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Introducción a la dinámica de poblaciones y a la evaluación de stocks

MREP Caribbean InitiativeMREP Iniciativa del CaribeMiércoles, Octubre 15, 2014

South East Fisheries Science Center Parte I

Introducción a la dinámica de poblacionesy a la evaluación de stocks

Parte IFactores que afectan la abundancia de las poblacionesCalcula el número de peces en un charco usando el número de peces capturados

Parte IIProducción y tasas de producciónEncuentra la cantidad máxima que se puede pescar año tras año

Parte IIILos inputs y los resultados de los modelos de evaluación de stockAprende sobre el modelo de producción y el modelo de promedio de largoDiscutir la duda científica y el futuro de las evaluaciones en el Caribe

2

Las poblaciones biológicas (humanos, peces, arboles, bacteria…)

son regulados por cuatro factores primarios:

• Tasa de muerte• Tasa de inmigración• Tasa de emigración• Tasa de nacimiento

Convertir tasa de nacimiento a números nacidos

El número total de nacidos en una población es igual al número de individuales en la población (N)

multiplicado por la tasa de nacimiento (b):Nacidos = N x b

Ejemplo: si N = 10,000 y b = 5 nacidos por mil (0.005/individuo),

Entonces B = 50

La población no cambia tras el tiempo cuando:Nacimiento + Inmigración = Muerte + Emigración

N + I = M + E

Abundancia

Nacimiento (N)

Inmigración (I)

Muerte (M)

Emigración (E)

0

50

100

150

200

250

300

350Po

pulac

ión

(millo

nes)

Año

EE.UU. Crecimiento de la Población 1900-2013

EE.UU. Tasa del Cambio en la Población 1900-2013

-0.50%

0.00%

0.50%

1.00%

1.50%

2.00%

2.50%%

Cam

bio

por

año

Año

Si usted fuera un administrado pesquero usted quiere saber algo acerca de los cambios en la población de peces.

¿Está aumentando la biomasa total?¿Hay peces de edad en la población,

o solamente peces jóvenes?¿Cuándo se reproducen los peces?¿Sobreviven los jóvenes para convertirse en adultos?

Todas estas preguntas requieren algún tipo de aproximación para estimar las cantidades que no se observan fácilmente.

No podemos hacer contar cada pez.

¡Es muy caro e innecesario!

¿Por qué es importante la dinámica de las poblaciones de peces?

Con la dinámica de poblaciones y los modelos podemos estimar algo que no

podemos ver:El número y la biomasa de peces en el mar

La función de los modelos

Un modelo es una versión simplificada del mundo real que busca captar la esencia de cómo funciona un pedazo del mundo.

“Todos los modelos están equivocados, pero algunos son útiles”- G.E.P. Box

Un buen modelo es tan simple como sea posible sin dejar de

hacer su trabajo.

Evaluación de Stock

Matemáticas de forma sencilla

Ocupando el Charco

El estudio

Inmersión al principio del año:

8 peces por inmersión

Inmersión a fin de año:

2 peces por inmersión

ConclusiónFaltan 3 de cada 4 peces

La Captura

El vecino capturó y elimino 300 peces durante el año

Como ¾ de los peces no quedan (Determinado a partir del estudio)

Podemos resolver con cuantos empezamos.

Los 300 capturados cuentan como los 3/4 de peces que han sido eliminados

Por lo tanto, teníamos que haber tenido al menos 400 peces al inicio del año.

Y deben quedar 100 en el charco.

Muerte Natural

Lo que pensamos que sabemos:Supongamos que 1 de cada 4 peces

muere de mortalidad natural (depredadores, etc.)

Como ¾ de los peces no quedan (Determinado a partir del estudio)

y ¼ murió de causas naturales (M: la mortalidad natural asumida para esta especie)

Podemos resolver con cuantos empezamos.

M cuenta por ¼y los 300 capturados cuentan como mitad de peces

que han sido eliminados

Por lo tanto, teníamos que haber tenido al menos 600 peces al inicio del año.

Y deben quedar 150 en el charco.

La Confesión

¿Qué ocurre si la data de la captura fue erróneo?

¿Qué pasa si 400 peces fueron capturados y eliminados por el vecino?

M cuenta por ¼y los 400 capturados cuentan como mitad de peces

que han sido eliminados

Por lo tanto, teníamos que haber tenido al menos 800 peces al inicio del año.

Y deben quedar 200 en el charco.

Las evaluaciones de stock trabajan de una manera similar, excepto con más entradas de datos y con modelos más complicados.

Datos de la Pesca

ComercialEstructura de la

Población Estudios

Científicos

Datos de la Pesca

RecreacionalBiología yEcología

Las evaluaciones de stock utilizan la información del la población de peces y de la pesca para describir la situación pasada y presente de un stock.• ¿Qué tan grande es el stock?• ¿Está creciendo en tamaño o disminuyendo?• ¿Cuál es la tasa actual de mortalidad por pesca?• ¿Cuál sería la reacción a diferentes acciones de

manejo?• ¿Qué incierta es el estado del stock?

Todas las evaluaciones de las poblaciones se basan en la idea de que si una acción es tomada en una población (por ejemplo, la captura), entonces habrá una reacción.

Si sabemos que una acción fue tomada y podemos medir la reacción, entonces habremos aprendido algo sobre la población.

Si aprendemos lo suficiente, podemos anticipar cómo la población va a reaccionar a ciertas acciones de manejo.

U.S. Department of Commerce | National Oceanic and Atmospheric Administration | NOAA Fisheries | Page 29

Descanso

Introducción a la dinámica de poblaciones y a la evaluación de stocks

South East Fisheries Science Center Parte II

Dinámica de PoblacionesEstudiando las tasas de poblacionesCrecimiento: cambio en el tamaño de los individuos

en la población

Mortalidad: cambio en el número de individuos en la población por causa de muerte

Reclutamiento: cambio en el número de individuos en la población por causa de nacimiento

Exploramos un ejemplo que nos ayudará a entender las tasas exponenciales:

Un ejemplo de tasas exponenciales:El interés compuesto en una cuenta bancaria

Calcula el tamaño de su cuenta bancaria después de 13 años con una tasa de interés del 5% si comienza con $1,000.

Un ejemplo de tasas exponenciales:El interés compuesto en una cuenta bancaria

Calcula el tamaño de su cuenta bancaria después de 13 años con una tasa de interés del 5% si comienza con $1,000.

$1,000

$1,200

$1,400

$1,600

$1,800

$2,000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Balan

ce B

anca

ria

Año

$1,885.65

Podría multiplicar $1,000 x 1.05 para el primer año, y 1,050 x 1.05 para el segundo año, y así sucesivamente durante 13 años y obtener $1,885.65.

00.010.020.030.040.050.06

$1,000 $1,200 $1,400 $1,600 $1,800

Tasa

de i

nter

és

Cantidad de dinero en la cuenta

…pero la cuenta bancaria aumenta más cuando la cantidad de dinero en el banco es más grande.

$0

$25

$50

$75

$100

$1,000 $1,200 $1,400 $1,600 $1,800

Dine

ro aq

uerid

oCantidad de dinero en la cuenta

La tasa de interés no cambia…

Un ejemplo de tasas exponenciales:El interés compuesto en una cuenta bancaria

B0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 2 4 6 8 10

P

Dependencia en la Densidad

BajaDensidad

AltaDensidad

A medida que aumenta la densidad, los individuos compiten por los recursos, y la tasa de producción se desacelera.

En la capacidad del stock (K) no hay producción.

0 K

P = Producción (nuevo biomasa en la población)B = Biomasa de la población

B0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 2 4 6 8 10

P = Producción (nuevo biomasa en la población)B = Biomasa de la población

P

Dependencia en la Densidad

Pocos BebésAlto SupervivenciaCrecimiento Rápido

Muchos BebésBaja supervivenciaCrecimiento lento

Balance entre crear hijos y que

sobrevivan.

0 KBajaDensidad

AltaDensidad

B0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 2 4 6 8 10

Rendimiento Sostenible

0 K

P

Si la cantidad capturada puede ser reemplazada por la producción cada ano, la pesca será sostenible.

Depende del nivel de la biomasa.

¿Cuánto podemos remover sin causar que la biomasa cambie de un año al próximo?

P = Producción (nuevo biomasa en la población)B = Biomasa de la población

B0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 2 4 6 8 10

Rendimiento sostenible

0 K

P¿Que es RMS?

Rendimiento máximo sostenible es el rendimiento más grande que

puede ser removido repetidamente año tras año.

RMS

BRSM

El rendimiento máximo sostenible es igual a la

producción máxima.

P = Producción (nuevo biomasa en la población)B = Biomasa de la población

Ejercicio Excel

Descanso

Introducción a la dinámica de poblaciones y a la evaluación de stocks

South East Fisheries Science Center Parte III

¿Cuántos peces están ahí fuera y cuantos podemos sacar de la población de manera continua?

Las pesquerías se administran de manera que nuestros nietos y bisnietos

también pueden pescar.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 2 4 6 8 100 K

RMS

BRMS

B: Biomasa de la poblaciónBRMS: Biomasa de la población lo cual pude producir RMS

F: Mortalidad de captura (Rendimiento de la pesca)FMSY: Mortalidad de captura lo cual pude producir RMS

En RMS la biomasa está al nivel de BRMS

Resumen de términos: Puntos de referencia

Biomasa

Rend

imien

to

Sobreexplotado: Biomasa de stock debajo del nivel que puede producir RMS (B es menos que BMSY)

Sobrepesca: Nivel de rendimiento de pesca mayor de lo que puede reemplazar la población

“Sobreexplotado” y “Sobrepesca”

significan un nivel de mortalidad que peligra la habilidad de que la

pesquería pueda producir RMS a largo

plazo.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 2 4 6 8 100 K

RMS

BRMSBiomasa

Rend

imien

to

c

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 2 4 6 8 10

Que ocurre?Está el stock sobreexplotado?Está el stock expuesto a la sobrepesca?

U.S. Department of Commerce | National Oceanic and Atmospheric Administration | NOAA Fisheries | Page 48

RMS

0 KBRMS

Rend

imien

to

Biomasa

c

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 2 4 6 8 10

Que ocurre?Está el stock sobreexplotado?Está el stock expuesto a la sobrepesca?

U.S. Department of Commerce | National Oceanic and Atmospheric Administration | NOAA Fisheries | Page 49

RMS

0 KBRMSBiomasa

c

Rend

imien

to

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 2 4 6 8 10

Que ocurre?Está el stock sobreexplotado?Está el stock expuesto a la sobrepesca?

U.S. Department of Commerce | National Oceanic and Atmospheric Administration | NOAA Fisheries | Page 50

RMS

0 KBRMS

Rend

imien

to

Biomasa

Las evaluaciones de stocks estiman:• Si el rendimiento de la pesca es sostenible• Si la biomasa del stock es más grande que o más

pequeño que el nivel que puede producir RMS• Qué incierta es el estado del stock

Los modelos no capturan por completo lo

complejo que son los sistemas.

El objetivo es capturar las tendencias generales con la mayor precisión

posible.

Las herramienta adecuada para la tarea

U.S. Department of Commerce | National Oceanic and Atmospheric Administration | NOAA Fisheries | Page 52

Ejemplo: Horario del Ferry Un buen modelo es tan simple como sea posible sin dejar de

hacer su trabajo.

Modelos de evaluación de stock

Estimador del largo promedio• Relación de crecimiento definido• Promedio de largo anual

Modelo de Producción Excedente• Captura• Índice de abundancia

Otros Modelos • Mayor complejidad y mas

requisitos de data

U.S. Department of Commerce | National Oceanic and Atmospheric Administration | NOAA Fisheries | Page 53

Recuerde el ejemplo del charco.Data de CPUE puede informarnos

de los cambios relativos en la abundancia del stock.

Recuerde el ejemplo del charco.Data de CPUE puede informarnos

de los cambios relativos en la abundancia del stock.

Índices de abundancia

Se asume que los cambios en una índice de abundancia son proporcionales a los cambios en la abundancia actual del stock.

Frecuentemente, las Índices de abundancia se calculan usando la captura por unidad de esfuerzo (CPUE)

Inmersión al principio del año: 8 peces por inmersión

Inmersión al fin de año: 2 peces por inmersión

Conclusión: faltan 3 de cada 4 peces

200250300350400450500550600650700

0 10 20 30

Sin Pescar Nivel Medio de Pesca Nivel Alto de Pesca

Promedio de largo y tasa de mortalidad total

Prom

edio

de l

argo

Nivel de Pesca

Pequ

eño

Gran

de

Analizando el largo promedio tras el tiempo puede proveer información sobre el estado de ser o no ser sobreexplotado.

0

20

40

60

0

20

40

60

0

20

40

60

Pequeño Grande Pequeño Grande Pequeño GrandeNum

ero

de P

eces

po

r Tam

año

200250300350400450500550600650700

0 10 20 30

Incertidumbre

Prom

edio

de l

argo

Nivel de Pesca

Pequ

eño

Gran

de

Como no se mide cada pez en la población, no sabemos el valor exacto del promedio de largo.

Pero al medir suficientes peces, podemos obtener estimados con intervalos de confianza.

La incertidumbre tiene muchas fuentes:MedidasProceso NaturalModelos

Valores de puntos

Incertidumbre

(error en la data de captura o tamaño promedio)(variabilidad al azar en reclutamiento)(los aspectos y relaciones que se asumen)

Exactitud y Precisión

Los estudios se diseñan para balancear la

precisión y la exactitud. ¡Ayuda tener más

muestras que menos!

Preciso, pero inexacto. ¡SESGADO!

Exacto, pero menos preciso. SIN SESGO.

Preciso y exacto

U.S. Department of Commerce | National Oceanic and Atmospheric Administration | NOAA Fisheries | Page 59

La muestra debe ser representativa de la

población

El muestreo de una población es como probar un sopa.Una cucharada puede reflejar el sabor de todo la sopa,

si es que esta agitada bien.

U.S. Department of Commerce | National Oceanic and Atmospheric Administration | NOAA Fisheries | Page 60

Cada elemento de la población debe tener la misma oportunidad de estar en la muestra

Perspectivas futuras- Continuar los estudios de medida y los análisis de promedios de largo- Mejorar la colección de datos de captura- Mantener bajo riesgo de la sobreexplotación y de la sobrepesca

Más Data Sin Sesgo

Incertidumbre Reducido

Ajustar ACL Adecuadamente