Enfoques basados en la taxonomía y el tamaño corporal para apoyar un Manejo Pesquero Basado en el...

28 de agosto de 2013

Paúl Gómez-Canchong

Enfoques basados en la taxonomía y el tamaño corporal para apoyar un

Manejo Pesquero Basado en el Ecosistema y la recuperación de

stocks en Chile

Contenido

1. Estado actual de las Pesquerías en Chile2. Historia del Manejo Pesquero3. Enfoque Pesquero Basado en el Ecosistema4. Metas del Manejo Pesquero5. Enfoques para describir el Ecosistema6. Estructura de Tamaños7. Objetivos e Hipótesis del Proyecto8. Caso 19. Caso 210.Explotación Balanceada11.Aplicabilidad de los resultados

Estado actual de las Pesquerías en Chile

Contenido


Historia del Manejo Pesquero

Enfoque monoespecífico

Límite de Recursos

Sobrepesca• De crecimiento• De reclutamiento

Sobrecapacidad de Flotas pesqueras

dB/dt = rB – (r/K) B2 Yield (Y) = B * FF = f * q

El razonamiento del Enfoque Monoespecífico:

El Modelo de Schaefer

0

20

40

60

80

100

120

0 200 400 600 800 1000

Stock size

Su

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BMSY

B0

MSY

Contenido

1. Estado actual de las Pesquerías en Chile2. Historia del Manejo Pesquero3. Enfoque Pesquero Basado en el

Ecosistema4. Metas del Manejo Pesquero5. Enfoques para describir el Ecosistema6. Estructura de Tamaños7. Objetivos e Hipótesis del Proyecto8. Caso 19. Caso 210.Explotación Balanceada11.Aplicabilidad de los resultados

La realidad ecológica

http://picsbox.biz/key/organism%20population%20community%20ecosystem#

…lo cual lleva a una serie de interacciones

Diagrama de flujo cuantitativo que representa la trama trófica que sustenta las especies objetivo de la pesquería demersal sur austral (PDA) de Chile, año 1990 (Tomado de Arancibia et al. 2010).

Implicaciones de estas Interacciones

•Cambios en el hábitat podrían afectar el rendimiento sustentable promedio

•Diferentes pesquerías están ligadas a través de las capturas y de la red trófica

•Todas los propósitos humanos para un ecosistema no pueden lograrse al tiempo

•Incluso pesquerías tradicionalmente ‘bien manejadas’ pueden impactar la biodiversidad

•La incertidumbre es un factor principal que determina nuestra habilidad de gestión de las capturas pesqueras

•Como resultado el manejo “tradicional” puede funcionar en el corto plazo, lo más probable es que en el largo plazo se deben cambios en la productividad y en la naturaleza

Enfoque Ecosistémico para la Pesca

Un Enfoque Ecosistémico para las Pesquerías procura equilibrar diversos objetivos sociales, considerando el conocimiento y la incertidumbre sobre los componenetes bióticos, abióticos y humanos de los ecosistemas y sus interacciones y aplicando un enfoque integrado de la pesca dentro de límites ecológicamente fidedignos

Contenido


Objetivos del Manejo Pesquero

• Una razonable utilización de los recursos

• Razonables provechos económicos

• Pero manteniendo la integridad del ecosistema.

¿Irreconciliables?

¿Quién dijo que la pesca selectiva es buena para

el ecosistema?

•Evolución de los Stocks (Jorgensen et al 2007, Conover & Munch 2002)

•Estructura de tamaños afectada (Rice & Gislason 1996, 1998, Blanchard et al 2005, Garcia et al 2012)

•Stocks desestabilizados (Hsieh et al. 2006, 2010)

•Rendimiento reducidos (ICES-MAWG 1989, Conover & Munch 2002, Garcia et al 2012)

•Problemas relacionados con el bycatch y los descartes (Kelleher et al 2005, Diamons & Beukers-Stewart 2011)

Efectos de la selectividad

Cambios genéticos y ecológicos

Poblaciones•Disminución de la productividad de las pesquerías •Disminución de la talla adulta (talla de primera madurez) que puede afectar la reproducción.

Ecosistema•Cambio del espectro de tallas

Efectos de la selectividad por tallas

¿Cómo afrontar el manejo basado en el ecosistema?

Receta

Ingredientes

Pasos a seguir

Contenido


Enfoques para describir ecosistemaLe

hm

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98

6); R

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994, 2

010)

Conc

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Taxonomía (Evolutivo)(Krebs)

vs

Producción (Termodinámico)(Odum, Margalef)

¿Cuál es de utilidad para el manejo pesquero?

Enfoque termodinámico

Enfoques para describir ecosistemaLe

hm

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994, 2

010)

Conc

epto

s cl

ave

Taxonomía (Evolutivo)(Krebs)

vs

Producción (Termodinámico)(Odum, Margalef)

¿Cuál es de utilidad para el manejo pesquero?

Enfoque taxonómico

Enfoque taxonómico

Estadística multivariada

Enfoque taxonómico

Modelación

Enfoque taxonómico

Especies clave

http://biofrikiblog.wordpress.com/2011/04/10/biocarnaval-iii-cascada-trofica-o-regulacion-top-down/

Hughes e

t al.(2

00

5)

Desp

ués

An

tes

Estados estables alternos

Enfoque taxonómico

Enfoque taxonómico

Limitaciones

Contenido


El tamaño corporal elemento claveCo

ncep

tos

clav

e

Enfoque AlométricoCo

ncep

tos

clav

e

Tamaño corporal

• Abundancia • Metabólicas• Fisiológicas• Historia de vida

Rodríg

uez (1

994

)

Alometría

Tamaño corporal

Extensión del Territorio

Tasa de ingestiónAbundancia

numérica

Velocidad de nado

Aspectos reproductivos

Nivel trófico

Tasas de recambio

MortalidadMetabolismo

Crecimiento

Conc

epto

s cl

ave

AlometríaCo

ncep

tos

clav

eR

odríg

uez (2

010

)

Huevos y larvas de Arenque y Bacalao

Bacalao adulto

Arenque adulto

Daan (1

973), S

toke

s (1992

)Mar del Norte

Depredación basada en el tamaño corporal

Tamaño y redes tróficas

Esp

ecie

s

Tamaño

Depredación comunitaria (Sissenwine, 1984)

Fry &

Quiñ

ones (1

99

4), Je

nnin

gs e

t al. (2

002)

Tamaño vs Nivel TróficoN

ivel

tró

fico

(d1

5N

)

Tamaño (log)

Pirámides vs Espectros de Tamaño

Pirámide de números (Elton 1927): “Los organismos que ocupan la base de las redes tróficas tienden a ser más numerosos que los pertenecientes a especies de los niveles superiores”

Elton (1927)Lindemann (1942)

Platt & Denmann (1977, 1978)

Tipos de pendientes (ET)

• Pendiente primaria: Escalamiento metabólico o fisiológico

• Pendientes secundarias: Escalamiento ecológico. Grupos funcionales de individuos con igual eficiencia de producción

Dick

ie e

t al .(1

987)

Conc

epto

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Linealidad (ET)

Atlántico noroeste

Comunidades macrobentónicas

Zona de Mínima de Oxígeno, Chile

Qu

iroga e

t al. (2

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Qu

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Comunidades pelágicas

Atributo conservativo (ET)

Qu

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003)

Barria

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l . (sin a

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Conc

epto

s cl

ave

Atlántico noroeste

Comunidades de peces pelágicos

Comunidades pelágicas

Norte de Chile

PerturbacionesCo

ncep

tos

clav

e

Estados estables alternosH

ughes e

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00

5)

Conc

epto

s cl

ave

¿Qué le sucede a la estructura de tamaños?

Desp

ués

An

tes

Bio

mas

a

Size

Espectro de tallas de la comunidad

La distribucion de biomasa por tallas sigue patrones regulares

fitoplancton

zooplancton

Pequenos peces

Peces grandes

Con pesca selectiva, la pendiente y la ordenada en el origen cambiaran

Ko

ldin

g

Contenido


Objetivo General

Mejorar nuestro conocimiento sobre el funcionamiento y la estructura de algunos ecosistemas marinos de Chile, con el fin de

apoyar el enfoque ecosistémico para el manejo de la pesca y para procurar la recuperación de los stocks agotados o

sobreexplotados

Hipótesis del Proyecto

Los enfoques taxonómico y alométrico son complementarios. Por lo tanto, algunas perturbaciones sobre las redes tróficas pueden afectar a la estructura de tamaños sin cambiar su composición de especies. En otros casos un cambio en la composición de especies de la red trófica no se reflejará en la estructura de tamaños de la comunidad

La estructura de tamaños de una comunidad es más resiliente que la composición de especies a las perturbaciones que se prolongan en el tiempo. La predicción es que en una tasa de explotación en particular la estructura (y la diversidad) de tamaños cambiará más tarde (o no cambiará) en comparación con su composición (y la diversidad) taxonómica, y una vez que cambia permanecerá constante en su nueva condición.

Hipótesis del Proyecto

La pendiente del espectro de tamaños no es un indicador adecuado del nivel de esfuerzo de pesca, (sólo cambia cuando se enfrenta a cambios drásticos en una comunidad). La estructura de tamaños de la comunidad cambiaría al inicio de una pesquería, pero una vez que la pesquería es madura la estructura tamaño permanece constante

La estrategia de pesca más apropiada para restablecer stocks agotados o sobreexplotadas y para mantener la biodiversidad de los ecosistemas, será el basado en el concepto de explotación balanceada. Se espera que la biodiversidad (taxonómica y de tallas) de los ecosistemas aumentarán a medida que se reduce la selectividad del proceso de pesca

Contenido


Caso 1: “El Problema del Descarte“

Aproximadamente 500 especies fueron capturadas en los muestreos

Residuos respecto a un espectro teórico

• Un comportamiento similar para la gran mayoría de estratos analizados

• Presentando una estructura de residuos tipo domo en lugar de la esperada línea recta

Variación temporal

Góm

ez-C

an

chong e

t al. (2

011)

Pareto Tipo II

• La biomasa de los individuos grandes fue inferior a la predicha por la distribución de Pareto Tipo I

• Los datos se ajustaron bien a la distribución de Pareto Tipo II• El modelo Pareto Tipo II es apropiado cuando se estudia el

escalamiento ecológico del espectro (i.e. comunidades altamente explotadas)

Norte vs Sur Ecorregiones del Sur Variación temporal

Góm

ez-C

an

chong e

t al. (2

011)

Efecto de la Pesca

Zona de surgencia

Mayor profundidad

Descargas continentales

Menor profundidad

Especies de plataforma continental

Pargos, corvinas, mojarras

Especies de aguas someras

Bagres, rayas, lenguados

North

South

Taxonomía - Norte vs SurLo

we-M

cConell (1

96

2 ), A

nd

rade &

Barto

n (2

005)

Resu

ltado

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S1

Ictiofuna capturada por la flota camaronera del Mar Caribe de Colombia

MOR

ARCO

DAR

Taxonomía - Ecorregiones del SurRe

sulta

dos

MS1

Duarte

& G

óm

ez-C

anch

ong

(200

6)

Alometría - Variación temporal

• Los períodos climáticos no pudieron explicar la agrupación de los cruceros con estructuras de tamaño más similares.

Rodríg

uez &

Mu

llin (1

986)

Resu

ltado

s M

S1

Enfoque alométricoRe

sulta

dos

Medidas de diversidad basada en información taxonómica y tamaño corporal para los distintos sectores de la ecorregión de Morrosquillo

Información Taxonómica* Información de Tamaño Corporal**

S d J' H' (ln) 1-λ n µkerMC Media Media Geométrica d.e.

Golfo de Morrosq. 99 12,74 0,70 3,22 0,93 151 2,02 0,0190 0,0114 0,0281

Golfo de Urabá 102 12,76 0,69 3,18 0,93 260 2,03 0,0287 0,0167 0,0637

Islas 100 12,13 0,61 2,81 0,86 215 2,23 0,0335 0,0176 0,0483

Norte de Morrosq. 73 9,78 0,70 3,02 0,93 159 2,05 0,0212 0,0109 0,1481

Sur de Morrosq. 96 12,58 0,71 3,24 0,94 224 2,04 0,0241 0,0129 0,0560

* S= Número de especies, d= Ínidce de Margalef, J'=Uniformidad de Pielou, H'(ln)= Diversidad de Shannon-Wiener calculada con logaritmo natural, 1-λ= Uniformidad de Simpson.** n= Número de tamaños diferentes, µkerMC = Estimación Kernel no paramétrica del Índice de Diversidad de Tamaños de Shannon-Wiener, Media, Media geométrica y d.e. (desviación estándar) de la variable tamaño corporal (kg).

Resu

ltado

s

Enfoque taxonómico vs alométrico

• La composición de especies y la estructura de tamaños de una comunidad responden de manera diferente a las perturbaciones medioambientales. Su empleo resulta ser complementario (Rodríguez & Mullin 1986; Brucet et al. 2005; Quintana et al. 2006)

Góm

ez-C

an

chong e

t al. (2

011)

Contenido


Caso 2: Modelos de los ecosistemas

(i) Agregaciones taxonómicas gruesas y grupos funcionales (Polovina 1984, Pauly et al. 2000)

(ii) Agregaciones ataxonómicas basadas en el tamaño corporal (Gin et al. 1998, Shin & Cury 2004)

(iii) Especies “virtuales” cuyas características se calculan a partir del empleo de relaciones alométricas (Brose et al. 2005, 2006a, Maury et al. 2007, de Roos et al. 2008)

Modelo Brose et al. (2005, 2006)

1) El modelo simula la dinámica en el tiempo de las biomasas en un sistema de n-especies (caracterizadas por tamaño corporal)

2) Modelo Bio-energético consumidor-recurso (Yodzis & Innes 1992)

3) Coeficientes alométricos (Brown et al. 2004)

4) Extendido a sistemas multiespecíficos (Williams & Martinez 2004)

Consumo

Individuo

RespiraciónHeces/Orina

ProducciónCrecimiento y reproducción

Recursos disponibles en el medio ambiente

Utilización de la Energía

esconsumidorj jiji

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BFByMxBGMrB '

esconsumidorj jiji

jijjjj

recursosjjiiiiiiiii fe

BFByMxBFByMxBMxB '

Dinámica de consumidores

Dinámica de productores

Modelo bio-energético y alométricoB

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l. (20

05, 2

006)

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les

& M

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os

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BFByMxBFByMxBMxB '



Tamaño corporal


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05, 2

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Mat

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& M

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BFByMxBGMrB '

esconsumidorj jiji

jijjjj


BFByMxBFByMxBMxB '



Pérdidas por ser consumidos


rose

et a

l. (20

05, 2

006)

Consumo de presasMetabolismo

Crecimiento menos Metabolismo

Ganancias

Pérdidas

Mat

eria

les

& M

étod

os

esconsumidorj jiji

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BFByMxBGMrB '

esconsumidorj jiji

jijjjj


BFByMxBFByMxBMxB '



Mortalidad por pesca

ii

consumersj jiji

jijjjj

resourcesjjiiiiiiiii ESB

fe

BFByMxBFByMxBMxB

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Caso 2: Inclusión de la pescaM

ater

iale

s &

Mét

odos

¿Qué se hizo?

104 Redes tróficas Neira

et a

l. (2004)

Variando Esfuerzo pesquero

Mat

eria

les

& M

étod

os

¿Qué se hizo?

104 Series de tiempo!

Indicadores ecológicos

Mat

eria

les

& M

étod

os

Chile Centro Sur

Chile Centro Sur

Útiles para el manejo pesquero

Especies “colapsadas”Variabilidad del ETBN

Chile Centro Sur

Posiblemente útiles para el manejo pesqueroBiomasa comunitariaNivel trófico medio captura

Pesca en Balance Pendiente del ETBN”

Chile Centro Sur

Sin utilidad para el manejo pesquero

Estabilidad de laBiomasa comunitaria

Coeficiente de agrupamiento

Chile Centro Sur

Complementario para el manejo pesquero

Góm

ez-C

an

chong e

t al.

Biomasa acumulada a lo largo del gradiente del nivel trófico

Chile Sur-AustralRe

sulta

dos

Interacción técnica de las flotas en la PDA

Modelo Capitan & Dellus 2010

Explotación balanceada

Cap

itan

& D

ellu

s 20

10

Contenido


Selectividad especies

Selectividad tallas

Deshacer el proceso selectivo

Science 2. March 2012

…una estrategia que distribuye la presion pesquera a lo largo y a lo ancho del mayor rango posible de niveles troficos, tallas y especies en un ecosistema, en proporcion a su productividad natural, reduciendo la presion pesquera donde es excesiva.

Una Explotacion Balanceada es…

Ko

ldin

g

Bio

mas

a

Size

Espectro de tallas de la comunidad

La distribucion de biomasa por tallas sigue patrones regulares

Con pesca selectiva, la pendiente y la ordenada en el origen cambiaran Kolding

Ko

ldin

g

Bio

mas

a

Talla

Kolding

..consiste en pescar tantas tallas y especies como sea posible, pero en proporcion a su productividad natural

Mantendría la estructura de la comunidad al tiempo que

produciría los máximos rendimientos

Ko

ldin

g

3 6 9

3 6 9

1 2 3

Small Especies Large

1 2 3

3

3

1

Smal

l T

amañ

os

La

rge

Presente: excesivamente selectiva

Explotación Balanceada

Presión pesquera

Pres

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4 4 4

4 4 4

Small Especies Large

2 2 2

2

2

2

Smal

l T

amañ

os

Lar

ge

Futuro: Explotación balanceada?

Presión pesqueraPr

esió

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sque

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Taka

fum

i

Contenido


•¿Cómo queremos que luzcan nuestros ecosistemas marinos?

– Una estructura inalterada es imposible bajo una estrategia de pesca selectiva

– Mantener la estructura del ecosistema es posible bajo una estrategia de explotación balanceada, pero eso como se logra

•¿Queremos priorizar los rendimientos ecosistémicos (explotación balanceada) o el valor y las demandas de los consumidores (pesca selectiva)?•¿Cómo se piensa afrontar el tema de los descartes?

– ¿Prohibirlos?. No existen pesquerías sin descartes.– Valuar el by-catch. (Noruega importa harina de pescado)– La pesca nunca ha sido como la caza de ciervos y nunca

lo será

Preguntas - Conclusiones

¿Como explotar un ecosistema causando el minimo cambio en su estructura y función ?

¿ Para lograr que objetivos ? $$, proteína

Extraer todo lo posible de unas pocas especies ??Diversificar la utilización ??Cosechar a niveles tróficos más bajos ?Utilización con mínima pérdida (e.g. consumo directo elimina transferencias)

- Pescar TODO- Que tienen que comer plancton y ballenas

NO asegura contra la sobrepescaNO es un manejo laxo, es uno mas detallado

- Abandonar el trabajo de selectividad

Explotación Balanceada no quiere decir:

En consecuencia, la tradición de la región de Asia suroriental y Asia del Sur, es decir, pescar y comer mucho tanto peces pequeños y grandes en diversas maneras, atraerá la atención del mundo

Arimoto Takafumi

105

Gracias por su atención!!!

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