Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2445/108582
Title: Ecosystem based management in the Mediterranean Sea: scientific challenges and advances = La gestión basada en los ecosistemas en el Mar Mediterráneo: retos científicos y avances
Author: Piroddi, Chiara
Director: Coll Montón, Marta
Liquete García, Camino
Keywords: Ecologia marina
Biodiversitat
Models matemàtics
Mediterrània (Mar)
Marine ecology
Biodiversity
Mathematical models
Mediterranean Sea
Issue Date: 21-Nov-2016
Publisher: Universitat de Barcelona
Abstract: [eng] In this thesis I investigated the status of the Mediterranean Sea ecosystem and the sustainability of its marine resources using an interdisciplinary approach, which combined data integration and modelling approaches. Results highlighted a series of commonalities for Mediterranean marine ecosystems: they indicate that ‘small pelagic fishes’, mainly European pilchards and anchovies, both with high biomasses and high proportions in catches, are important structuring species for the Mediterranean ecosystem (at regional, sub-regional and local scales). ‘Large pelagic fishes’ are the main keystone species for both the past and current Mediterranean ecosystem configuration, while ‘sharks’ and ‘medium pelagic fishes’ played a key role in the past, but their ecological role is currently replaced by benthopelagic and benthic cephalopods. In addition, the ‘Mediterranean monk seal’ “Monachus monachus”, where it still occurs, is the species with the highest TL followed by ‘piscivorous cetaceans’ and ‘large pelagic fish’. Looking at temporal ecosystem dynamics, biomass trends and ecological indicators (e.g., community biomass, trophic levels of the community, catch and diversity indicators) reveal that the combined effect of excessive fishing pressure and changes in primary productivity altered the Mediterranean marine ecosystem over time, especially reducing the proportions of top predators (e.g., pinnipeds, large pelagic fish) and mid trophic level organisms (e.g., small pelagic fishes) and increasing the abundance of groups at lower trophic levels (e.g., invertebrates). The Western and the Adriatic Seas are the most degraded ecosystems with biomasses declines among all the species compartments assessed (from forage fish to sharks/rays and skates, except for invertebrates that remained stable in time). The Ionian Sea was found to be the area with less biomass changes historically in comparison with available survey data. Even at a more local scale (Amvrakikos Gulf), both ecological indicators and biomass trends highlight a degradation of the demersal compartments of the food web but a relative stability of the pelagic ones mainly due to high eutrophication levels. Fishing pressure and changes in primary production (PP) play an important role in driving species temporal dynamics; yet, PP seems to be the strongest driver upon the Mediterranean Sea ecosystem. Fisheries data (mainly catch and effort) are found to be under-reported and under-estimated at regional, sub-regional and local scale. For example, fishing mortalities (and so landings data obtained from Food and Agriculture Organization [FAO] fisheries statistics) of three most important commercial species (European pilchard ‘Sardina pilchardus’, anchovy ‘Engraulis encrasicolus’ and hake ‘Merluccius merluccius’) were in fact observed in early decades (1950s), in all the Mediterranean sub-regions, between 5 and 10 times inferior from the average reference values reported in stock assessment for these fish stocks in the Mediterranean Sea. Even in the assessment of the Italian fisheries, the reconstructed of total catches were 2.6 times the landings officially reported by the FAO on behalf of Italy for the same period and same area, with unreported commercial landings (from both industrial and artisanal sectors) contributing 50% to the total catch (in relation to FAO reporting) and discards contributing another 7%. In Europe, several models and associated indicators exist that could be used in support of European policies (MSFD); yet, Ecopath with Ecosim (EwE) is the most applied tool for modelling marine and aquatic ecosystems and the one that can produce the largest number of indicators useful for the Marine Strategy Framework Directive (MSFD). Since anthropogenic pressures are rapidly expanding in the basin, this work constitutes an important first step to advance further in the regional assessment of the Mediterranean Sea ecosystem and to inform conservation plans and management actions.
[cat] En aquesta tesi he investigat l'estat ambiental del mar mediterrani i la sostenibilitat dels seus recursos marins mitjançant un enfoc interdisciplinari que combina la integració de dades i la modelització d'ecosistemes. Els resultats posen en relleu una sèrie de punts en comú dels ecosistemes marins mediterranis: el grup de "peixos pelàgics de mida petita", principalment compost per sardines i seitons, amb grans biomasses i captures, és un grup important en relació amb l'estructura de l'ecosistema mediterrani (tant a nivell regional, sub regional i a escales locals). El grup de “peixos pelàgics de gran mida” destaca per ser important com a grup clau de l'ecosistema, tant en el passat com en el present, mentre que el grup dels “taurons” i “peixos pelàgics de mida mitjana” han jugat un paper ecològic clau en el passat, però aquest és actualment reemplaçat pels grups de peixos bentopelàgicos i cefalòpodes bentònics. A més, el vell marí del mediterrani “Monachus monachus”, en aquelles zones on encara existeix, és l'espècie amb el nivell tròfic més alt, seguida pel grup de "cetacis que s'alimenten de peixos" i "peixos pelàgics de grans dimensions". Pel que fa a la dinàmica temporal de l'ecosistema, les tendències de la biomassa i dels indicadors ecològics (per exemple, la biomassa de la comunitat, els nivells tròfics de la comunitat, les captures i els indicadors de diversitat) revelen que l'efecte combinat d’una pressió pesquera excessiva i els canvis en la productivitat primària ha alterat l'ecosistema marí mediterrani a través del temps, especialment pel que fa a una reducció de les proporcions dels depredadors superiors (per exemple, pinnípedes, i peixos pelàgics de grans dimensions) i organismes de nivells tròfics mitjans (per exemple, peixos pelàgics de mida petita), i l'augment en abundància de grups d'organismes en nivells tròfics inferiors (per exemple, invertebrats). El mar mediterrani occidental i el mar adriàtic són els ecosistemes més degradats amb baixades de biomasses per a totes les espècies avaluades (des dels peixos pelàgics de mida petita als taurons i ratjades, amb excepció dels invertebrats que es mantenen estables en el temps). El mar jònic és l'àrea amb menys canvis històrics en termes de biomassa en comparació amb les dades disponibles de mostrejos. Fins i tot a una escala més local (en el Golf de Amvrakikos), tant els indicadors ecològics com les biomasses evidencien una degradació dels compartiments demersals de la xarxa tròfica, encara que s'observa una relativa estabilitat dels compartiments pelàgics, principalment a causa dels alts nivells d'eutrofització. La pressió pesquera elevada i els canvis en la producció primària (PP) juguen un paper important en la dinàmica temporal de les espècies; però, els canvis en la PP semblen ser els principals impulsors de la dinàmica temporal de l'ecosistema del mar mediterrani. Les dades pesquers (principalment la captura i l'esforç pesquer) es troben subestimats i conseqüentment registrats de forma errònia a escala regional, sub regional i local. Per exemple, la mortalitat per pesca (i per tant les dades de desembarcament que s'obtenen de les estadístiques de pesca de l'Organització per a l'Agricultura i l'Alimentació [FAO]) de tres de les espècies comercials més importants (Sardina europea “Sardina pilchardus”, anxova “Engraulis encrasicolus” i lluç “Merluccius merluccius”) per a les primeres dècades d'aquest estudi (1950), i en totes les sub regions mediterrànies analitzades, era entre 5 i 10 vegades inferior als valors de referència mitjana registrats en avaluacions de l'estoc d'aquestes poblacions al mar mediterrani. Fins i tot en l'avaluació de les pesqueries italianes, la reconstrucció de les captures totals mostra que les captures totals són 2,6 vegades més grans que els desembarcaments registrats oficialment per la FAO durant el mateix període i per la mateixa zona, amb desembarcaments comercials no declarats (dels sectors industrials i artesanals) que contribueixen al 50% de la captura total (en relació als informes de la FAO) i els descarts que contribueixen un altre 7%. A Europa hi ha diversos models i indicadors associats que podrien ser utilitzats en suport de les polítiques europees de gestió mediambiental, com la Directiva Marc sobre l'Estratègia Marina (MSFD); de totes formes, Ecopath with Ecosim (EwE) és l'eina més aplicada per a la modelització dels ecosistemes marins i aquàtics i la que pot produir un major nombre d'indicadors útils per a la MSFD. Atès que les pressions antropogèniques s'estan expandint ràpidament a la conca mediterrània, aquest treball constitueix un primer pas important per avançar en l'avaluació regional de l'estat ambiental de l'ecosistema marí mediterrani i per informar els plans de conservació i gestió presents i futurs.
URI: http://hdl.handle.net/2445/108582
Appears in Collections:Tesis Doctorals - Departament - Dinàmica de la Terra i de l'Oceà

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
CHIARA PIRODDI_PhD_THESIS.pdf40.02 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.