.edu). Además, el Grupo de Trabajo sobre CapturaIncidental de la CIAT acordó, en su primera reunión en julio de 1998, que Ecopath con Ecosimconstituye un buen punto de partida para modelar la dinámica del ecosistema en el POT, yestableció un subgrupo, Estudios y Modelado Ecológicos (EME), para supervisar y revisar nue-stro modelo.
El objetivo de la primera reunión del grupo de trabajo de NCEAS, celebrada en noviembrede 1998, fue analizar y balancear la primera versión del modelo. En esa ocasión se efectuaronmejoras considerable al ETP1 (Anexo), y el modelo resultante fue denominado ETP2. Se revis-aron los componentes del modelo y se ajustaron los valores de los parámetros para lograr balancede masas (ver Balance del modelo). El grupo de trabajo de NCEAS celebró cuatro reunionesadicionales en las que ETP2 fue evaluado, modificado, y finalmente usado para análisis del ecosistema.
En una reunión del subgrupo EME en abril de 1999, los participantes discutieron la var-iedad de información necesaria para construir modelos de estado estacionario y dinámicos del eco-sistema. El subgrupo discutió también otros enfoques al modelado, entre ellos el modelo deAndersen y Ursin (1977), análisis multiespecífico de poblaciones virtuales (MSVPA) (por ejemp-lo, Pope 1979), análisis de rendimiento por recluta con especies mixtas (por ejemplo, Murawski1984), modelos basados en individuos (IBM) (por ejemplo, Tyler y Rose 1994), y herramientas devida artificial (por ejemplo, Dagorn et al. 2000). La primera versión balanceada del modelo delPOT, ETP2, fue analizada en esta reunión, y se hicieron recomendaciones para mejorar el mode-lo y para análisis futuros. Seguimos varias de estas recomendaciones durante el año siguiente.
Las recomendaciones del subgrupo EME fueron resumidas en dos categorías: 1) prioridades acorto plazo para modificar y calibrar ETP2, y 2) recomendaciones a largo plazo para el modelado(IATTC 1999b). En el año siguiente seguimos todas las recomendaciones siguientes excepto la última.
Añadir componentes para pez espada, atún aleta azul, atún albacora, y ballenas bar-badas (en caso que fuese posible determinar que estas ballenas se alimentan sustancialmente en la zona tropical).Definir de nuevo la zona del modelo, considerando, por ejemplo, provincias oceánicas ola zona principal de la pesquería de superficie.Realizar un análisis espectral por tamaño del organismo del ecosistema del POT comométodo alternativo para estimar la biomasa.Comparar los procesos forzados desde arriba y desde abajo en el modelo, a fin de evaluarla importancia relativa de influencias ambientales sobre el ecosistema del POT.
Comparar estimaciones previas de la variabilidad del reclutamiento del atún aleta amarillaen el OPO con aquéllas producidas por el modelo.Realizar un análisis de sensibilidad de los resultados de Ecosim.Incorporar datos recientes sobre capturas incidentales en la pesquería palangrera.
Comparar el modelo del POT con uno de una cadena alimenticia más corta, tal como la delsistema de afloramiento peruano.
En las secciones siguientes se resumen nuestras respuestas a las recomendaciones a cortoplazo. Como resultado de estas modificaciones, y de la incorporación de sugerencias del grupo de
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trabajo de NCEAS (que continuó reuniéndose durante 1999-2000), ETP2 se convirtió finalmenteen ETP7, el modelo final presentado en este informe.
Componentes del modelo adicionales
Añadimos Pez espada grandes y pequeños, Atún aleta azul, Ballenas barbadas, y Albacoraal modelo, separamos los Productores en dos componentes, y reestructuramos los dos compo-nentes de zooplancton. En la Tabla 4b se resumen nuestras fuentes de información y supuestospara los cambios.
No se incluyó el pez espada (Xiphias gladius) en la primera versión del modelo porque seconsideraba que ocurría principalmente en aguas templadas, y que constituía un componentemenor del ecosistema del POT. Si embargo, con base en un estudio más extenso de la literatura,incluimos componentes para dos tamaños de Pez espada en el modelo.
No incluimos el atún aleta azul del Pacífico (Thunnus orientalis) en la primera versión delmodelo porque su distribución en el Pacífico oriental está principalmente en aguas templadas, yes un componente menor del ecosistema del POT. Sin embargo, con base en un examen más detal-lado de la literatura, incluimos un componente de Atún aleta azul en el modelo. Datos de marca-do (Bayliff 1994) demuestran que muchos aletas azules realizan una migración transpacífica delOcéano Pacífico occidental al oriental de jóvenes. Usamos los datos de marcado para estimar queocurren interacciones ecológicas con el aleta azul en tan sólo el 7% del área del modelo, y supusi-mos que residen en esta región durante cuatro meses del año.
No incluimos las ballenas barbadas en la primera versión del modelo porque supusimos quela mayoría de estas especies de ballena no se alimentan en las regiones tropicales del POT. Hayballenas azules (Balaenoptera musculus) residentes cerca del Domo de Costa Rica. También vivenen el Golfo de California durante ciertas temporadas, y se sabe que se alimentan allí. También hayballenas de Bryde (B. edeni) residentes en zonas costeras del POT. Las demás ballenas barbadasque ocurren en el OPO tropical, por ejemplo los rorcuales común (B. physalus), del norte (B. bore-alis) y jorobado (Megaptera novaeangliae), no se alimentan en la zona tropical. Añadimos un com-ponente denominado Ballenas barbadas, compuesta por ballenas azules y de Bryde. (Esta infor-mación sobre las ballenas fue suministrada por S. Reilly (Servicio Nacional de PesqueríasMarinas, La Jolla, California, EE.UU.) y M. Scott (CIAT, La Jolla, California, EE.UU.).)
No incluimos el atún albacora (Thunnus alalunga) en la primera versión del modelo porqueconsideramos solamente la albacora del norte, que no ocurre a menudo en el área del modelo. Sinembargo, las flotas palangreras de Japón, Taiwan, y las naciones isleras del Pacífico capturan can-tidades considerables de albacora del sur en el área del modelo (Uosaki y Bayliff 1999, Hamptony Fournier 2000), por lo que añadimos un componente denominado Albacora para representar laalbacora del sur. Los datos de captura provienen de Lawson (2001).
Redefinición del área del modelo
Determinamos que redefinir el área del modelo para que correspondiera más exactamentecon la pesquería de superficie del Océano Pacífico oriental no sería un cambio útil. Reducir el áreadel modelo eliminaría algunas de las capturas de la flota palangrera, y agrandarla incluiría ani-males de aguas templadas que no ocurren en la mayor parte del POT. Muchas de las especies trop-icales que ocurren relativamente cerca de la costa al norte de 20°N ya están representadas en elmodelo; incluyen cangrejos rojos, pez espada, atunes (inclusive aleta azul), peces picudos,tiburones, y mamíferos marinos. No obstante, no se fijó el límite norte del modelo en una latitudmás alta porque al norte de 20°N algunas especies templadas y algunas especies tropicales se sola-pan durante parte del año. El modelo representa óptimamente el sistema al sur de 20°N.
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Dividir el modelo en varios modelos más pequeños, correspondientes a provincias oceánicas(Longhurst 1998), crearía el problema de representar adecuadamente los animales móviles. Variosde las especies y grupos funcionales se trasladan entre distintas provincias oceánicas, pero noteníamos información sobre la duración de la estadía de estos animales en cada provincia, ni sobrela cantidad de energía que consumen en cada una.
Análisis espectral por tamaño del organismo
El subgrupo EME sugirió que un análisis espectral por tamaño del organismo (Pratt y Casey1983, Rodriguez y Mullin 1986, Boudreau y Dickie 1992) para el POT podría ser útil para calibrarnuestras estimaciones de biomasas y para estimar las biomasas de ciertos componentes menosconocidos. Realizamos este análisis, pero descubrimos que los resultados no eran concluyentespara el modelo debido a incertidumbre en estimaciones independientes de la biomasa de fito-plancton y bacterias en el POT. Por lo tanto, no hicimos ningún cambio basado en la relacióntamaño del organismo-espectro.
Impulsos ambientales
Los miembros del grupo de trabajo de NCEAS exploraron cómo la variación climática aescala de El Niño-Oscilación del Sur (ENOS) podría afectar los animales en los niveles tróficosmedianos y superiores en el POT. Usaron el modelo del POT para simular los efectos de pulsossencillos de anomalías climáticas, ciclos climáticos regulares, y el efecto de invernadero. Enprimer lugar, establecieron una relación empírica entre las anomalías de la temperatura superfi-cial del mar (TSM) en la región NIÑO32 del POT y las concentraciones de clorofila en la superfi-cie para simular los efectos forzados desde abajo de impulsar físicamente la biomasa deFitoplancton grande. Desarrollaron también una hipótesis alternativa que los impulsos físicos,además de afectar la biomasa de Fitoplancton grande, afectan simultáneamente la producción dehuevos por los depredadores y el grado al cual los depredadores en reclutamiento son ellos mis-mos vulnerables a la depredación. Watters et al. (en prensa) resumen los resultados y conclu-siones de ese estudio.
Comparaciones con evaluaciones de la CIAT de la población de atún aleta amarilla
ETP7 predice tendencias en la biomasa del atún aleta amarilla que concuerdan aproxi-madamente con las evaluaciones de la CIAT de la población. Incorporamos datos históricos deesfuerzo de pesca y CPUE para el aleta amarilla, anomalías de la TSM, y efectos hipotéticos detemperatura sobre la producción de huevos y larvas para el aleta amarilla en una simulación paraver si el modelo podía reproducir las tendencias en la biomasa estimadas en las evaluaciones dela CIAT. La trayectoria simulada de la biomasa de Atún aleta amarilla grande y pequeño fue sim-ilar al patrón de las CPUE de barcos cerqueros de clase 6 (de más de 425 m3 de capacidad deacarreo de pescado) ilustrado en IATTC (1999a: Figura 31). En la sección titulada AJUSTE DELMODELO A DATOS HISTÓRICOS se presenta mayor detalle al respecto y otros análisis.
Sensibilidad de Ecosim
En la reunión del subgrupo EME presentamos los resultados de un análisis de sensibilidad de laporción Ecopath del modelo. Posteriormente, evaluamos la sensibilidad de las trayectorias de ____________________2 La región NIÑO3 del Pacífico oriental ecuatorial es definida por Centro de Predicción Climática (CPC) del Servicio
Meteorológico Nacional de EE.UU. como la zona delineada por 5°N-5°S, 150°-90°O. CPC presenta las anomalías medias mensuales de la TSM en su página de internet, http://www.cpc.noaa.gov.
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Ecosim a cambios en los parámetros básicos para los componentes de Cefalópodos y Auxis spp. Enla sección anterior titulada ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD se presentan los resultados.
Datos de capturas incidentales palangreras
Incorporamos datos más recientes, proporcionados por H. Nakano (Instituto Nacional deInvestigación de Pesquerías de Ultramar, Shimizu, Japón), sobre las capturas incidentales detiburones por la flota palangrera japonesa. Multiplicamos el número de tiburones capturadoanualmente por estimaciones del peso promedio de tiburones capturados con palangre de Baileyet al. (1996) para obtener estimaciones de las descargas y descartes de tiburones. Determinamoscuáles tiburones fueron clasificados de grandes y pequeños, y cuáles fueron descargados y descar-tados, de información en Nakano et al. (1997).
Modificación de los componentes de plancton
Uno de los comentarios sobre ETP5 nos animó a modificar sustancialmente los compo-nentes de Fitoplancton y Zooplancton en el modelo. Chai et al. (2002) usaron un modelo de nutri-entes-fitoplancton-zooplancton-detritos para producir estimaciones de biomasa y producción dedos grupos de fitoplancton y dos de zooplancton en el Pacífico oriental ecuatorial. El modelo sebasa en ciclos de nitrógeno y silicatos impulsados por un modelo tridimensional de circulaciónpara 5°N-5°S, 90°O-180°. Descubrieron que sus resultados fueron similares a los de observacionesen el campo (por ejemplo, Landry et al. 1995, Barber et al. 1996, Dugdale y Wilkerson 1998).Aunque se nos animó a estructurar de nuevo los niveles tróficos inferiores de nuestro modelo conbase en la caracterización de Chai et al. (2002) del sistema ecuatorial de afloramiento, reconoce-mos que este modelo no representa completamente la producción primaria y secundaria en el POTpelágico entero.
Designamos nuevos componentes del modelo para Productores pequeños, Fitoplanctongrande, Microzooplancton, y Mesozooplancton. En la Tabla 1b se detalla la composición tax-onómica de estos componentes (M. Ohman, Scripps Institution of Oceanography, La Jolla,California, EE.UU., comunicación personal). Adoptamos las estimaciones de Chai et al. (2002) deP/B, y derivamos estimaciones de EE de su modelo. Derivamos los EE dividiendo del flujo entran-do a cada componente por el flujo saliendo del mismo y ajustando por las proporciones de NH4,nitrógeno detrital, y silicato detrital que son recicladas en el ecosistema. Nuestras estimacionesde biomasa para los cuatro componentes de plancton (Tabla 2b) son más bajas que las de Chai etal., pero este resultado parece ser justificado porque nuestro modelo usa promedios sobre áreasmenos productivas que el sistema ecuatorial de afloramiento descrito por Chai et al. (2002).
AJUSTE DEL MODELO A DATOS HISTÓRICOS
Ajustamos el modelo a datos de series de tiempo sobre los atunes aleta amarilla y patudo.Establecimos las condiciones iniciales para el ajuste simulando un período de 51 años sin esfuer-zo de pesca, y luego usamos una serie histórica (1961-1998) de esfuerzo de pesca para cada una dolas cinco artes y modalidades de pesca en el modelo para impulsar la mortalidad por pesca. Unasimulación de 51 años sin pesca permite a la biomasa de los componentes del modelo alcanzar elequilibrio a niveles más altos, cercanos posiblemente a las condiciones no explotadas o deexplotación temprana. Estandarizamos las estimaciones de esfuerzo de pesca (días de pesca paralos tres tipos de lance cerquero y caña y anzuelo; número de anzuelos para palangres) de 1961-1998 al esfuerzo en 1993 (Figura 3). Usamos también los impulsos climáticos empíricos paraFitoplancton grande, descritos en la sección de Impulsos ambientales, a fin de incluir los efec-tos de variación climática en la simulación.
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Ajustamos el modelo de ecosistema a estimaciones de biomasa relativa y tasas de mortali-dad total media para Atún aleta amarilla grande y pequeño (Figura 3) y Atún patudo grande ypequeño (Figura 4). Estas estimaciones de biomasa y mortalidad provienen de las evaluacionesde las poblaciones de Maunder y Watters (2001) y Watters y Maunder (2001). En el caso del Atúnaleta amarilla grande, usamos la estimación de la biomasa al principio de cada año para peces enel séptimo trimestre o más después del reclutamiento a las pesquerías. En el caso del Atún patu-do grande, usamos la estimación de la biomasa al principio de cada año para peces en el novenotrimestre o más después del reclutamiento a las pesquerías. Para el Atún aleta amarilla y Atúnpatudo pequeños, restamos las estimaciones de biomasa para los peces grandes de las estima-ciones de biomasa total. Se escalaron todas las estimaciones de biomasa a las biomasas en 1993 yfueron tratadas como CPUE. Para ajustarlas se ajustó repetidamente la tasa de vulnerabilidad (v,ecuación (5)) para todos los vínculos depredador-presa en el modelo a fin de reducir al mínimo loserrores de las sumas de cuadrados (SS). Al estimar las tasas de vulnerabilidad, intentamos agru-par componentes similares del modelo en varias formas a fin de explorar la hipótesis que los ani-males que desempeñan papeles comparables en el ecosistema serían vulnerables a la depredaciónde forma comparable. Por ejemplo, estimamos v por separado para depredadores ápice (definidoscomo los componentes de nivel trófico > 4.8), depredadores (nivel trófico 3.8-4.8), y presas (niveltrófico < 3.8). Ninguno de los escenarios alternativos de vulnerabilidad fue mejor (SS menor yparametrización más parsimoniosa) que la estimación con una sola v común. La mejor estimaciónde v fue 0.2889. En las Figuras 3 y 4 se ilustran los ajustes a las estimaciones de biomasa relati-va de Atún aleta amarilla grande y pequeño y Atún patudo grande y pequeño, respectivamente.Los ajustes para el aleta amarilla fueron considerablemente mejores que los del patudo: cap-turaron el régimen de reclutamiento aparentemente mayor de 1985-1998 (Maunder y Watters2002) (Figura 3), mientras que los del patudo no reflejan el aumento en la biomasa relativa quese estima ocurrió durante 1984-1987 (Watters y Maunder 2002) (Figura 4).
DISCUSIÓN
Aplicaciones del modelo
El modelo de ecosistema del POT fue desarrollado como descripción hipotética del ecosis-tema. El modelo es asimismo útil para evaluar las posibles implicaciones ecológicas de muchosesquemas alternativos de pesca que se podrían proponer como medidas de ordenamiento en el POT.
Es posible modelar cambios en el esfuerzo de pesca para cualquier arte de pesca independi-entemente o para cualquier combinación de las cinco artes definidas (tres modalidades de pescacerquera (sobre delfines, objetos flotantes, y atunes no asociados), palangre, y caña y anzuelo). Sepodrían usar escenarios simulados que varían el esfuerzo de pesca al considerar reducciones en lacapacidad de la flota, límites globales sobre el número de lances de un tipo particular, o límitessobre el número de dispositivos agregadores de peces (plantados) que se permite usar.
Cambios en el esfuerzo de pesca sobre ciertas especies o grupos, individual o conjuntamente,pueden también ser simulados. Por ejemplo, escenarios simulados que varían las capturas decomponentes particulares del ecosistema podrían ser usados para evaluar la reacción de la red ali-menticia a vedas estacionales o límites de captura de especies objetivo. Podrían ocurrir cambiosen la mortalidad por pesca de conjuntos particulares de especies debido a medidas para reducir lascapturas incidentales. Rejas clasificadoras (Misund y Beltestad 1994) en redes de cerco podríanreducir la mortalidad por pesca de atunes pequeños y otras especies que se concentran cerca deobjetos flotantes, permitiéndoles escapar pero reteniendo a los individuos de mayor tamaño. Siciertas características de los plantados están correlacionadas con la atracción de ciertas especiesque necesitan protección, la reglamentación de dichas características podría llevar a una reducción
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de las capturas incidentales de esas especies.El modelo de ecosistema puede ser usado para simular cambios en el esfuerzo de pesca
durante ciertos períodos del año. Estos escenarios podrían incluir vedas de ciertos tipos de lance,tal como una moratoria sobre lances sobre objetos flotantes después de alcanzar una cierta cuota.
Advertencias
Sabemos muy poco acerca da la productividad y las poblaciones permanentes de varios com-ponentes del modelo, especialmente aquéllos en los niveles tróficos medianos y bajos. Hay unagran incertidumbre asociada con los parámetros de muchos de los componentes , y dados los resul-tados de nuestros análisis de sensibilidad, estimaciones de la biomasa y otros parámetros enEcopath para los Cefalópodos y Auxis spp. serían especialmente deseables. Aunque estimamos v(ecuación 5) para cada componente, no podemos determinar si estamos representando la reacciónfuncional (functional response) correcta para cada componente (es decir, incertidumbre en laespecificación del modelo).
Para muchos componentes en el modelo, no se dispuso de datos empíricos de dieta para elPOT, y aplicamos información de otras áreas de fuentes en la literatura. Teníamos datos directosde dieta para los dos componentes de delfines, Atún aleta amarilla grande y pequeño, Atún patu-do pequeño, Marlines grandes y pequeños, Pez vela grande y pequeño, Dorado grande y pequeño,Tiburones grandes y pequeños, Peto grande y pequeño, y Atún barrilete, pero algunos de estoscomponentes fueron representados por pocas muestras. Es de esperar que las dietas de muchosde los animales de distribución geográfica amplia en este sistema grande con subsistemas varia-dos (zonas de afloramiento y giros grandes, por ejemplo) sean variables, señalando la importan-cia de muestras grandes. No se dispuso de datos directos de dieta para muchos de los peces medi-anos y pequeños y los invertebrados en el POT.
Supusimos que las tasas de desplazamiento de animales entrando y saliendo del área delmodelo fueron aproximadamente iguales. Reconocemos que algunas especies altamente móvilespueden extender sus distribuciones a latitudes más altas durante episodios de El Niño (Barber yChavez 1986). La aparición anómala de animales tropicales en regiones templadas es bien cono-cida porque es fácil observar que peces pelágicos grandes aparecen súbitamente en zonas dondenormalmente no viven. Parece probable, pero es más difícil de documentar, que individuos de lamisma especie entren al POT de la zona de agua cálida en el Pacífico occidental-central cuando elfrente entre dicha zona y la lengua de afloramiento ecuatorial se desplaza hacia el este duranteun evento de El Niño. Lehodey (2001) documenta desplazamientos de este tipo para el atún bar-rilete. Es posible que estos desplazamientos zonales compensen hasta cierto punto los desplazamien-tos hacia norte y sur del barrilete y otras especies pelágicas durante condiciones fuertes de ENOS.
Reconocemos que nuestro modelo de ecosistema no puede describir toda la complejidad quecaracteriza el sistema pelágico en el POT. Los modelos de ecosistemas son forzosamente un inter-medio entre representaciones simplistas y una complejidad imposible de manejar. No obstante,creemos que el modelo nos permite comprender mejor las relaciones entre las principales especiesen el ecosistema y desarrollar hipótesis importantes (por ejemplo, Watters et al. en prensa).Creemos que el trabajo resumido en este documento puede formar la base de una evaluación delos efectos ecológicos de estrategias alternativas de pesca en el POT.
RECONOCIMIENTOS
Una porción de este trabajo fue realizada como parte del grupo de trabajo sobreImplicaciones Ecológicas de Estrategias Alternativas de Pesca de Depredadores Ápice subven-cionado por el Centro Nacional para Análisis y Síntesis Ecológicos (NCEAS), financiado por la
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Fundación Nacional para la Ciencia (Beca #DEB-94-21535), la Universidad de California enSanta Barbara, y el estado de California. Apreciamos los esfuerzos de los miembros de este grupode trabajo para desarrollar y perfeccionar el modelo. Incluyen Kerim Aydin, Lisa Ballance,Christofer Boggs, Timothy Essington, Paul Fiedler, Robert Francis, Marco García, James Kitchell,Jeffrey Polovina, Stephen Reilly, y Carl Walters. Fueron asimismo importantes los aportes de losparticipantes en el grupo de trabajo sobre Estudios y Modelado Ecológicos de la CIAT: RobinAllen, Kerim Aydin, Richard Deriso, Elizabeth Edwards, Alain Fonteneau, Marco García, MartínHall, James Joseph, Elizabeth Logerwell, Hector Lopez, Hideki Nakano, Paul Smith, y DanielWare. Reconocemos con gratitud la información inédita sobre aves marinas de Lisa Ballance(NMFS, La Jolla) y sobre mamíferos marinos en el POT de Stephen Reilly (NMFS, La Jolla) yMichael Scott (CIAT, La Jolla), y el trabajo sobre hábitos alimenticios de Felipe Galván Magaña(CICIMAR, México), que mejoró mucho nuestros conocimientos de la estructura trófica en el POT.Agradecemos a un árbitro anónimo, Fei Chai, y Mark Ohman la información sobre fitoplancton yzooplancton. El manuscrito fue mejorado gracias a sugerencias de William Bayliff y el árbitroanónimo. Agradecemos también a Nicholas Webb su traducción minuciosa de este boletín alespañol.
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APPENDIX
The first version of the ecosystem model for the pelagic eastern tropical Pacific Ocean(ETP1) had 34 components; some of these were aggregated or disaggregated to help balance themodel (see Balancing the model), and some new ones recommended by reviewers were added(see MODEL REVIEW). The initial set of parameter estimates used in ETP1 are presented inthe following tables. Our subjective confidence ratings of the parameters in Appendix Tables 1aand 2a are noted.
ANEXO
La primera versión del modelo del ecosistema de Oceáno Pacífico tropical oriental pelágico(ETP1) tenía 34 componentes; algunos fueron agregados o desagregados para ayudar a balancearel modelo (ver Balance del modelo), y fueron añadidos unos nuevos recomendados durante larevisión del modelo (ver REVISIÓN DEL MODELO). En las tablas siguientes se presentan lasestimaciones iniciales de los parámetros usadas en ETP1. Se señala nuestra clasificación subjeti-va de confianza en los parámetros en Anexo Tablas 1b y 2b.
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APPENDIX TABLE 1a. Initial parameter estimates for the first version of the model (ETP1). The abbre-viations are as follows: B = biomass; P/B = production/biomass ratio; Q/B = consumption/biomass ratio; EE= ecotrophic efficiency; U/Q = unassimilated fraction of the diet of each component. Our relative confidencein the estimates is identified by footnotes. See Table 2a for the parameter estimates used in the final ver-sion of the model (ETP7).
B P/B Q/BComponent EE U/Q(tons·million km-2) (year-1) (year-1)
Pursuit birds 0.102 56.902 0.903 0.203
Grazing birds 0.153 73.003 0.903 0.203
Toothed whales 30,540.271 0.033 8.092 0.203
Spotted dolphin 3,469.121 0.043 16.503 0.203
Mesopelagic dolphins 16,885.761 0.043 16.503 0.203
Sea turtles 0.152 3.503 0.703 0.203
Large yellowfin tuna 6,522.071 2.351 15.601 0.203
Large bigeye tuna 13,738.172 0.762 13.032 0.203
Large marlins 1.003 8.742 0.903 0.203
Large sailfish 1.733 9.782 0.903 0.203
Large dorado 0.803 15.603 0.903 0.203
Large miscellaneous piscivores 658.842 1.752 5.872 0.203
Large sharks 401.862 0.442 7.812 0.203
Rays 230.492 0.252 3.913 0.203
Skipjack tuna 1.882 21.503 0.903 0.203
Auxis spp. 54,834.912 1.502 21.503 0.203
Small yellowfin tuna 8,184.272 1.141 18.301 0.203
Small bigeye tuna 4,679.792 0.722 15.252 0.203
Small marlins 0.503 10.232 0.903 0.203
Small sailfish 0.573 11.442 0.903 0.203
Small dorado 1,423.412 0.842 18.303 0.203
Small miscellaneous piscivores 167.382 1.752 10.362 0.203
Small sharks 271.132 0.312 9.763 0.203
Anchovies 0.921 16.401 0.803 0.203
Flyingfishes 32,616.873 2.883 25.783 0.203
Miscellaneous epipelagic fishes 2.073 10.782 0.803 0.203
Miscellaneous mesopelagic fishes 2,000,000.003 2.003 10.783 0.203
Epipelagic cephalopods 1.042 26.832 0.903 0.203
Mesopelagic cephalopods 1.042 26.832 0.703 0.203
Crabs 2.283 3.613 0.803 0.203
Zooplankton 46.231 282.003 0.803 0.203
Phytoplankton 56.003 0.462
Available detritusDeep detritus
1 High confidence2 Medium confidence3 Low confidence
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ANEXO TABLA 1b. Estimaciones iniciales de los parámetros de la primera versión del modelo (ETP1). B= biomasa; P/B = cociente producción/biomasa; Q/B = cociente consumo/biomasa; EE = eficacia ecotrófica;U/Q = fracción no asimilada de la dieta de cada componente. Se señala con superíndices nuestra confianzarelativa en las estimaciones. Ver Tabla 2b para las estimaciones de los parámetros usados en la versión finaldel modelo (ETP7).
B P/B Q/BComponente EE U/Q(toneladas·millón km-2) (año-1) (año-1)
Aves de caza 0.102 56.902 0.903 0.203
Aves forrajeras 0.153 73.003 0.903 0.203
Ballenas dentadas 30,540.271 0.033 8.092 0.203
Delfín manchado 3,469.121 0.043 16.503 0.203
Delfines mesopelágicos 16,885.761 0.043 16.503 0.203
Tortugas marinas 0.152 3.503 0.703 0.203
Atún aleta amarilla grande 6,522.071 2.351 15.601 0.203
Atún patudo grande 13,738.172 0.762 13.032 0.203
Marlines grandes 1.003 8.742 0.903 0.203
Pez vela grande 1.733 9.782 0.903 0.203
Dorado grande 0.803 15.603 0.903 0.203
Piscívoros misceláneos grandes 658.842 1.752 5.872 0.203
Tiburones grandes 401.862 0.442 7.812 0.203
Rayas 230.492 0.252 3.913 0.203
Atún barrilete 1.882 21.503 0.903 0.203
Auxis spp. 54,834.912 1.502 21.503 0.203
Atún aleta amarilla pequeño 8,184.272 1.141 18.301 0.203
Atún patudo pequeño 4,679.792 0.722 15.252 0.203
Marlines pequeños 0.503 10.232 0.903 0.203
Pez vela pequeño 0.573 11.442 0.903 0.203
Dorado pequeño 1,423.412 0.842 18.303 0.203
Piscívoros misceláneos pequeños 167.382 1.752 10.362 0.203
Tiburones pequeños 271.132 0.312 9.763 0.203
Anchoas 0.921 16.401 0.803 0.203
Peces voladores 32,616.873 2.883 25.783 0.203
Peces epipelágicos misceláneos 2.073 10.782 0.803 0.203
Peces mesopelágicos misceláneos 2,000,000.003 2.003 10.783 0.203
Cefalópodos epipelágicos 1.042 26.832 0.903 0.203
Cefalópodos mesopelágicos 1.042 26.832 0.703 0.203
Cangrejos 2.283 3.613 0.803 0.203
Zooplancton 46.231 282.003 0.803 0.203
Fitoplancton 56.003 0.462
Detritos disponiblesDetritos profundos
1 Confianza alta2 Confianza mediana3 Confianza baja
MODELO DEL ECOSISTEMA PELÁGICO 213
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MODELO DEL ECOSISTEMA PELÁGICO 217
![Page 88: INTER-AMERICAN TROPICAL TUNA COMMISSION ......1991, El Salvador en 1997, Guatemala en 2000, Perú en 2002, y España en 2003. Canadá se retiró de la Comisión en 1984. Información](https://reader036.fdocuments.us/reader036/viewer/2022081410/6098442ea839d8025e6a3e61/html5/thumbnails/88.jpg)
APPENDIX TABLE 3. Minimum and maximum times that animals spend in the small stages relative toexpectations from growth models, for the first version of the model (ETP1). These were estimated from visu-al assessments of variation in age at length (see references in Table 8a). ANEXO TABLA 3. Período máximo y mínimo pasado en la etapa pequeña relativo a lo esperado de mode-los de crecimiento, para la primera versión del modelo (ETP1); estimados a partir de evaluaciones visualesde variación en edad a talla (ver referencias en Tabla 8b).
Split-pool component Minimum MaximumComponente dividido Mínimo Máximo
Yellowfin tuna−Atún aleta amarilla 0.99 1.28
Bigeye tuna−Atún patudo 1.19 1.19
Marlins−Marlines 0.72 1.44
Sailfish−Pez vela 0.68 0.88Not a component in ETP1Swordfish−Pez espada
No fue componente en ETP1Dorado−Dorado 0.89 1.71
Wahoo−Peto 1.04 1.44
Sharks−Tiburones 0.33 1.97
218 OLSON Y WATTERS
![Page 89: INTER-AMERICAN TROPICAL TUNA COMMISSION ......1991, El Salvador en 1997, Guatemala en 2000, Perú en 2002, y España en 2003. Canadá se retiró de la Comisión en 1984. Información](https://reader036.fdocuments.us/reader036/viewer/2022081410/6098442ea839d8025e6a3e61/html5/thumbnails/89.jpg)
The IATTC’s responsibilities are met with twoprograms, the Tuna-Billfish Program and theTuna-Dolphin Program. The principal responsibil-ities of the Tuna-Billfish Program are (1) to studythe biology of the tunas and related species of theeastern Pacific Ocean to estimate the effects thatfishing and natural factors have on their abun-dance, (2) to recommend appropriate conservationmeasures so that the stocks of fish can be main-tained at levels that will afford maximum sustain-able catches, and (3) to collect information on com-pliance with Commission resolutions. The principalresponsibilities of the Tuna-Dolphin Program are(1) to monitor the abundance of dolphins and theirmortality incidental to purse-seine fishing in theeastern Pacific Ocean, (2) to study the causes ofmortality of dolphins during fishing operations andpromote the use of fishing techniques and equip-ment that minimize these mortalities, (3) to studythe effects of different modes of fishing on the vari-ous fish and other animals of the pelagic ecosystem,and (4) to provide a secretariat for the InternationalDolphin Conservation Program.
An important part of the work of the IATTC isthe prompt publication and wide distribution of itsresearch results. The Commission publishes itsresults in its Bulletin, Special Report, and DataReport series, all of which are issued on an irregu-lar basis, and its Stock Assessment Reports, whichare published annually.
The Commission also publishes Annual Reportsand Quarterly Reports, which include policy actionsof the Commission, information on the fishery, andreviews of the year's or quarter's work carried outby the staff. The Annual Reports also containfinancial statements and a roster of the IATTCstaff.
Additional information on the IATTC’s publica-tions can be found in its web site.
La CIAT cumple sus obligaciones mediante dosprogramas, el Programa Atún-Picudo y el ProgramaAtún-Delfín. Las responsabilidades principales delprimero son (1) estudiar la biología de los atunes yespecies afines en el Océano Pacífico oriental a finde determinar los efectos de la pesca y los factoresnaturales sobre su abundancia, (2) recomendarmedidas apropiadas de conservación para permitirmantener los stocks de peces a niveles que brindenlas capturas máximas sostenibles, (3) reunir infor-mación sobre el cumplimiento de las resoluciones dela Comisión. Las responsabilidades principales delsegundo son (1) dar seguimiento a la abundancia delos delfines y la mortalidad de los mismos incidentala la pesca con red de cerco en el Océano Pacífico ori-ental, (2) estudiar las causas de la mortalidad dedelfines durante las operaciones de pesca y fomen-tar el uso de técnicas y aparejo de pesca que reduz-can dicha mortalidad al mínimo, (3) estudiar losefectos de distintas mortalidades de pesca sobre losvarios peces y otros animales del ecosistema pelági-co, (4) proporcionar la Secretaría para el ProgramaInternacional para la Conservación de los Delfines.
La pronta publicación y amplia distribución delos resultados de investigación forman un aspectoimportante de las labores de la Comisión, la cualpublica los resultados en su serie de Boletines,Informes Especiales, e Informes de Datos, los cualesson emítidas en forma irregular, y sus Informes deEvaluación de Stocks, que son publicados anual-mente.
La Comisión publica también Informes Anualese Informes Trimestrales; éstos incluyen informa-ción sobre las labores de la Comisión, la pesquería,y las investigaciones realizadas en el año otrimestre correspondiente. Los Informes Anualesincluyen también un resumen financiero y una listadel personal de la CIAT.
Información adicional de las publicaciones de laCIAT puede ser encontrado en su sitio de internet.
Editor—RedactorWilliam H. Bayliff
Inter-American Tropical Tuna CommissionComisión Interamericana del Atún Tropical
8604 La Jolla Shores DriveLa Jolla, California 92037-1508, U.S.A.
www.iattc.org